基于“翻转课堂”化学实验的教学探索与实践

摘 要：“翻转课堂”是一种新型的教育理念，应用于化学实验教学有利于提高学生学习兴趣，促使学生主动学习，促进知识的内化。本文以“金属腐蚀与防护”为例，探索“翻转课堂”在化学实验教学中的实施方法和效果。

关键词：翻转课堂；化学实验教学；教学设计；金属腐蚀与防护

一、 “翻转课堂”简介

“翻转课堂”或称“颠倒课堂”，英文名为Flipped Classrooom或Inverted Classroom，起源于美国科罗拉多州林地公园高中，是一种随着开放教育资源运动、建构主义理论和宏观社会教育系统等理论不断发展的新型教育理念。2007年林地高中的化学老师Jonathan Bergmann和Aaron Sams，开始使用自制的教学视频上传至网络，为缺席的学生补课，教学效果良好，不久他们总结出这种教学模式的基本思路和方法，并实施到实际教学中。这种教学模式基本思路是利用信息技术，将传统的教学模式“课堂传授，课后内化”彻底翻转，课前学生通过教学视频、查阅资料和虚拟实验等活动自主学习，课堂上教师的主要精力在于参与学生的讨论，问题的解决，为学生提供帮助和支持。实践证明这种教学模式，有利于提高学生的学习兴趣和成绩。

化学是一门以实验为基础的学科，但实际教学过程中，课堂上学生的主要精力是在理解记忆知识内容，动手参与实验的时间与机会不多。在实验活动时会发现各种实验操作不当，对实验过程的记忆模糊不清，实验教学的效果往往并不理想，进而引发相关知识的吸收内化效果不理想。“翻转课堂”这种教学模式为化学实验教学提供一种新的方向，在课前学生完成知识的学习以及实验的预习，在课堂上动手操作实验的时间就会更多，与同学交流的内容就更丰富，提出的问题能更切中要害，教师的指导更能贴合学生实际需求，同时也有利于课后的复习促进知识内化。

二、 运用“翻转课堂”模式优化化学实验教学的设计

“翻转课堂”将知识的学习转移至课前完成，知识的内化则移至课堂活动完成。学生和教师的角色都发生变化，也有更高的要求，教师要合理设计教学过程。

（一） 课前资源

课前资源是教师布置给学生的课前自学资料，包括课本教材、教辅书籍、ppt课件、微课视频、互相关联的知识文档、文献论文资料、预设思考和配套练习、学习任务单等等，将学习资源整合打包，提前发给学生。根据学生的差异，分层次编制学习资源包，制定分配不同等级的学习任务，制作个性化学习资源包。资源包在课程实施前一周提供给学生，其中微视频时间在十分钟左右，预设的思考与练习数量和难易程度合理，确保自主学习时间与平时作业时间相当。

（二） 自主学习

学生自主学习是最重要的环节，为帮助学生高效完成自主学习，明确自主学习的目的和内容，教师应设计合理的“学习任务单”，学习任务单包含资源索引、学习目标、思考问题、测试练习、学习反思等内容。依托学习任务单，深度学习资源包的内容，获取自主学习效果，完成知识的第一次内化。

（三） 课堂协作交流

课堂活动是将知识内化的过程，教师从讲台上走入学生中间，组织学生进行分组实验、小组讨论、协作探究等活动，依据学情对课堂时间重新分配，缩短知识内容讲解的时间，更多的时间给学生动手实践，分组讨论，思考解决问题，在课堂互动中，给学生提供个性化辅导。学生通过课前的自主学习，模拟实验，带着问题动手实践，发现疑惑可对照资源索引，“回看”相关资源或直接请教师解答，同时如果产生新的问题亦可与教师展开讨论。通过各种的实验记录，协作活动，学习反思等完成知识的第二次内化。

（四） 课后评价反馈

“翻转课堂”的评价更注重过程性评价，课前自主学习效果、课堂实践情况、交流讨论的表现、问题提出和解决方案等方面给出合理的定性和定量评价。通过及时的评价和反馈，及时掌握学情，调整教学策略，提升“翻转”效果。

