基于慕課的高中化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐

摘 要：新課標(biāo)下，高中化學(xué)課程教學(xué)的重點是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識、參與化學(xué)實驗、解決化學(xué)問題時，形成宏觀辨識與微觀探析能力、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任.為了促進(jìn)高中生的化學(xué)素養(yǎng)形成，主要選擇了中國大學(xué)MOOC的學(xué)習(xí)軟件為載體，在慕課軟件的支持下，設(shè)計了翻轉(zhuǎn)課堂，開展了“物質(zhì)的分離與提純”課程教學(xué).通過翻轉(zhuǎn)課堂實踐，最終提出了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐方法，形成全新的高中化學(xué)教學(xué)范式.

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；慕課；翻轉(zhuǎn)課堂；物質(zhì)分離與提純；教學(xué)方法

中圖分類號：G632

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0333（2024）24-0124-03

收稿日期：2024-05-25

作者簡介：吳江華，從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究.

慕課是一種大規(guī)模開放在線課程，其特點就是學(xué)習(xí)資源、課程內(nèi)容的聚合，諸如中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線、ewant育網(wǎng)、Proera等慕課網(wǎng)站，匯總了國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的課程資源，面向廣大民眾開放教育，學(xué)習(xí)者通過慕課網(wǎng)站可以自主地選擇課程內(nèi)容，享受最優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源與素材.因此慕課的高中化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計，更有利于發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力、化學(xué)探究與問題解決能力、化學(xué)學(xué)習(xí)興趣等，最終促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展.本文主要以蘇教版高中必修一“物質(zhì)的分離與提純”課程為例，提出其翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐方法，為廣大化學(xué)教育者提供參考.

1 “物質(zhì)分離與提純”的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計

1.1 翻轉(zhuǎn)課堂條件創(chuàng)設(shè)

首先，主要選擇中國大學(xué)MOOC為慕課網(wǎng)站.化學(xué)教師在中國大學(xué)MOOC上開設(shè)班級賬號，將賬號共享給班級學(xué)生.利用一節(jié)課時間，給學(xué)生講解中國大學(xué)MOOC使用方法、操作流程等，指導(dǎo)學(xué)生登錄慕課網(wǎng)站，搜索“物質(zhì)的分離與提純”的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行預(yù)習(xí)與了解.其次，指導(dǎo)學(xué)生每人準(zhǔn)備好一個筆記本，便于自主學(xué)習(xí)中疑問的總結(jié).聯(lián)系好學(xué)校化學(xué)實驗室，依照“物質(zhì)的分離與提純”的內(nèi)容，提前準(zhǔn)備好化學(xué)實驗材料、設(shè)備等，如試管、酒精燈、溫度計、酒精、食用油、純凈水等^［1］.此次翻轉(zhuǎn)課堂一共設(shè)計三節(jié)，其中兩節(jié)是自由課堂，一節(jié)是線下課堂.開放學(xué)校化學(xué)實驗室，供學(xué)生自主實驗、探究.

1.2 教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容的設(shè)計

1.2.1 教學(xué)目標(biāo)

“物質(zhì)的分離與提純”是高中化學(xué)必修一的內(nèi)容，該節(jié)內(nèi)容主要向?qū)W生介紹制備、分離、提純、檢驗等常用的化學(xué)實驗方法，重點要求學(xué)生能夠通過對實驗室中常見分離提純方法的學(xué)習(xí)，構(gòu)建從物質(zhì)的性質(zhì)出發(fā)，選擇合適的分離提純方法.基于“物質(zhì)分離與提純”的章節(jié)板塊特點，本文將教學(xué)目標(biāo)設(shè)置如下.

其一，要求學(xué)生掌握制備、分離、提純、檢驗等常用的化學(xué)實驗方法.

其二，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗?zāi)芰Α⒒瘜W(xué)問題發(fā)現(xiàn)與解決能力、實驗現(xiàn)象分析能力等.

其三，學(xué)生掌握物質(zhì)分離、提純的原理，了解各種物質(zhì)經(jīng)分離、提純后的化學(xué)組成.

1.2.2 教學(xué)內(nèi)容

“物質(zhì)的分離與提純”章節(jié)板塊中，主要內(nèi)容就是結(jié)晶、過濾、蒸餾、萃取四個知識點.通過對結(jié)晶、過濾、蒸餾、萃取的學(xué)習(xí)，掌握物質(zhì)分離與提純的方法.因此，圍繞課程要點，聯(lián)系學(xué)生生活場景，自主創(chuàng)設(shè)了“提純粗鹽”“物質(zhì)蒸餾”“萃取分液”三個項目.

其一，“提純粗鹽”，主要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)冬天撈堿、夏天曬鹽的生活場景，讓學(xué)生自主探索、學(xué)習(xí)粗鹽是如何提純的，了解粗鹽提純過程中的物質(zhì)變化.

