基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉課堂探究
——以人教版《化學2》“乙醇”教學為例

楊綠月（廈門第一中學，福建廈門361000）

基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉課堂探究
——以人教版《化學2》“乙醇”教學為例

楊綠月
（廈門第一中學，福建廈門361000）

發展學生化學核心素養的重要載體是化學學科教學內容，基于發展學生宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養，以人教版《化學2》“乙醇”教學為例，探索有利于發展學科素養的“翻轉課堂”教學模式，通過多次知識內化提高宏觀辨識與微觀探析的有效性，并就教師如何在翻轉課堂中助推學生化學學科核心素養的培養提出看法。

宏觀辨識與微觀探析；核心素養；翻轉課堂；乙醇

在2016年9月13日發布的《中國學生發展核心素養》基礎上提出的高中化學學科核心素養，是高中學生發展核心素養的重要組成部分，包含宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任五個方面內容，體現了化學學科的本質特征。宏觀辨識與微觀探析的具體內涵包括：能從不同層次認識物質的多樣性且能對物質進行合理分類；能從元素、原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化；能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。發展學生化學核心素養的重要載體是化學學科教學內容，中學化學教學的重要任務是使學生建立對宏觀物質的微粒性認識。如何有效地結合宏觀辨識與微觀探析，從而更有效地發展學生的化學學科核心素養，是擺在一線化學教師面前的首要任務。

一、翻轉課堂的基本認識

基于發展學生宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養，筆者在高中化學教學實踐中結合各種教學理論積極探索當今風靡國內外的“翻轉課堂”教學模式。翻轉課堂（或者顛倒課堂）自2000年美國教授莫林·拉赫（Maureen J·Lage）、格倫·普拉特（Glenn J·Platt）在論文《顛倒的課堂：建立一個包容性學習環境的途徑》中首次提出［1］，胡鐵生于2011年引進到國內后引起了教育界的普遍關注，不僅對現有的教育理念產生了重要的影響，也對傳統的教學方式發起新的挑戰。

翻轉課堂是一種運用信息技術，教師提供微課等多種學習資源的教學模式。有學者將傳統課堂與翻轉課堂在教學中的各要素對比后，指出在兩種教學模式中，教師由知識傳授者、課堂管理者、課后評價者轉型為課前指導者、課堂學習促進者，而學生也由學習接受者轉變成主動探究者；教學過程也由課前預習、課堂講解、課后作業轉化為課前學習、課堂探究、課后深化學習的形式；差異更為明顯的是在教學過程中已由傳統課堂的學案展示+PPT（電子白板）展示、課堂師生互動進化為課前師生網上互動、課堂師生及生生互動的形式，而且需要學生課前利用微課、微信、QQ、論壇、微博和掃描二維碼等在線學習，教學評價也由傳統紙質測試升級為多元化的在線測試、課堂學案導學和校本作業等多種方式。［2］

二、基于宏觀辨識與微觀探析的翻轉課堂探究

基于發展學生宏觀辨識與微觀探析的翻轉課堂，本文以人教版《化學2》“乙醇”教學為例，進行如下教學探索。

乙醇是學生熟悉的生活用品，初中化學僅簡單介紹其化學式及燃燒的化學方程式。在高一《化學2》烴的學習中已經學習了有機物的基礎知識，初步掌握了烴的結構、性質和用途的關系。在烴的衍生物的學習中，從乙醇開始學習，降低了認知陌生度。本節課主要從乙醇的組成和結構入手，著重強調官能團與有機物性質的關系，讓學生體會有機化學“結構決定性質，性質決定用途”的學習模式。

本節課的教學重點是乙醇官能團羥基（—OH）的性質，難點則是要突破羥基在催化氧化反應中的斷鍵方式。為了讓學生樹立微觀概念，從微觀催化氧化機理出發，理解醇羥基的宏觀性質變化規律，培養宏觀辨識與微觀探析相結合的學科素養，本節課在教學設計中引入“翻轉課堂”教學模式，將乙醇的催化氧化實驗及反應機理錄制成微課視頻，學生通過課前前置學習熟悉催化氧化的反應機理，并利用自主學習任務單初步解決相關問題，為乙醇新課的學習打下扎實的基礎。

