信息化环境下高中化学“互教互学”课堂新模式的实践探究

傅喻芳 梁正

【摘 要】本文以“铁盐与亚铁盐”的教学为例，论述“互教互学”教学模式，以问题解决为主线，通过知识地图、触发材料（微视频、书籍、链接）、晋级游戏、限时演讲等方式提供给学生线上交互的资源平台，再经由线下真实情景的创设，培养学生学科核心素养。

【关键词】高中化学 信息化 互教互学

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）05B-0043-05

从“双基”到“三维目标”再到“核心素养”，教育实现了 1.0 向 2.0 时代的飞跃。在此期间，南宁外国语学校也在信息技术的支持下，开创并发展了适合本校学情的“互教互学”教学模式。该模式主张以问题解决为主线，通过知识地图、触发材料（微视频、书籍、链接）、晋级游戏、限时演讲等方式提供学生线上交互的资源平台，再经由线下真实情景的创设，培养学生对应学科的核心素养。

在信息时代向智能时代的转变中，教育也不可避免地被席卷其中。社会对人才的要求不仅局限于“能背诵”和“擅考试”，创新精神、批判思维、信息素养、社交责任等能力品质也受到了高度重视。在“以人为本”教学理念的引导下，“翻转课堂”“混合教学”“云课堂”等新兴教学模式如雨后春笋般涌现。借助大数据、微课程等技术手段，课程教学摆脱了时空的局限，使碎片学习和终身学习成为可能。南宁外国语学校也在信息技术的支持下，开创并发展了适合本校学情的“互教互学”教学模式，培养学生学科核心素养。在此，以“铁盐与亚铁盐”的教学设计为例，充分展示“互教互学”教学模式在调动学生积极思维，组织社会化学习活动以及学科核心素养培养方面的独特优势。

一、信息化环境下“互教互学”课堂新模式

（一）“互教互学”教学模式内涵。“互教互学”教学模式建立在“翻转课堂”“混合学习”“云课堂”等模式之上。通过微视频等方式在课前将原本课堂的讲授内容推送至学生端，以节省出更多授课时间给学生开展合作探究、展示汇报。

“互教互学”的起点是自学辅导。学生通过看例题、读课文、查注释、做实验等方式，潜移默化地形成了学科的思维、能力与习惯。该模式提倡实行分层合作教学方式，以强带弱。最终考核依据个体与小组捆绑后的综合表现来评定。并且，在教学中适当降低课程设计的起点，尽最大可能让不同层级的学生都自主、自如、自由地参与智慧课堂。

（二）基于信息技术的融合模式。信息技术的融入使得教育教学更具智慧，南宁外国语学校在梳理了信息元素和“互教互学”模式间的本质关系后，保留课前、课中和课后这三个循序阶段，并对项目内容做适当改变。课前阶段，与其采用视频录播手段不如以生活中的趣味或矛盾为抓手，通过 sWish 模拟等线上操作，以任务地图的连接来完成新旧知识的交替。当学生遇见困惑时，可以自主选择触发材料，依据自身优势或喜好对新概念进行理性构建。

“互教互学”课堂阶段重视互助合作。依据异质原则，教师优先将性格、性别、习惯、基础相异的学生群体划分进同一小组，保证每一位成员都能积极参与、乐享其中。教师是课堂的组织者，为保证学生与信息建立妥帖、实在的联系。教师在目标任务的难易筛选、问题解决的节奏上进行把控，对学生给予及时的反馈指导。

巩固拓展环节注重不同学生的个性发展需要。生生可采用组内帮扶、同伴教学方式，内部消化可突破的疑难。教师结合平台反馈，安排面对面个别辅导或组间协助。此外，生生还可以通过晋级游戏、辩论演讲、发明制作、课外实践等方式，将已有知识做进一步的应用拓展。教师也可以鼓励学生将知识收获、心得体会或方法策略进行录像，遴选、汇编部分优秀作品发布至线上平台，这既能促进学生参与反思又丰富教学资源。

综上所述，基于信息技术的“互教互学”教学模式以现有教学模式为根基，恰如其分地融合技术优势，以保证自学的高效性、合作的全面性、任務的系统性及翻转的可行性，继而形成了师生、生生、师师多重互助的“教与学”主线。信息技术支持下的“互教互学”教学模式的基本程序框架如下（见图 1）。