其二，“物質(zhì)蒸餾”，主要以廚具“汽鍋”為生活場景，讓學(xué)生通過實驗的方式，掌握蒸餾操作方式與原理，能夠使用裝置對各類物質(zhì)蒸餾處理.

其三，“萃取分液”，主要導(dǎo)入一個“羅宋湯”的生活場景，理解不同物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的萃取現(xiàn)象，掌握萃取分液的基本原理、實驗儀器、實驗步驟.

2 “物質(zhì)的分離與提純”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實施

2.1 自主探索：小組領(lǐng)取學(xué)習(xí)任務(wù)，線上自主學(xué)習(xí)探究

翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)就是顛覆傳統(tǒng)的課堂形式，改變“先教后學(xué)”，主張“先學(xué)后教”.“物質(zhì)的分離與提純”以“自主探索課堂”為第一道環(huán)節(jié).具體教學(xué)實踐流程為：第一步，小組成員互相交流、合作，領(lǐng)取三大學(xué)習(xí)任務(wù).學(xué)生按照之前學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)容、目標(biāo)，使用手機(jī)、電腦等設(shè)備登錄中國大學(xué)MOOC，自行收集與任務(wù)相關(guān)的素材、知識，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)^［2］.第二步，教師對學(xué)生實施指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生按照學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探索、思考，如第一個任務(wù)“提純粗鹽”.學(xué)生通過慕課網(wǎng)站，收集到“冬天撈堿、夏天曬鹽”案例，案例以視頻形式呈現(xiàn)，學(xué)生觀看視頻，自主了解到中國北方有許多鹽堿湖，湖水中溶有大量的食鹽（NaCl）和純堿（Na₂CO₃），那里的農(nóng)民冬天撈堿、夏天曬鹽，其中蘊含了什么過程？學(xué)生按照這一思路，逐漸探索到食鹽和純堿的獲取，需要通過物質(zhì)分離的手段，其中過濾就是物質(zhì)分離的主要方法.通過過濾將混合物中微粒大小不同的組分分開，獲取食鹽和純堿，然后采取蒸餾的方法，對食鹽、純堿進(jìn)一步提純，如蒸餾法除去水中的無機(jī)鹽，得到蒸餾水，蒸發(fā)濃縮后過渡到冷卻結(jié)晶，最終獲取純鹽.第三步，學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生準(zhǔn)備筆記本，將遇到的問題記錄下來，為后續(xù)教師介入指導(dǎo)提供依據(jù).

2.2 化學(xué)實驗：理論學(xué)習(xí)成果總結(jié)，線下參與化學(xué)實驗

“物質(zhì)的分離與提純”屬于實驗性章節(jié)，要求學(xué)生掌握制備、分離、提純、檢驗等常用的化學(xué)實驗方法.比如，第一步，讓學(xué)生對前期的理論學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)、提煉和反思，分享結(jié)晶、過濾、蒸餾、萃取的方法原理.第二步，學(xué)生通過慕課網(wǎng)站完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)后，讓學(xué)生圍繞著理論成果前往學(xué)校化學(xué)實驗室實驗^［3］.如，圍繞著第一個學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行實驗，準(zhǔn)備分離、蒸餾所需的化學(xué)實驗儀器，讓學(xué)生通過正確操作實驗儀器，對食鹽純堿的混合物進(jìn)行過濾、分離，讓學(xué)生通過蒸發(fā)實驗，將溶劑從溶液中分離出來.又如，學(xué)習(xí)任務(wù)“萃取分液”，讓學(xué)生圍繞著化學(xué)實驗問題開展自主實驗、思考、探索，即番茄紅素離開水，進(jìn)入植物油，這一現(xiàn)象從化學(xué)的角度如何解釋？學(xué)生圍繞著學(xué)習(xí)問題，按照之前自主探索的理論方案，分別進(jìn)行萃取、分液的實驗.通過化學(xué)實驗，讓學(xué)生了解到萃取的原理就是利用某種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解能力的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法.讓學(xué)生掌握到分液的原理就是將兩種互不相溶的液體分離出來.第三步，整個化學(xué)實驗流程中，教師除了給予學(xué)生化學(xué)實驗步驟、技能等指導(dǎo)外，還要關(guān)注到學(xué)生的化學(xué)實驗安全，避免學(xué)生誤操作、隨意操作、不規(guī)范操作的問題，幫助學(xué)生樹立起化學(xué)實驗安全觀.