（一）微課的設計及教學基本思路

學生在課前觀看教師制作的微課（見表1），分析乙醇催化氧化的實驗現象，歸納實驗結論，理解乙醇催化氧化機理，并進一步拓展延伸學習了醇類物質發生催化氧化的條件是：與羥基相連的碳原子（α—C）上有H原子。在微課學習的最后階段，學生還根據已經學習的乙醇發生催化氧化的條件小試牛刀，識別出能發生催化氧化的醇并嘗試寫出相應的化學方程式。

表1 “乙醇的催化氧化”微課教學流程

由于學生在前置學習中熟悉了乙醇催化氧化的實驗，并從微觀機理認識Cu在此過程中的作用和反應的斷鍵位置，初步認識物質的宏觀性質與微觀結構的關系，能從宏觀與微觀結合的視角解釋實驗現象及物質性質，分散課堂教學的部分難點知識。另一方面，學生帶著課前學習產生的問題進課堂，其課堂學習的熱情和主動性大大提升。這個環節是知識的第一次內化［3］，學生已有的認知結構開始和新的概念知識發生作用。

（二）翻轉課堂的設計及教學基本思路

圖1 “乙醇”翻轉課堂教學流程

本課的設計從課程內容到課程實施基本按照翻轉課堂教學模式進行，將乙醇的催化氧化這一教學難點翻轉到課前，教師先進行微課視頻錄制并命制知識前測內容供學生進行課前自主學習，然后通過學生的問題反饋及教師對本節教學內容的分析進行設計問題，教師在課堂教學過程中通過問題情境、探究實驗、引導幫助、鼓勵評價等多種方式引導學生進行探討，并對學生在前測中及課堂交流探討中的問題進行反饋，充分發揮教師的主導作用，而學生通過課前熟悉學習內容，課中實驗探究、小組協作學習、成果交流發揮教學主體作用，實現知識自主構建，最終實現問題解決。

三、教學啟示與展望

（一）翻轉課堂有利于發展宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養

“宏觀辨識與微觀探析”強調化學學科的核心觀念和學科思維，微粒觀是化學學科的基本核心觀念，化學學科的思維特征是宏觀、微觀、符號三者相聯系，通過觀察、實驗了解宏觀物質的性質及變化，運用化學基本觀念、基本原理從微觀角度分析變化的實質，應用實證推理、邏輯推理和模型認知等方法研究化學物質，從而運用化學符號系統描述物質及其變化的本質與規律。

微粒觀是在將抽象問題具體化、形象化的過程中得以顯現的。傳統化學課堂的微粒觀教學過程中，學生構建自己的宏觀世界和微觀世界不僅需要記憶概念，完成對知識的初步學習，更要求教師不斷運用類比、比喻等講解手段才能促進學生去體驗微觀世界與宏觀世界的內在關系。而翻轉課堂不僅可以突破傳統課堂的時空限制，并適當結合AR、VR技術，將微觀世界可視化，直接呈現給學生，提高學生的模型認知思維方法，還可以在課前、課中、課后循序漸進地利用多種教學資源增強師生互動交流，釋放出更多課堂時間來深入解決重難點知識，對構建學生的微粒觀起到傳統課堂無法取代的地位。

比如，課前教師布置自主學習任務單，設置問題讓學生思考乙醇催化氧化生成乙醛的斷鍵位置，引導學生從乙醇的微觀結構出發探究其宏觀性質，初步建立宏觀辨識與微觀探析的思維模型；也可以利用虛擬實驗室讓學生進行探究實驗，調動學生探究微觀世界的熱情；還可以讓學生通過動畫模型提前感知乙醇的微觀結構，奠定宏觀世界與微觀世界學習的基礎。

