应用翻转课堂提升化学实验教学效果的实践与反思

黄也明

摘 要：在一年一度的中考实验教学中，我校尝试采用翻转课堂的教学模式。经过实践，发现依据翻转课堂教学模式以学生学习为中心的特点，在化学实验教学中，能够有效地解决初中化学实验中存在的教学时间紧、观察效果不好、学生个体差异性导致的接受程度不同等问题，学习效果显著，对于化学知识的学习、学生科学素养的提高有着良好的促进作用。

关键词：翻转课堂；初中化学；实验教学

一、应用翻转课堂进行化学实验教学的优势分析

（一）初中化学实验教学现状分析

化学是一门以实验为基础的学科，让学生亲身经历科学探究实验的整个过程，可以锻炼学生的动手动脑能力，提升思维水平和科学素养，实验在学生化学学习中有着不可替代的作用。近年来的许多中学化学教学研究也都围绕着实验探究展开，因此实验教学是整个初中化学教学的重中之重。然而，教师在课堂上进行演示实验，往往受到时间紧、学生人数多和教室空间大操作过程难以全面观察的影响，许多学生的学习停留在听和记的表象，同时由于不同学生的接受程度不同，操作过程难以回顾，一闪而过的实验现象往往容易被学生忽略。在专门的实验课上，受时间限制，内容开展都较为简单，由于班级人数较多，教师对于学生实验操作难以一一指导。

延伸到科学探究实验上，短短的45分钟容易使学生的探究浮于表面，难以达到更深层次的思考。由于不同学生的接受能力不同，在课堂上从理论过渡到实践的时间较短，会造成有的学生能较好地掌握实验的精髓，甚至产生进一步思考，而有的学生只是跟着看看热闹而已。如果涉及学生创新意识的培养和科学素养的提高这种更深层次的学习，往往需要师生挤出大量的学习时间来完成。

就合肥市化学理科实验考试而言，仅化学这一门学科就有四个实验，对于实验的要求非常严格。短短的四十五分钟，面对五十人以上的班级，传统课堂教学模式效果非常有限。

（二）翻转课堂应用优势分析

翻转课堂（flipped class或inverted classroom）是一种基于建构主义和学习理论的教学模式，其主要特点是学生在上课前完成对教学视频等资源的观看和学习，师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动。这一模式更多关注到了学生在知识学习方面的不同诉求，关注到了学习者知识内化的个体差异性。学生在课前观看视频的时候，可以根据自己的掌握程度随时暂停、重复观看或者快进，分解知识内化的难度，增加知识内化的次数，最终促进学习者知识的掌握。在课堂上，教师则有充足的时间与学生交流，帮助他们解决个性化的学习问题，更好地实现知识的进一步内化。所以，在现有的国内外翻转课堂的实践中，都非常有效地提高了学生的学习效果。

通过实践，我们认为在化学实验课教学中，采用翻转课堂的教学模式，有以下优点：（1）解决大班教学实验观察不清的问题。用高清设备拍摄的视频，让远距离观察变成面对面。（2）可以照顾不同学生的实验学习速度。学生能够按照自己的进度观看实验过程，充分思考实验细节和注意事项，从而达到完全掌握的程度。（3）学习任务单的设计使得实验学习目标明确。学生在学习任务单中获知实验观察的具体目标，杜绝了部分学生看热闹的学习方式，对于烦琐的操作过程也不用占用过多的时间讲解。（4）将更多的时间放在了具体指导上，学习针对性强。经过课前学习和课堂上的交流，学生将集体和个性化的问题暴露出来，教师通过互动交流的方式引导学生去发现和应用。

当然，这种方式进行实验教学有其缺陷，最显著的体现是在生成性上，事先录制好的“完美”实验，规避了现场实验过程中可能产生的突发状况，缺乏对生成性问题的分析。我校教研组正在通过改进课堂教学设计的模式来改变这一状况。

二、我校实验操作翻转课堂的教学实例

针对理科化学实验操作考试的特点，我们采取了：（1）课前准备：印制实验报告单+录制实验操作视频。（2）课堂实操：针对視频进行讲解和讨论+实际演练。（3）课后反思：练习后在动手的基础上再反思。

具体的教学流程如下：

其中课前活动、教师活动和学生活动依序。课堂活动中各个环节教师活动和学生活动穿插进行，并且存在循环往复的程序，旨在尽可能关注所有学生的知识内化。

录制视频时，根据四个实验内容的特点，讲解和操作又各有侧重。其中试题A.二氧化碳的实验室制取与性质和试题C.配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液，侧重于制取气体和配置溶液的基本操作的讲解；试题B.金属的某些物理性质和化学性质和试题D.稀盐酸的化学性质侧重于探究思维的培养。

以实验A为例：

A.二氧化碳的实验室制取与性质和试题

（一）课前准备，谋定而动

录制实验视频，一人操作同时一人解说，将视频拍摄范围局限在实验桌面上，使观察的角度更为清晰，能够清楚地观察到教师细致的操作部分。

编制学习任务单，由实验目的、实验用品、实验步骤、实验指导和评分标准五个部分组成。实验目的是：帮助学生明确学习目标。本实验的实验目的是：（1）练习实验室制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。（2）加深对二氧化碳性质的认识。实验步骤是对实验过程的简单解读原记录，其中留有填空项，是对实验中部分知识的还原。如，本实验第3步，在另一只试管里放入几小块碳酸钙，然后加入10～15mL的稀盐酸，立即用带有导管的橡皮塞塞住，观察试管里发生的现象。

