基于“未来教室”环境下翻转课堂模式的课例研究——以“微粒的性质”为例

瞿琳琰

（苏州市景范中学江苏苏州215005）

一、“未来教室”概述

未来教室是以信息化为支撑的新型教育生态环境的核心要素，是以信息技术发展最新成果为基础，融合信息时代全新教育教学理念，支撑未来教育发展需求的新一代智能学习环境，它是教室发展和变革的阶段产物，设计上更多的是体现对教室使用者的关注。在教学空间上，表现为对物理空间、资源空间和虚拟空间的无缝整合；在教学过程上，表现为对课前、课中、课后各环节的全面覆盖。

苏州市中小学采用的“未来教室”是基于“国家数字化学习工程技术研究中心”的“未来教室构建方案”建设的，继承了教室云服务平台、丰富的电子教材库、各类学科工具、PGP电子双板课堂教学系统等，具备了利于教学内容、资源的呈现、获取和课堂交互的展开及情境感知等特性。［1］

目前笔者所在的学校配备的“未来教室”系统主要有触摸式双屏，台式电脑（安装了starC平台软件），学生端互动平板50个，教室覆盖无线网络。

二、翻转课堂概述

翻转课堂（Flipped Classroom）是一种新型教学模式，是基于微课程有效实施的，微课程的呈现形式主要是短小精悍的微型教学视频，也可以是其他形式的多媒体微内容，如文本、音频等。学生在家里学习微课程代替老师的课堂初步讲解，在课堂上，他们把精力集中在完成练习以及与教师同学的交流上。这种做法颠倒了传统学校“课上老师讲授，课后完成作业”的教学安排。［2］

三、课堂实施过程

1.基于课程标准和学情，确定教学目标

《义务教育化学课程标准》（2011版）中对“微粒构成物质”提出课程标准：①认识物质的微粒性，知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒；②能用微粒的观点解释某些常见的现象。

课标在活动与探究中建议：①实验：比较空气和水在被压缩时的体积变化情况；②观察并解释浓氨水和浓盐酸相互接近时的“空中生烟”现象。［3］学生在学习“微粒的性质”之前，已通过对身边一些常见物质观察和探究，认识了不少奇妙变化，对化学产生了好奇心和进一步的探究欲望：“物质之间为什么会发生这些变化？”“物质具有不同性质的原因是什么？”这正是教学的切入点。也正是这些疑问，增强了学生的学习动力，将他们带入一个新微观世界。

基于对课程标准和学情的把握，本课适合进行翻转课堂教学模式，并提出具体可操作的教学目标：①通过观看本课教学微视频，完成《自主学习任务单》规定的任务；②知道物质是由微粒构成的、微粒处于不断运动中、微粒之间存在间隙；③能用微粒的观点解释某些常见的现象。

2.设计自主学习任务单，录制微视频

自主学习任务单主要分三部分：

（1）学习指南：

①课程名称：沪教版九年级上第三章《物质构成的奥秘》第一节“构成物质的基本微粒”第一课时“微粒的性质”。

②达成目标：通过观看本课教学短视频，完成“自主学习任务单”规定的任务；知道物质是由微粒构成的、微粒处于不断运动中、微粒之间存在间隙；能用微粒的观点解释某些常见的现象。

③学习方法建议：先看一遍视频，独立完成任务单上布置的学习任务，并且提出自己在自主学习上的困惑和建议。

④课堂学习形式预告：课前分组，4－5人一组。O—组长、C—实验器材操作管理者、H—记分员、N—互动平板管理者、Ca—实验主要操作者。第一阶段，汇总大家的任务单上错题进行内部互助解答；并针对视频内无法呈现的实验开展演示实验以及分组实验；第二阶段，巩固提升训练，即时反馈，仍然是尽可能的学生互助解答；第三阶段，拓展延伸，根据任务单上大家提出的有深度的题目进行小组课题上台讲述，并且有前沿科学家网络在线解答。

（2）学习任务，即根据学习微视频后要完成的基本练习。

（3）在自主学习过程中学生的困惑和建议。这一部分是作为课堂拓展延伸的，学生可以选择联系生活、联系前沿科技和热点新闻去写下自己的想法。

本课的微视频是使用笔记本的麦克风录音，采用Camtasia.Studio.v7录屏软件录制PPT并进行后期剪辑。微视频一开始：通过对卫星图某点不断放大，放大到人体皮肤再到细胞结构，最后看到微粒，学生完成了宏观到微观跨度的观察过程，然后延伸发现万物是由微粒构成的。然后以此引发学生学习兴趣娓娓道来本课的主要内容。因为本课虽然是新授课但是学习内容学生在初二物理课上略有涉及，因此微视频课程内容不难阐述清楚。微视频时长7分钟。