這樣的翻轉課堂極大限度地注重宏觀辨識與微觀探析的結合，加強學生對醇催化氧化反應的理解，聚焦學習重難點，突破學生在微觀探析中的“認識發展障礙點”，又提高了學生“信息—知識—認識”的關聯能力和邏輯推理的化學學科思維能力，讓學生在學習過程中掌握方法、形成能力、培養情感態度與價值觀，將教學過程轉變成學生發展核心素養的過程，真正實現從“知識教學”走向培養“核心素養”。

（二）翻轉課堂通過多次知識內化提高宏觀辨識與微觀探析的有效性

本節“乙醇”翻轉課堂教學除形式的翻轉外，還包括教學理念的翻轉。教師除了重視培養學生學習化學的興趣、課前自主學習的能力以及課堂交流協作等能力，還善于從學生的錯誤中開發教學資源，在教學過程中積極指導學生自主解決問題。在翻轉課堂的第一個環節，學生反饋的醇類催化氧化知識難點，就體現出課堂教學中進行微觀探析的必要性；在翻轉課堂的第二個環節，教師鼓勵學生積極思考、交流討論甲醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇等醇類能否發生催化氧化并寫出相關產物，從而逐步解決催化氧化這一難點，實現第二次知識內化。在課后反饋與評價環節中，教師一方面通過習題對學生醇類知識的學習進行診斷與反饋；另一方面教師通過線上與學生的互動交流，進行個性化的指導并調整自己的教學策略，這是知識的第三次內化過程。

翻轉課堂的全過程通過“乙醇催化氧化”的多次內化，分解難點知識內化的難度，且引導學生從宏觀和微觀相結合的視角分析解決催化氧化的實際問題，初步形成“結構決定性質，性質決定應用”的化學學科觀念，提升學生的化學思維品質。相比傳統課堂教學，翻轉教學過程中學生作為主動探究者，主動將醇類物質催化氧化新知識與其認知結構中已有的乙醇催化氧化知識經驗產生內在聯系，將原有的知識結構遷移到新的問題解決中去，提高了宏觀辨識與微觀探析的有效性。

（三）教師如何在翻轉課堂中助推化學核心素養的培養

圍繞發展學生宏觀辨識與微觀探析的翻轉課堂教學，對教師的挑戰是多方面的。

首先是教師如何根據教學目標三個維度科學安排教學內容，設計教學環節，組織教學活動，讓翻轉課堂這種教學模式更好地實現以人為本的教育教學本質，不僅引導學生構建宏觀物質、微觀原理的學科知識，也培養學生將宏觀與微觀結合研究化學物質的科學方法以及科學態度，更讓學生認識化學學科的本質特征，建立對宏觀物質的微粒性認識，落實化學學科素養的培養。

其次是在互聯網信息時代，教師不僅要熟練制作微課視頻，又要充分發揮信息化技術以及網絡平臺在教學資源配置中的優化作用，讓“互聯網+教育”與翻轉課堂的各教學環節進行深度融合，在具體的課堂教學中引導學生從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題，從而創造和諧的教學生態，有效提升學生的學科素養。

最后，翻轉課堂鼓勵學生在教師的引導下開展合作交流，筆者認為還應改變傳統教學中一線教師單槍匹馬完成教學過程的現狀，在微課視頻的錄制、教學設計的共享、課后評價與反饋的數據收集等各教學環節開展廣泛合作，積極探索優化教學資源，在翻轉課堂教學中發揮教師的團隊力量，全面提升學生的化學核心學科素養。

［1］唐洪鵬.微課程與數字教學的大數據——兼論翻轉課堂應用與教育信息化［J］.教育技術與應用，2014（12）.

［2］江合佩.高中化學“翻轉課堂”存在問題及對策研究［J］.化學教學，2016（1）.

［3］趙興龍.翻轉課堂中知識內化過程及教學模式設計［J］.現代遠程教育研究，2014（2）.

（責任編輯：張賢金）