二、基于信息化环境下“互教互学”课堂新模式的化学教学案例探究

在此，以人教版化学必修 1 第三章第二节《金属的重要化合物》中“铁盐与亚铁盐”为例，阐述南宁外国语学校信息技术支持下“互教互学”教学模式在课前、课中、课后三阶段的实施过程。

（一）课前导学阶段。“铁盐与亚铁盐”的内容主要涉及“Fe3+ 的检验”“ Fe3+ 和 Fe2+ 的转化”这两个重要知识点。在导学阶段，选取“燕麦片中掺加铁粉”这一引起大众恐慌的新闻事件作为矛盾起点，引申出问题解决的项目链：是否含有铁—为何添加铁—如何促吸收—能做质检员。在围绕主线铺设地图，逐级落实物理性质、多样功能、检验和转化的内容后，增设“黄叶植物施铁肥”的模拟实验，对新设知识点进行反复强化。课前阶段的线上环节设计（见图 2）。

（二）课中教学阶段。在导学阶段学生重温金属铁的物理及化学性质，并且通过一系列的任务解决，初步明确 Fe3+ 的检验方法以及 Fe3+ 和 Fe2+ 能够相互转化的事实。在课堂教学中，重点把握“硫酸铁与维生素 C”的应用，回顾并唤醒学生氧化还原相关知识，将单一的问题解决上升为概念指导下的巩固应用。基于氧化还原模型，实际课堂中将尽量提供多样化试剂。如，新制氯水、酸性 KMnO4 溶液等（具体试剂见表 1）。待确定好分组和目的后，教师放手让各小组自由设计并验证，切实培养学生推理及批判思维能力。实验完毕，请各组代表陈述观点，当产生不一致见解时，鼓励学生大胆表述、踊跃发言，教师就学生观点进行肯定与纠正，确定矛盾最终的归属点。“ Fe3+ 和 Fe2+ 的转化”实验设计记录材料（见表 1）。

根据课堂节奏，笔者在实际教学中另行补充了又一生活问题，“苹果变黄是因为铁元素吗？”该问题的解决并未采取合作形式，相反，笔者预留了思考时间，鼓励每一位学生独立分析并设计方案。许多学生能够利用 KSCN 验证苹果中确实含有 Fe2+，但大多学生无法说明，苹果变黄的原因是否为“ Fe2+ 向 Fe3+ 的转化”。问题解决的关键：设计相似浓度的比较实验，这对高一刚入学的新生有难度。故而，以播放探究微视频的方式培养学生基本的化学素养。此外，还可鼓励有兴趣的学生课下重新录制。这样，课前、中、后三个阶段就更流畅地联结起来。“苹果褐变”的探究微视频教学（见图 3）。

（三）课后巩固阶段。与现有新兴模式比较，“互教互学”对课后阶段倾注了更多的关注。如果说课前的问题解决达成了浅层知识的内化，课堂的合作互教是拨乱反正的关键，那么课后巩固则被赋予了更具人文价值的期待。要想完成这一富有挑战的目标，需求的唤醒尤为关键。当学生迫切地需要运用它们以解决棘手的矛盾冲突时（大多为现实生活中的困扰），这些能力与品质就能得到长足的发展。因此，线上平台模块可以包括：生活常识、自主演讲、临时辩场、游戏闯关及团队合作等模块。

以“铁盐与亚铁盐”的游戏闯关模块为例。游戏放出了大量的过河木块，将错杂的知识点暗含其中，将其转化成为游戏过关的硬性条件。针对性要求，如，现象显著、过程最少、耗时巨大等具体条件，又约束学生在有限时间内基于情境比较得出最优解。这类指向性需求构筑了学生掌握各类方案的脚手架，这种趣味无穷的唤醒本身就蕴含素养的培养。“铁三角”游戏模块部分设计（见图 4）。

三、基于信息化环境下“互教互学”课堂新模式的化学课堂教学实践反思

基于信息技术的“互教互学”教学模式，在理论层面具有一定的先进性与突破性，而在既定效果的实现过程中也产生了一些问题。笔者设定了实验班与对照班，在课程开始与结束前后发放《化学基础知识测试卷》《课堂小测》和《学习情况测查问卷》（其中问卷选项同样赋予对应分值以强化结果的直观性）对学生的主客观效果进行评价。在此，笔者对期间产生的一些困扰及对策做简要的分析。