三、 实施案例

应用“翻转课堂”模式，以苏教版《化学反应原理》专题一第三单元“金属的腐蚀与防护”为例，实践“翻转课堂”的教学过程。

（一） 教材及学情分析

1. 教材分析

本单元共由两个部分组成，第一是“金属的电化学腐蚀”，第二是“金属的电化学防护”。重点是理解金属发生电化学腐蚀的原因，掌握防止金属腐蚀的方法。在教学过程中应注意与生产生活紧密联系，培养学生运用知识解决实际问题的能力。

2. 学情分析

通过《化学反应原理》专题一第二单元“化学能与电能的转换”，学生已经掌握了电化学原理，具备对实验原理、操作、现象的描述和评价的能力，且本单元的内容“金属腐蚀”是生活中常见的现象，对本单元的学习学生也会有更大的热情和兴趣。

（二） 教学过程设计

1. 课前资源准备

（1）准备资源包内容，提前一周发给学生。

纸质资料：①《化学反应原理》P25、②《必修2》P41资料卡、③学习任务单、④练习题。

电子文档：①“金属的电化学腐蚀”PPT课件、②《化学反应原理》教学参考书P39-P44扫描版。

视频资料：①微课视频、②析氢腐蚀动画、③吸氧腐蚀动画、④钢铁的腐蚀拓展资料视频。

（2）学习任务单

学习任务单包含学习目标，学习内容，提出问題，家庭小实验，适量练习和学习反馈。家庭小实验活动方案如下：

准备材料：自封袋，铁钉（无锈），食盐，白醋，纯净水，指甲油。

实验过程：按以下内容填充自封袋，并注意封口密封紧密。

①干燥的铁钉

②铁钉与纯净水

③涂抹指甲油的铁钉与纯净水

④铁钉与食盐水

⑤涂抹指甲油的铁钉与食盐水

⑥铁钉与白醋

⑥涂抹指甲油的铁钉与白醋

2. 课前自主学习

（1）提前将学生分成几个小组，设置组长，组织学习，交流讨论并总结。

（2）学生利用资源包里的纸质资料、电子文档、视频资料自学课程内容。

（3）解决思考问题并完成基础练习。

（4）通过家庭小实验观察铁腐蚀的过程，了解钢铁腐蚀的防护，完成实验报告。

（5）通过小组内讨论，使用聊天工具与教师沟通解决问题。

（6）课前完成学习任务单并上交，教师及时批阅，掌握学情。

3. 课堂活动

（1）导入新课。（5分钟）

引入新课知识，以生活中常见的金属腐蚀现象，以及课前学生的家庭小实验，提出问题：钢铁为什么会生锈？产生这个现象的本质是什么呢？

（2）课前学习总结。（5分鐘）

解答学习任务单中提出的问题，评价各个小组的学习情况，请一个小组的学生派代表，总结学习过程，说明问题解决情况，并提出实验方案并说明通过该方案可以解决哪些问题。

（3）自主探究。（30分钟）

课前学生就做过家庭小实验，因为条件所限“析氢”“吸氧”的效果可能不明显，以学校实验室资源为保障，学生提前设计实验方案，教师研判实验的可行性与各小组充分沟通，准备好仪器药品，强调实验注意事项，让学生自主探究。例如使用压强传感器，通过压强的变化说明两种不同的腐蚀形式，比较腐蚀快慢等形式，再如使用简易电解池装置，验证外加电源的阴极保护法的可行性等，在实验的过程中，教师与各个小组，通过交流、分析、总结，解决实验中遇到的问题，实现知识的二次内化。

（4）课堂小结。（5分钟）

总结知识，表扬与鼓励实验过程表现优异的小组和同学，也指出不足，最后布置作业。

四、 小结与展望

“翻转课堂”实践所带来的是知识内化的优化，在新一代移动互联网信息技术背景下，各种课程制作软件、各种硬件平台推陈出新，在新技术支持下“翻转课堂”变得切实可行。以“翻转课堂”教学模式应用于中学化学实验教学实践中，教师不仅要具备传统的教学能力，还需要解放思想转变教学方法，更需要学习和掌握新的技术和平台的使用，如何让“翻转课堂”自然地应用到中学化学实验教学中还需要不断探索和实践。

参考文献：

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作者简介：罗德，福建省福州市，福建省福州高级中学。