基于“翻轉課堂”化學實驗的教學探索與實踐

摘 要：“翻轉課堂”是一種新型的教育理念，應用于化學實驗教學有利于提高學生學習興趣，促使學生主動學習，促進知識的內化。本文以“金屬腐蝕與防護”為例，探索“翻轉課堂”在化學實驗教學中的實施方法和效果。

關鍵詞：翻轉課堂；化學實驗教學；教學設計；金屬腐蝕與防護

一、 “翻轉課堂”簡介

“翻轉課堂”或稱“顛倒課堂”，英文名為Flipped Classrooom或Inverted Classroom，起源于美國科羅拉多州林地公園高中，是一種隨著開放教育資源運動、建構主義理論和宏觀社會教育系統等理論不斷發展的新型教育理念。2007年林地高中的化學老師Jonathan Bergmann和Aaron Sams，開始使用自制的教學視頻上傳至網絡，為缺席的學生補課，教學效果良好，不久他們總結出這種教學模式的基本思路和方法，并實施到實際教學中。這種教學模式基本思路是利用信息技術，將傳統的教學模式“課堂傳授，課后內化”徹底翻轉，課前學生通過教學視頻、查閱資料和虛擬實驗等活動自主學習，課堂上教師的主要精力在于參與學生的討論，問題的解決，為學生提供幫助和支持。實踐證明這種教學模式，有利于提高學生的學習興趣和成績。

化學是一門以實驗為基礎的學科，但實際教學過程中，課堂上學生的主要精力是在理解記憶知識內容，動手參與實驗的時間與機會不多。在實驗活動時會發現各種實驗操作不當，對實驗過程的記憶模糊不清，實驗教學的效果往往并不理想，進而引發相關知識的吸收內化效果不理想。“翻轉課堂”這種教學模式為化學實驗教學提供一種新的方向，在課前學生完成知識的學習以及實驗的預習，在課堂上動手操作實驗的時間就會更多，與同學交流的內容就更豐富，提出的問題能更切中要害，教師的指導更能貼合學生實際需求，同時也有利于課后的復習促進知識內化。

二、 運用“翻轉課堂”模式優化化學實驗教學的設計

“翻轉課堂”將知識的學習轉移至課前完成，知識的內化則移至課堂活動完成。學生和教師的角色都發生變化，也有更高的要求，教師要合理設計教學過程。

（一） 課前資源

課前資源是教師布置給學生的課前自學資料，包括課本教材、教輔書籍、ppt課件、微課視頻、互相關聯的知識文檔、文獻論文資料、預設思考和配套練習、學習任務單等等，將學習資源整合打包，提前發給學生。根據學生的差異，分層次編制學習資源包，制定分配不同等級的學習任務，制作個性化學習資源包。資源包在課程實施前一周提供給學生，其中微視頻時間在十分鐘左右，預設的思考與練習數量和難易程度合理，確保自主學習時間與平時作業時間相當。

（二） 自主學習

學生自主學習是最重要的環節，為幫助學生高效完成自主學習，明確自主學習的目的和內容，教師應設計合理的“學習任務單”，學習任務單包含資源索引、學習目標、思考問題、測試練習、學習反思等內容。依托學習任務單，深度學習資源包的內容，獲取自主學習效果，完成知識的第一次內化。

（三） 課堂協作交流

課堂活動是將知識內化的過程，教師從講臺上走入學生中間，組織學生進行分組實驗、小組討論、協作探究等活動，依據學情對課堂時間重新分配，縮短知識內容講解的時間，更多的時間給學生動手實踐，分組討論，思考解決問題，在課堂互動中，給學生提供個性化輔導。學生通過課前的自主學習，模擬實驗，帶著問題動手實踐，發現疑惑可對照資源索引，“回看”相關資源或直接請教師解答，同時如果產生新的問題亦可與教師展開討論。通過各種的實驗記錄，協作活動，學習反思等完成知識的第二次內化。

（四） 課后評價反饋

“翻轉課堂”的評價更注重過程性評價，課前自主學習效果、課堂實踐情況、交流討論的表現、問題提出和解決方案等方面給出合理的定性和定量評價。通過及時的評價和反饋，及時掌握學情，調整教學策略，提升“翻轉”效果。