（一）教學效果分析。笔者分别对实验班与对照班学生进行了主客观测查，利用“好分数”程序扫描阅卷后使用 Excle 和 SPSS 22.0 软件进行数据统计分析。

为了确保实验起点的有效合理，首先对实验班与对照班学生开展诊断性测试。在新课教学前，下发《化学基础知识测试卷》并进行了数据的独立样本 t 检验，结果如表 2 表 3 所示。

通过 t 检验，统计量的 p 值（双尾）为 0.844，p 值 0.844>0.05，表明研究开始前，实验班与对照班学生对基础化学知识的掌握未存在显著性差异，两者的教学起点比较一致，符合教育研究要求，可以作为分组变量。

教学结束后，收集并处理《课堂小测》的数据反馈，结果如表 4 表 5  所示（见下页）。

两个班级独立样本 t 检验的 p 值为 0.043，p 值（0.043）<0.05，达到了显著性差异，证明“互教互学”教学模式确实能帮助学生有效掌握知识与技能。再比较两个班级平均分，实验班由前测 50.566 增加为后测的 61.925，平均水平处于及格线以上;而对照班前测 51.294 只增加到 56.667 平均水平处于及格线以下，总体表现疲软。

笔者查阅资料后自行设计了《学习情况测查问卷》，并经 SPSS 22.0 检验了其信度 α 值（0.831）>0.8、效度 KMO 值（0.767）>0.7，表明该问卷具有良好的信度与效度，可用于实际测试，如表 6～11 所示（见下页）。

从表 7 表 9 表 11 对问卷数据的反馈可看出，不论是在知识获得与应用能力、学习过程自我监控能力还是学习资源管理与应用能力上，实验数据独立样本 t 检验的 p 值分别为 0.011，0.002，0.008，均远小于 0.05，达到了显著性差异水平。也就是说，实验班学生在经历了新模式的教学后，自觉地调整了原先的学习习惯和态度，在思维及能力上得到了前所未有的发展，因此我们可以验证新模式对学生能力方面的发展也确实有所实效。

（二）存在问题与应对策略。“互教互学”教学模式所带来知识技能与思维能力的提升可通过数据加以体现，但在这些效益背后，作为实践的一线体验者，笔者仍然遇见了许多问题与困扰。现就两个重点问题详细说明并提出一些个人建议。

1.从上表可知，虽然实验班的平均成绩要远远高于对照班，但实验班学生两极分化严重，后续成绩容易产生波动。笔者抽选个别学生进行访谈后，发现薄弱学生的自控能力不足，对于网上发布的微课或练习，他们时常采用搜索复制、挂机刷时的方式来搪塞;并且有部分学生认为任务难度过大，即便提供支持材料，依旧不能获取有效信息来解决项目问题。针对以上情况，教师在教学设计中要充分分析学情，特别关注薄弱学生，降低每个项目间的跨度，设置必做题与附加题。同时还需要优化平台对学生的操作轨迹和讨论痕迹的追踪记录，课堂随机抽取学生就作业思路汇报讲解以达成对学生的必要监控，努力缩小两级差距。

2.在抽选个别学生进行访谈的同时，笔者也和听课教师进行了深入的交流讨论。教师普遍表示对于新模式会持观望态度，不论是信息的筛选、集成与推送都对专业素养形成了不小的挑战。针对以上情况，建议学校购买配套的网络资源库、电子教材与教参，施行整体规划、专项负责的备课方式，就出现的问题进行及时的教师培训，对一些新兴技术加强使用指导。同时，“互教互学”教学模式并不适用于全部课程，故而教师可以根据教学经验选择部分课题开展先行试验，待完成了模式与实际的磨合再彻底实施推行。

