基于宏观辨识与微观探析的翻转课堂探究——以人教版《化学2》“乙醇”教学为例

杨绿月（厦门第一中学，福建厦门361000）

基于宏观辨识与微观探析的翻转课堂探究
——以人教版《化学2》“乙醇”教学为例

杨绿月
（厦门第一中学，福建厦门361000）

发展学生化学核心素养的重要载体是化学学科教学内容，基于发展学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养，以人教版《化学2》“乙醇”教学为例，探索有利于发展学科素养的“翻转课堂”教学模式，通过多次知识内化提高宏观辨识与微观探析的有效性，并就教师如何在翻转课堂中助推学生化学学科核心素养的培养提出看法。

宏观辨识与微观探析；核心素养；翻转课堂；乙醇

在2016年9月13日发布的《中国学生发展核心素养》基础上提出的高中化学学科核心素养，是高中学生发展核心素养的重要组成部分，包含宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任五个方面内容，体现了化学学科的本质特征。宏观辨识与微观探析的具体内涵包括：能从不同层次认识物质的多样性且能对物质进行合理分类；能从元素、原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化；能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。发展学生化学核心素养的重要载体是化学学科教学内容，中学化学教学的重要任务是使学生建立对宏观物质的微粒性认识。如何有效地结合宏观辨识与微观探析，从而更有效地发展学生的化学学科核心素养，是摆在一线化学教师面前的首要任务。

一、翻转课堂的基本认识

基于发展学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养，笔者在高中化学教学实践中结合各种教学理论积极探索当今风靡国内外的“翻转课堂”教学模式。翻转课堂（或者颠倒课堂）自2000年美国教授莫林·拉赫（Maureen J·Lage）、格伦·普拉特（Glenn J·Platt）在论文《颠倒的课堂：建立一个包容性学习环境的途径》中首次提出［1］，胡铁生于2011年引进到国内后引起了教育界的普遍关注，不仅对现有的教育理念产生了重要的影响，也对传统的教学方式发起新的挑战。

翻转课堂是一种运用信息技术，教师提供微课等多种学习资源的教学模式。有学者将传统课堂与翻转课堂在教学中的各要素对比后，指出在两种教学模式中，教师由知识传授者、课堂管理者、课后评价者转型为课前指导者、课堂学习促进者，而学生也由学习接受者转变成主动探究者；教学过程也由课前预习、课堂讲解、课后作业转化为课前学习、课堂探究、课后深化学习的形式；差异更为明显的是在教学过程中已由传统课堂的学案展示+PPT（电子白板）展示、课堂师生互动进化为课前师生网上互动、课堂师生及生生互动的形式，而且需要学生课前利用微课、微信、QQ、论坛、微博和扫描二维码等在线学习，教学评价也由传统纸质测试升级为多元化的在线测试、课堂学案导学和校本作业等多种方式。［2］

二、基于宏观辨识与微观探析的翻转课堂探究

基于发展学生宏观辨识与微观探析的翻转课堂，本文以人教版《化学2》“乙醇”教学为例，进行如下教学探索。

乙醇是学生熟悉的生活用品，初中化学仅简单介绍其化学式及燃烧的化学方程式。在高一《化学2》烃的学习中已经学习了有机物的基础知识，初步掌握了烃的结构、性质和用途的关系。在烃的衍生物的学习中，从乙醇开始学习，降低了认知陌生度。本节课主要从乙醇的组成和结构入手，着重强调官能团与有机物性质的关系，让学生体会有机化学“结构决定性质，性质决定用途”的学习模式。

本节课的教学重点是乙醇官能团羟基（—OH）的性质，难点则是要突破羟基在催化氧化反应中的断键方式。为了让学生树立微观概念，从微观催化氧化机理出发，理解醇羟基的宏观性质变化规律，培养宏观辨识与微观探析相结合的学科素养，本节课在教学设计中引入“翻转课堂”教学模式，将乙醇的催化氧化实验及反应机理录制成微课视频，学生通过课前前置学习熟悉催化氧化的反应机理，并利用自主学习任务单初步解决相关问题，为乙醇新课的学习打下扎实的基础。

（一）微课的设计及教学基本思路

学生在课前观看教师制作的微课（见表1），分析乙醇催化氧化的实验现象，归纳实验结论，理解乙醇催化氧化机理，并进一步拓展延伸学习了醇类物质发生催化氧化的条件是：与羟基相连的碳原子（α—C）上有H原子。在微课学习的最后阶段，学生还根据已经学习的乙醇发生催化氧化的条件小试牛刀，识别出能发生催化氧化的醇并尝试写出相应的化学方程式。

表1 “乙醇的催化氧化”微课教学流程

由于学生在前置学习中熟悉了乙醇催化氧化的实验，并从微观机理认识Cu在此过程中的作用和反应的断键位置，初步认识物质的宏观性质与微观结构的关系，能从宏观与微观结合的视角解释实验现象及物质性质，分散课堂教学的部分难点知识。另一方面，学生带着课前学习产生的问题进课堂，其课堂学习的热情和主动性大大提升。这个环节是知识的第一次内化［3］，学生已有的认知结构开始和新的概念知识发生作用。

（二）翻转课堂的设计及教学基本思路

图1 “乙醇”翻转课堂教学流程

本课的设计从课程内容到课程实施基本按照翻转课堂教学模式进行，将乙醇的催化氧化这一教学难点翻转到课前，教师先进行微课视频录制并命制知识前测内容供学生进行课前自主学习，然后通过学生的问题反馈及教师对本节教学内容的分析进行设计问题，教师在课堂教学过程中通过问题情境、探究实验、引导帮助、鼓励评价等多种方式引导学生进行探讨，并对学生在前测中及课堂交流探讨中的问题进行反馈，充分发挥教师的主导作用，而学生通过课前熟悉学习内容，课中实验探究、小组协作学习、成果交流发挥教学主体作用，实现知识自主构建，最终实现问题解决。