3.课堂实施过程

（1）即时反馈学情，拓展突出个性

为使学生在家自主学习更有效，采取以下措施：①课前将录制好的视频传上百度云，学生根据密码登陆下载观看学习并完成自主学习任务单；②家校合作，家长适度督促和指导学生观看；③创建班级QQ群，学生将完成的自主学习任务单在线反馈，并将任务单第三部分的困惑和建议放在群里，互相解疑答惑；④教师通过QQ群下载学生的作业反馈，并整理有价值的问题，即时掌握学情。

通过学生的任务单反馈评价汇总，知晓学生已经解决的问题有：①知道物质是由微粒构成的、微粒处于不断运动中、微粒之间存在间隙；②能用微粒的观点解释常见简单现象。

学生反馈需要再学习的内容有：①课本观察与思考的实验1、实验2希望能动手操作；②同种微粒化学性质相同，不同种微粒化学性质需要进一步理解；③绝大多数学生对微粒的前沿科技有浓厚兴趣。

综合学生的即时反馈，从中选出高质量的拓展问题作为备选研究性课题，在线布置第二轮作业——分6个小组自行选择课题并协作搜资料完成课题：①微粒带给人类哪些进步；②昆山粉尘爆炸的原因；③微粒为什么会永不停息的运动；④目前最顶端最前沿的微粒科技是什么；⑤研究微粒需要什么设备；⑥反粒子实质等等。各小组最后的汇报结果计入评价，最后课堂教学结束后根据各小组评价得分进行奖励。

（2）课堂实验改进，学生美不胜收

通过有效的反馈，为了解决学生在任务单中的疑惑，在课堂中设置了三组分组实验：1、朵朵桃花开；2、压缩水和空气；3、氨气和氯化氢气体谁跑得快。实验时有一位同学要负责用平板拍下实验现象反馈给双屏。

朵朵桃花开：学生准备两支白纸花（用滤纸自制）插在泡沫底板上，向花朵喷洒酚酞试剂并晾干，实验使用前朝着花朵喷水润湿即可替代盛有酚酞的烧杯。并且学生桌上放一盛满水的水槽，帮助吸收氨气，防止污染空气。实验时，先朝着一支干燥的纸花喷水，纸花不变色；当大烧杯罩住花束和敞口的浓氨水试剂瓶，湿润的纸花由下往上渐渐变红，非常有美感，学生赞叹之情溢于言表，且随着烧杯的移开，全班集体甩动花朵，花瓣又渐渐变回白色。

设计意图：课本上的实验1和实验2较为简单，通过改进让学生们直观感受到了微粒是不断运动的，切实的掌握了氨水能使酚酞变红，激发学生对本课的学习兴趣，认为化学是非常美丽的学科，且纸花可以循环使用多次大大节约了酚酞药品，直接将氨水试剂瓶打开自然挥发也避免了不必要的浪费。

（3）双屏呈现更多彩，师生交互更丰富

课堂上，在“未来教室”中双屏的左屏作为主屏呈现本节课的主要PPT课件，右屏作为辅助，可用来呈现：

①本课的板书（可以保存，作为课程资料）。

②学生即时反馈三个分组实验中捕捉到的现象照片，并可用手指滑动观看每组现象结果进行对比反馈。

③实验3“比比氨气氯化氢气体谁跑得快”由于在长玻璃管中进行的，有些小组操作失误可能看不到现象，可以滑动选择反馈上来实验成功的图片，并不断放大实验现象细节，进行讨论细长玻璃管中出现的白色烟圈靠近哪一端，说明了什么。

④在学生任务单解决问题环节，每组学生代表上台在右屏显示小组成果（PPT或者实物展台显示），准备充分的部分组还可以将自己的解说内容直接用手中的平板点击“send”发送到了其他同学手里的学生端平板，使所有学生都积极认真地参与到这一环节。