（三）学科核心素养的培育。单纯信息元素的加入并不能使教学获得期望中的成效，相反会导致部分学生强行记忆电子清单上的“权威”方法，从而在课堂探究中蒙混过关。南宁外国语学校“互教互学”教学模式别具一格地把视频弱化为触发材料的组成部分，除却视频，电子书籍、网页论坛、专家热线、实地咨询等途径都可供学生自由选择。教师可以摆脱教材大纲编排顺序的限制，按照知识内部的逻辑联系准备相应材料，在平台上传碎片化、体验化、结构化与非线性化特征的课程资源 。正如“铁盐与亚铁盐”的教学中，通过反向思考“钢铁生锈”，促进学生对“燕麦中铁的作用”做有意义思考，引发后续“ Fe3+ 的检验”与“ Fe3+ 与 Fe2+ 转化”的动机需求。紧接着附加“植物补铁”副本，满足学生认知和情感体验，初步内化“ Fe3+ 与 Fe2+ 的转化”。在此基础上需及时引导穿插“氧化还原”概念，将上述任务的解决归纳于“氧化还原”模型之下，培养学生的证据推理与模型认知意识，形成整体与部分、宏观与微观的化学核心素养。

1.宏观辨析与微观探析。从宏观角度认识铁盐和亚铁盐，通过实验及观察比较得出二者的显著性差异，并以此为分类依据，为后续宏观模型的建立提供依据。课堂中，一方面要关注学生思维的外化，从而拓展形成知识的系统框架;另一方面也需要深入挖掘，启发学生思考宏观背后的本质：什么原因产生了这些外显的不同，单纯的问题只是一个出发点，教学中、生活中，既要指引学生注意问题的宏观表现，又要培养其具备由果溯因、以宏入微的能力，始终不忘宏观辨析与微观探析的交织协同。知其然，并知其所以然，利用微观视角，由元素、原子、分子的水平认识物质的组成、结构和性质，对于许多化学疑难的攻克、化学观念的形成都大有帮助。

2.证据推理与模型认知。知识可以通过回忆、识记、再现为学生所熟知，也可以通过认知冲突、探究检驗和持续思考来掌握。不论是传统课堂的“教师中心”还是新课改下的“以人为本”，都不应该只局限于某个化学事实的记忆和具体方程式的书写。教学中，要特别注重分类思想的应用，例如铁盐、亚铁盐就可以归属为氧化性、还原性物质，它们拥有的性质，反应发生的条件，具体的转换过程与操作方法都可以借鉴“氧化还原”模型的应用。从复杂现象中提取线索概括出上位概念，再将概念的普遍性质引申于特殊个例，可以有效避免死记硬背的弊病。

信息技术支持下的“互教互学”教学模式，调整并完善了“翻转课堂”“混合教学”“云课堂”等新兴模式的致命缺陷。以任务解决为主线，真正唤醒了学生的需求动机，在“以学定教”的生成性课堂中积极开展合作互教，切实保障了学生的主体地位，课后的巩固优化使动机的持续成为可能，人文素养的培养也变得水到渠成。囿于硬件设施和软件平台，线上环节仍存在极大的发展空间，比如，虚拟仿真技术（VR）作为仿真技术与虚拟现实技术结合的产物，能够构建更为完整、统一、多样的仿真环境，实现虚拟环境的集成与控制。那么，能否将其进一步与教育教学相融合，并同步增设有形用户界面、全息技术、空气成像、4 D 变换等信息手段，以确保教育的线上环节更富有感染力与可操作性。

总而言之，学生兴趣的激发、创造性的培养、高阶思维的形成以及学科素养的养育都离不开自主的探究。南宁外国语学校基于信息技术的“互教互学”教学模式，改变了先行模式中微课视频的失当地位，将关注的重心转移到如何激发并维持学生需求的维度上来，提供给广大教育工作者一个审视与思考的新方向。

【参考文献】

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[2]王星乔，滕瑛巧，汪纪苗，包朝龙.基于化学核心素养的教学设计——以“铁及其化合物的应用”为例[J].化学教学，2017（5）

[3]管珏琪，陈 渠，楼一丹，祝智庭.智慧教室环境下的课堂教学结构分析[J].电化教育研究，2019（3）

[4]岑健林.“互联网+”时代微课的定义、特征与应用适应性研究[J].中国电化教育，2016（12）

[5]张 颖.融入虚拟仿真技术的“翻转课堂”教学模式探索[J].现代信息科技，2019（2）

【基金项目】广西教育科学“十二五”规划课题《信息环境下“互教互学，高效课堂”新模式的探索研究》（2015B007）。

（责编 卢建龙）