2.3 問題解決：自主學(xué)習(xí)問題總結(jié)，開展問題解決指導(dǎo)

翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生先學(xué)、教師后教.學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中，會產(chǎn)生各種疑問，教師讓學(xué)生將各種疑問記錄下來，利用線下課堂，對學(xué)生的疑問進(jìn)行集中解決、處理.比如，“物質(zhì)的分離與提純”的教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)生在“提純粗鹽”環(huán)節(jié)會遇到粗鹽成分不了解的情況，此時，教師讓學(xué)生對粗鹽的主要成分進(jìn)行回顧、反思，總結(jié)粗鹽的主要成分，如粗鹽的主要成分包括氯化鈉、硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈣、泥沙等，雜質(zhì)離子主要為SO^2-₄、Ca²⁺和Mg²⁺.學(xué)生在操作“蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶”的環(huán)節(jié)時，通常遇到什么物質(zhì)適合蒸發(fā)結(jié)晶，什么物質(zhì)不適合蒸發(fā)結(jié)晶的疑問，教師給予學(xué)生引導(dǎo)，讓學(xué)生認(rèn)識到如果試驗最后得到的固體是帶有結(jié)晶水的物質(zhì)，那么結(jié)晶方法一般選用蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶.如果用蒸發(fā)結(jié)晶一般不能獲得帶有結(jié)晶水的物質(zhì).再如，學(xué)生參與“萃取+分液”的化學(xué)實驗時，雖然按照化學(xué)實驗流程，基本能夠操作實驗儀器，但是卻對實驗儀器的作用不明確，此時，教師帶領(lǐng)學(xué)生對化學(xué)實驗儀器作用實施總結(jié)（如圖1所示），培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究意識.

2.4 評價反思：圍繞著化學(xué)核心素養(yǎng)評價，終結(jié)性與過程性評價相結(jié)合

一個完整的翻轉(zhuǎn)課堂，必然離不開評價反思環(huán)節(jié)，對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)行評價，主要起到化學(xué)指導(dǎo)優(yōu)化、化學(xué)學(xué)習(xí)成果檢測的作用.由于翻轉(zhuǎn)課堂的特點是學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師指導(dǎo)的結(jié)合，因此，就需要做到過程性評價與終結(jié)性評價的有機(jī)結(jié)合.評價內(nèi)容除了檢測學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度外，還需要重點評價學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成度.比如設(shè)計評價指標(biāo)，翻轉(zhuǎn)課堂總成果（100%）=課程目標(biāo)達(dá)成度（50%）+化學(xué)核心素養(yǎng)形成度（50%）.課程目標(biāo)達(dá)成度（100%）=自主學(xué)習(xí)成果（25%）+化學(xué)實驗成果（25%）+問題解決效果（25%）+能力拓展效果（25%）.化學(xué)核心素養(yǎng)形成度（100%）=宏觀辨識與微觀探析能力（20%）+變化觀念與平衡思想（20%）+證據(jù)推理與模型認(rèn)知（20%）+實驗探究與創(chuàng)新意識（20%）+科學(xué)精神與社會責(zé)任（20%）.過程性評價，主要是教師做到對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全程跟蹤、監(jiān)督，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)記錄下來，形成定量評價表.終結(jié)性評價，可以給學(xué)生發(fā)放試卷、課堂作業(yè)等，實施學(xué)習(xí)成果總評.通過化學(xué)學(xué)習(xí)的評價，為之后的翻轉(zhuǎn)課堂持續(xù)優(yōu)化提供依據(jù)，保證化學(xué)教學(xué)精準(zhǔn)性.

3 結(jié)束語

總而言之，化學(xué)作為一門應(yīng)用型學(xué)科，一直在高中教育中扮演著重要角色.高中化學(xué)涉及的知識較多，抽象性和復(fù)雜性的化學(xué)概念給高中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)帶來了諸多困難.而且，高中化學(xué)不同于語文、數(shù)學(xué)、英語那樣的課程，其強(qiáng)調(diào)學(xué)生化學(xué)實驗、自主探究、自主鉆研以及化學(xué)問題的自主思考、解決等，只有強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實踐性，才能夠真正培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).慕課支持下的翻轉(zhuǎn)課堂無疑更加適合高中化學(xué)課程特點，通過翻轉(zhuǎn)課堂給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)平臺，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師的教學(xué)指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，達(dá)到高效學(xué)習(xí)目的.因此，基于翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢特點、邏輯機(jī)制，“物質(zhì)的分離與提純”教學(xué)實施，重點是強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主參與、交流合作，通過“學(xué)生先學(xué)教師后教、學(xué)生先練教師后指導(dǎo)”的方式，真正讓學(xué)生成為化學(xué)學(xué)習(xí)的主人，夯實學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

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［2］ 張昕.基于核心素養(yǎng)的“問題任務(wù)驅(qū)動”式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐：以人教版高中化學(xué)必修二“離子鍵”為例［J］.中小學(xué)教學(xué)研究，2019（3）：47-53.

［3］ 高曉彤，李德高.培養(yǎng)學(xué)生“模型認(rèn)知”素養(yǎng)的教材分析研究：以高中化學(xué)必修內(nèi)容為例［J］.數(shù)理化解題研究，2023（3）：125-127.

［責(zé)任編輯：季春陽］