将导管通入澄清石灰水里，观察现象：

反应方程式： 。实验指导是一个实验的详细讲解，对于学生在观看的基础上产生的疑问做进一步阐述，加深学生对实验的理解，进一步内化。值得说明的是，在实验报告中，除了有常规的实验内容外，还增加了注意事项和评分标准，并留出空间供学生随时标注遇到的问题。

（二）课堂实操，有的放矢

根据实验教学的特点分为两步走。其一是内容答疑。教师开展引导学习，学生进行合作释疑，师生共同反思总结。本实验学生共同的问题在于石灰石和稀盐酸反应的实验现象和验满后火焰熄灭说明的问题，通过再次观察现象和学生结合实验流程讨论得出。其二是实际操作。这一环节中学生练习巩固，合作纠错，教师个别指导。经过之前的知识学习，学生对实验内容已经不再陌生，但动起手来还是有距离的。大多数学生的问题存在于验满和倾倒蜡烛的操作上。有了之前的学习讨论，学生对于自己在操作中出现的问题非常明了，可以独立进行自我纠正或相互纠正。教师可以将更多的精力放在有针对性的个别学生的指导上，甚至掌握较好的学生也可以成为教师的课堂好帮手。

三、意外收获

本来是目标明确的利用翻转课堂进行实验教学，非常出乎意料的是，在这个以操作为主的课堂上，学生却在实验过程中发现了一些非常有意思的科学探究课题。比如：硫酸铜溶液不小心滴到酒精灯的火焰上为什么酒精灯火焰会变成绿色？加热铜片时间久了为什么会产生绿色的火焰？铝片放到稀盐酸中为什么放置一会儿以后才会剧烈反应？溶液酸碱性检验实验后的废液缸为什么有的呈红色有的呈无色？pH试纸的显色原理是什么？等等。其中，有一些已经成为我校的探究实验经典课题。这次考试极大调动了学生学习化学的热情，对后续的化学学习起到了促进作用。

我们发现应用翻转课堂进行化学实验教学，不仅学生较好地掌握实验内容，同时因为教学过程的互动性，在实践活动中学生抽象思维能力、发现问题能力、协作探究能力、语言表达能力、社会交往能力等方面都得到锻炼和提高，进一步提升学生的科学素养。

四、对于应用翻转课堂进行实验教学的反思

（一）对课前学习任务单设计的思考

通过翻转课堂实验课的教学实践，结合现在中学化学教学和实验的现状，实验教学中的学习任务单设计需要考虑以下几点。其一，要让学生明确学习目标。和传统的课前预习不同，翻转课堂的课前学习要求学生必须完成，这样才能有效进行课堂学习。所以在学习任务单上，学生明确自己要达到的学习目标，可以有针对性观看视频或者利用学习资料进行学习。其二，任务有较强的可操作性。也就是需要学生明确要做的具体内容。这些任务可以是问题、习题、识记的内容，也可以是解释、表述、总结，结合实验教学的特点，还可以是简单的操作甚至是提升性较强的设计等具体任务。其三，要与课堂教学内容紧密结合。学有所用，是学生愿意自主学习的重要方面，实验教学更加侧重于知识的应用。学生在课前学习的内容，在课堂上可以进一步通过实际操作、实验设计、拓展探究等方式，以及结合任务单中出现的共同问题进行探讨，学生更愿意参与其中。提前对一些探究性的问题进行思考，也为课上的学习预留出消化的时间，使任务单得到最大化的应用。其四，不要过于繁难。这是由中学教学现状决定的，也是非常重要的一点。和高等教育不同，中学生的学习任务往往较重，课外可供支配的时间更是有限。教师可以设计非常丰富的课前学习任务，但如果脱离教学实际，学生根本无法完成，时间长了还会极大影响学生的学习积极性。这就要求教师熟悉大纲的要求，充分开动脑筋，设计出贴近教学实际要求的课前学习任务。

（二）翻转课堂教学在实际应用中的思考

（1）并不是每个学生都适合这种教学模式。每个学生的个性、习惯、理解能力等差异导致不是每个学生都喜欢这种教学模式。还有，由于网络的方便，許多学生根本自己不动脑，直接搜索或问其他同学要答案。所以，教师应该备好学生，满足多数学生的愿望。

（2）翻转课堂不是万能的。翻转课堂能最大化利用课堂上的时间，实质上是数字化学习和面对面学习优势相结合的一种混合学习。它不是取代传统课堂，而是对传统课堂的一种补充，并不是所有的课堂都需要翻转才能实现教学的最优化。

（3）硬件问题。现在不是每个学校都具备大量使用翻转课堂的条件，比如，许多学生家中根本没电脑，或者家长也不支持学生使用平板电脑或智能手机等数字终端设备，这些问题只能逐步解决。

（4）课程时间的安排问题。现在的课程表安排，对于翻转课堂的实现是有很多困难的，比如，这么多学科，每科均翻转的话，学生能完成吗？学生能承受吗？这些问题均需进一步研究和解决。

我校在化学实验教学中对于翻转课堂这一教学模式的应用，本来是出于特殊情况的应对，然而其效果却出人意料。我们想，如果能够进一步在教学中采用翻转课堂这一教学模式，对于初中化学教学尤其是实验探究教学的促进作用应该是非常大的。在翻转课堂的具体应用中，我们不应该拘泥于翻转课堂的每一步教学环节的完备，而可以根据学校和学生的具体情况进行灵活组织，抓住打造以学生为中心的学习型教学模式这一核心，促进学生科学素养的提高。

参考文献：

[1]何克抗.从“翻转课堂”的本质看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究，2014（7）：5-16.

[2]徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J].远程教育杂志，2013（5）：107-112.

[3]朱宏杰，朱赟.翻转课堂及其有效实施策略刍议[J].课程与教学，2013（8）：79-83.