⑤在进阶练习环节，左屏显示主要知识点，右屏显示选择题题目，让学生用客户端在规定时间内发送答案反馈，在“学生列表”内确认都已提交后，点开“统计图”可查看学生的选项集中在哪，并展示正确答案，然后针对错误答案有的放矢地请学生先讲解，真正体现课堂内的师生交互，体现学生主体性。

交互交流是在“未来教室”教学过程中不可缺少，也是十分重要的环节。未来学生必须具备创意与创新、沟通与协作、研究与获取信息、批判性思维、决策与解决问题、信息化公民素养、科技理论与应用六大能力［4］，这都要求交互交流必须更加自由和开放。教室内的小组桌椅安排也和传统课堂排列不同，桌子可以按照小组人数自由组合来取得更好的合作学习效果。

（4）资源获取更便捷，问题探索更深入

教学进行到学生分小组进行研究性学习的课题汇报阶段，教室里主要是“生讲师生听”了，学生根据课前搜集整理得到的资料“send”给教室里的所有人分享，并滔滔不绝地进行自我观点的阐述，而在场的所有学生可以提出疑问，遇到问题时大家也可以直接借助手中的平板上网搜索答案。

如本课中，有学生向汇报的同学提问：“微粒还有夸克，那么夸克有多小？”就立刻有其他学生在平板上搜索到该答案并站起来告知，诸如此类问题有时候教师上课一时答不上来，可以师生共同在线寻求帮助，并延伸到课后。

又比如，在本课中有一组学生汇报讲解“2014年8月2日的昆山粉尘爆炸和微粒的关系”，该学生并不能准确表达出粉尘爆炸是不是微粒爆炸，此时教室内直接QQ联线，在线向苏州大学材料化学专家请教，专家不仅讲解清楚了粉尘爆炸原因还讲解了研究微粒所使用的扫描隧道显微镜的工作原理，学生大呼过瘾。

在“未来教室”中，教学资源和学习资源都主要是以数字资源的形式存在。课前教师可以在国家资源公共平台（http：／／www.eduyun.cn／）、starC学科资源以及应用商店等处将需要的资源进行整合，制作好自主学习任务单以及课前微视频，并根据教学内容设计主要教学课件，传到云端，学生自主进行下载。学生在遇到课题疑难问题时，不再是依赖于学科课本和课堂笔记，也可以在国家资源公共平台上等其他资源网站上寻找自己需要的学习资料。

四、总结与反思

在教学研究过程中，对两个平行班级采取两种不同教学模式教学进行比较，其中，A班采取传统教室传统教学模式，B班采取“未来教室”环境下的翻转课堂教学模式，并在课后对两个班级进行问卷调查分析。问卷结果统计如表1所示。［5］

表1 “微粒的性质”在两种教学模式下的比较

问卷调查结果显示，本节课在“未来教室”下的翻转课堂模式较受学生欢迎，比传统教室传统教学模式更能引起学生的学习热情，课内“师讲生听”在转向“生讲生评师指导”，课内的知识火花在延伸到课前的课题讨论资料整合和课后的延伸拓展，学生的参与度高，学习效果好。

但同时也存在着个别学生的课前预习时间较长学习较吃力，也存在着很多对学习感兴趣的学生要花很多时间在课外搜集资料满足自己的学习需求。在“未来教室”构建上也存在着需要改进的地方，比如网络不稳定导致交互有时会中断；比如学习资源还不够丰富，不能满足所有学生个性化的学习需求；再比如硬件设备多，但是并没有发挥其作用和优势，这也是由于教师和学生对于硬件设备的操作不熟练所导致的。因此在“未来教室”上课一定要有专人维护，并对使用它们的教师和学生进行技术上的培训与指导。

综上所述，学生在“未来教室”环境下翻转课堂教学模式下课外学习的自主性和互动性增强，教师备课时间也比传统模式长，对教师的要求很高，师生都表现出对环境的信息化具有主动适应的倾向性。

［1］尉小荣，吴安.“未来教室”在苏州中小学的应用及教师体验研究［J］.中国教育信息化，2014，（18）：42

［2］陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究［J］.现代教育技术，2014，（2）：49

［3］中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准2011年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2012：24

［4］杨宗凯.教育信息化十年发展展望——未来教室、未来学校、未来教师、未来教育［J］.中国教育信息化，2011，（18）：14－15

［5］何翔.基于翻转课堂教学模式的课例研究——以“离子反应”为例［J］.化学教学，2015，（7）：44