三、 實施案例

應用“翻轉課堂”模式，以蘇教版《化學反應原理》專題一第三單元“金屬的腐蝕與防護”為例，實踐“翻轉課堂”的教學過程。

（一） 教材及學情分析

1. 教材分析

本單元共由兩個部分組成，第一是“金屬的電化學腐蝕”，第二是“金屬的電化學防護”。重點是理解金屬發生電化學腐蝕的原因，掌握防止金屬腐蝕的方法。在教學過程中應注意與生產生活緊密聯系，培養學生運用知識解決實際問題的能力。

2. 學情分析

通過《化學反應原理》專題一第二單元“化學能與電能的轉換”，學生已經掌握了電化學原理，具備對實驗原理、操作、現象的描述和評價的能力，且本單元的內容“金屬腐蝕”是生活中常見的現象，對本單元的學習學生也會有更大的熱情和興趣。

（二） 教學過程設計

1. 課前資源準備

（1）準備資源包內容，提前一周發給學生。

紙質資料：①《化學反應原理》P25、②《必修2》P41資料卡、③學習任務單、④練習題。

電子文檔：①“金屬的電化學腐蝕”PPT課件、②《化學反應原理》教學參考書P39-P44掃描版。

視頻資料：①微課視頻、②析氫腐蝕動畫、③吸氧腐蝕動畫、④鋼鐵的腐蝕拓展資料視頻。

（2）學習任務單

學習任務單包含學習目標，學習內容，提出問題，家庭小實驗，適量練習和學習反饋。家庭小實驗活動方案如下：

準備材料：自封袋，鐵釘（無銹），食鹽，白醋，純凈水，指甲油。

實驗過程：按以下內容填充自封袋，并注意封口密封緊密。

①干燥的鐵釘

②鐵釘與純凈水

③涂抹指甲油的鐵釘與純凈水

④鐵釘與食鹽水

⑤涂抹指甲油的鐵釘與食鹽水

⑥鐵釘與白醋

⑥涂抹指甲油的鐵釘與白醋

2. 課前自主學習

（1）提前將學生分成幾個小組，設置組長，組織學習，交流討論并總結。

（2）學生利用資源包里的紙質資料、電子文檔、視頻資料自學課程內容。

（3）解決思考問題并完成基礎練習。

（4）通過家庭小實驗觀察鐵腐蝕的過程，了解鋼鐵腐蝕的防護，完成實驗報告。

（5）通過小組內討論，使用聊天工具與教師溝通解決問題。

（6）課前完成學習任務單并上交，教師及時批閱，掌握學情。

3. 課堂活動

（1）導入新課。（5分鐘）

引入新課知識，以生活中常見的金屬腐蝕現象，以及課前學生的家庭小實驗，提出問題：鋼鐵為什么會生銹？產生這個現象的本質是什么呢？

（2）課前學習總結。（5分鐘）

解答學習任務單中提出的問題，評價各個小組的學習情況，請一個小組的學生派代表，總結學習過程，說明問題解決情況，并提出實驗方案并說明通過該方案可以解決哪些問題。

（3）自主探究。（30分鐘）

課前學生就做過家庭小實驗，因為條件所限“析氫”“吸氧”的效果可能不明顯，以學校實驗室資源為保障，學生提前設計實驗方案，教師研判實驗的可行性與各小組充分溝通，準備好儀器藥品，強調實驗注意事項，讓學生自主探究。例如使用壓強傳感器，通過壓強的變化說明兩種不同的腐蝕形式，比較腐蝕快慢等形式，再如使用簡易電解池裝置，驗證外加電源的陰極保護法的可行性等，在實驗的過程中，教師與各個小組，通過交流、分析、總結，解決實驗中遇到的問題，實現知識的二次內化。

（4）課堂小結。（5分鐘）

總結知識，表揚與鼓勵實驗過程表現優異的小組和同學，也指出不足，最后布置作業。

四、 小結與展望

“翻轉課堂”實踐所帶來的是知識內化的優化，在新一代移動互聯網信息技術背景下，各種課程制作軟件、各種硬件平臺推陳出新，在新技術支持下“翻轉課堂”變得切實可行。以“翻轉課堂”教學模式應用于中學化學實驗教學實踐中，教師不僅要具備傳統的教學能力，還需要解放思想轉變教學方法，更需要學習和掌握新的技術和平臺的使用，如何讓“翻轉課堂”自然地應用到中學化學實驗教學中還需要不斷探索和實踐。

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作者簡介：羅德，福建省福州市，福建省福州高級中學。