三、教学启示与展望

（一）翻转课堂有利于发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养

“宏观辨识与微观探析”强调化学学科的核心观念和学科思维，微粒观是化学学科的基本核心观念，化学学科的思维特征是宏观、微观、符号三者相联系，通过观察、实验了解宏观物质的性质及变化，运用化学基本观念、基本原理从微观角度分析变化的实质，应用实证推理、逻辑推理和模型认知等方法研究化学物质，从而运用化学符号系统描述物质及其变化的本质与规律。

微粒观是在将抽象问题具体化、形象化的过程中得以显现的。传统化学课堂的微粒观教学过程中，学生构建自己的宏观世界和微观世界不仅需要记忆概念，完成对知识的初步学习，更要求教师不断运用类比、比喻等讲解手段才能促进学生去体验微观世界与宏观世界的内在关系。而翻转课堂不仅可以突破传统课堂的时空限制，并适当结合AR、VR技术，将微观世界可视化，直接呈现给学生，提高学生的模型认知思维方法，还可以在课前、课中、课后循序渐进地利用多种教学资源增强师生互动交流，释放出更多课堂时间来深入解决重难点知识，对构建学生的微粒观起到传统课堂无法取代的地位。

比如，课前教师布置自主学习任务单，设置问题让学生思考乙醇催化氧化生成乙醛的断键位置，引导学生从乙醇的微观结构出发探究其宏观性质，初步建立宏观辨识与微观探析的思维模型；也可以利用虚拟实验室让学生进行探究实验，调动学生探究微观世界的热情；还可以让学生通过动画模型提前感知乙醇的微观结构，奠定宏观世界与微观世界学习的基础。

这样的翻转课堂极大限度地注重宏观辨识与微观探析的结合，加强学生对醇催化氧化反应的理解，聚焦学习重难点，突破学生在微观探析中的“认识发展障碍点”，又提高了学生“信息—知识—认识”的关联能力和逻辑推理的化学学科思维能力，让学生在学习过程中掌握方法、形成能力、培养情感态度与价值观，将教学过程转变成学生发展核心素养的过程，真正实现从“知识教学”走向培养“核心素养”。

（二）翻转课堂通过多次知识内化提高宏观辨识与微观探析的有效性

本节“乙醇”翻转课堂教学除形式的翻转外，还包括教学理念的翻转。教师除了重视培养学生学习化学的兴趣、课前自主学习的能力以及课堂交流协作等能力，还善于从学生的错误中开发教学资源，在教学过程中积极指导学生自主解决问题。在翻转课堂的第一个环节，学生反馈的醇类催化氧化知识难点，就体现出课堂教学中进行微观探析的必要性；在翻转课堂的第二个环节，教师鼓励学生积极思考、交流讨论甲醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇等醇类能否发生催化氧化并写出相关产物，从而逐步解决催化氧化这一难点，实现第二次知识内化。在课后反馈与评价环节中，教师一方面通过习题对学生醇类知识的学习进行诊断与反馈；另一方面教师通过线上与学生的互动交流，进行个性化的指导并调整自己的教学策略，这是知识的第三次内化过程。

翻转课堂的全过程通过“乙醇催化氧化”的多次内化，分解难点知识内化的难度，且引导学生从宏观和微观相结合的视角分析解决催化氧化的实际问题，初步形成“结构决定性质，性质决定应用”的化学学科观念，提升学生的化学思维品质。相比传统课堂教学，翻转教学过程中学生作为主动探究者，主动将醇类物质催化氧化新知识与其认知结构中已有的乙醇催化氧化知识经验产生内在联系，将原有的知识结构迁移到新的问题解决中去，提高了宏观辨识与微观探析的有效性。

（三）教师如何在翻转课堂中助推化学核心素养的培养

围绕发展学生宏观辨识与微观探析的翻转课堂教学，对教师的挑战是多方面的。

首先是教师如何根据教学目标三个维度科学安排教学内容，设计教学环节，组织教学活动，让翻转课堂这种教学模式更好地实现以人为本的教育教学本质，不仅引导学生构建宏观物质、微观原理的学科知识，也培养学生将宏观与微观结合研究化学物质的科学方法以及科学态度，更让学生认识化学学科的本质特征，建立对宏观物质的微粒性认识，落实化学学科素养的培养。

其次是在互联网信息时代，教师不仅要熟练制作微课视频，又要充分发挥信息化技术以及网络平台在教学资源配置中的优化作用，让“互联网+教育”与翻转课堂的各教学环节进行深度融合，在具体的课堂教学中引导学生从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，从而创造和谐的教学生态，有效提升学生的学科素养。

最后，翻转课堂鼓励学生在教师的引导下开展合作交流，笔者认为还应改变传统教学中一线教师单枪匹马完成教学过程的现状，在微课视频的录制、教学设计的共享、课后评价与反馈的数据收集等各教学环节开展广泛合作，积极探索优化教学资源，在翻转课堂教学中发挥教师的团队力量，全面提升学生的化学核心学科素养。

［1］唐洪鹏.微课程与数字教学的大数据——兼论翻转课堂应用与教育信息化［J］.教育技术与应用，2014（12）.

［2］江合佩.高中化学“翻转课堂”存在问题及对策研究［J］.化学教学，2016（1）.

［3］赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计［J］.现代远程教育研究，2014（2）.

（责任编辑：张贤金）