核心素养下翻转课堂在中学化学中的教学设计——以《离子反应及其发生条件》为例

张静

（陕西学前师范学院化学化工学院，陕西西安，710100）

0 引言

教育在促进社会的变革与进步的同时，其本身也是社会发展的一个重要标志。近年来，在突飞猛进的科学技术的推动下，信息化深入社会的方方面面。日新月异的社会环境让教育理念、教学模式都发生了巨大的变化［1-3］。这种变化具体表现在基于问题探究的、以学生为主的新兴教学模式逐步取代了传统的教师讲课、学生听讲的教学模式。这种教学模式上的创新是变革的核心。新课程改革明确要求，教学要以教师为辅，以学生为主，而翻转课堂正好契合了这一教学理念［4］。

2011 年，美国教师萨尔曼·可汗创建的可汗学院风靡全球。可汗学院上有关于各个科目的免费教学影片，教师可以选择一些优秀的教学视频应用在课堂上，不用自己录制，从而空出更多时间进行课堂教学设计。这种方式降低了教师使用翻转课堂进行教学的门槛，让翻转课堂被更多人了解，并开始在世界范围内普及推广。自可汗学院声名大噪后，翻转课堂教学模式被引入了中国。这种以学生为主体，教师为主导的新颖的教学模式已经引起国内教育专家的广泛关注［5-7］。

翻转课堂是一种新的教学模式。在信息技术高度发达的时代背景下，学生获取知识的方式不再局限于老师讲授，还可以通过搜索网络上众多课程资源和其他学习资料进行自主学习。教师传授知识的方式也不仅仅是在课堂上，而是能通过制作教学视频，将知识点浓缩在5~10 分钟的微视频中。教师将微视频上传到网络上，通过学生下载、观看达成知识的传授［8］。教师还可以通过设计导学案，引导学生理解知识、理顺知识点之间的逻辑关系，帮助学生学会应用知识。在翻转课堂教学模式的课堂教学中，教师和学生、学生和学生之间可进行合作探索交流，以完成对知识的领悟和掌握［9］。这样的学习方式可以让学生体会到学习的乐趣，激发他们的求知欲。翻转课堂教学模式的这种发展趋势，有助于实现真正以学习者为中心的个性化学习，促成非正式学习与终身学习，推动教学评价手段的变革［10］。

1 基于翻转课堂的中学化学教学设计案例

《离子反应及其发生条件》是人教版高中化学必修一第二章《化学物质及其变化》第二节离子反应第二课时的内容，本节课通过实验认识离子反应，在这之前同学们学习了电解质的定义，知道了常见的强弱电解质，掌握了酸碱盐的定义，能够书写简单的电离方程式，为本节课的学习做好了准备。本节课内容的学习也为后续的学习提供了基础，例如氧化还原反应的进行和方程式的书写，从而使这部分知识成为一个铺垫。离子反应及其发生条件在中学化学课程学习中占有极其重要的地位［11］。

1.1 微视频设计

【课件内容】

第二节 离子反应

第二课时 离子反应及其发生条件

将不同溶液混合，溶液中的离子还会依然存在吗？

【实验一】

步骤1：氢氧化钠溶液中滴加酚酞试剂（图）。

步骤2：再滴加稀盐酸（图）。

【实验一】现象

步骤1：氢氧化钠溶液中滴加酚酞试剂。

现象：溶液颜色变红。

原因：氢氧化钠溶液中电离出OH-，酚酞遇磩变红。

步骤2：再滴加稀盐酸。

现象：红色消失。

原因：稀盐酸中有大量H+，H+与OH-结合成水分子。

【实验一】分析

溶液中离子在混合前后的变化：

结论：溶液在混合后离子浓度降低。

【实验二】

步骤1：氢氧化钠溶液中滴加酚酞试剂（图）。

步骤2：再加入硫酸铜溶液（图）。

【实验二】现象

步骤1：氢氧化钠溶液中滴加酚酞试剂。

现象：溶液颜色变红。

原因：氢氧化钠溶液中电离出OH-，酚酞遇磩变红。

步骤2：再加入硫酸铜溶液。

现象：红色褪去，生成蓝色沉淀。

原因：Cu2+与OH-结合生成蓝色的Cu （OH）2沉淀。

【实验二】分析

溶液中离子在混合前后的变化：

?

结论：溶液在混合后离子浓度降低。

【实验三】

步骤：碳酸钠溶液中滴加稀盐酸。

未加稀盐酸（图） 加稀盐酸（图）。

【实验三】现象

步骤：碳酸钠溶液中滴加稀盐酸。

现象：生成大量气泡。

原因：溶液中电离出的CO32-和H+反应生成CO2和H2O。

【实验三】分析

溶液中离子在混合前后的变化：

?

结论：溶液在混合后离子浓度降低。

通过以上实验总结：

离子反应概念：反应中有离子参加或生成的反应。

从年龄结构来看，抽样调查的结果显示，在城阳区乡村旅游的旅游者中，年龄分布主要集中在20岁至44岁之间，有137人，占53.57%，其次是45岁至64岁有77人，占30.1%。可见这两个年龄段的旅游者是城阳区乡村旅游的主要客源市场。而20岁以下的有23人，65岁以上的有19人，分别占9%和7.5%。本文认为青岛市的乡村旅游可在主要客源市场的基础上，适度开发学生旅游市场和老年人旅游市场。

离子反应实质：溶液中某些离子浓度降低。

那是不是所有的电解质溶液混合都能发生反应呢？离子反应发生需要什么条件呢？

【实验四】

步骤：硫酸铜溶液中滴加氯化钠溶液。

未加氯化钠溶液（图） 加氯化钠溶液（图）。

【实验四】现象

步骤：硫酸铜溶液中滴加氯化钠溶液。

现象：溶液无变化。

原因：没有发生反应。

通过以上实验总结：

离子反应发生的条件：有分子、沉淀、气体生成。

我们知道了如何判断一个离子反应是否发生，那么如果反应能够发生，他的离子方程式该怎么写呢？

离子方程式的书写步骤：

写：写出正确的化学方程式。

改：易溶的强电解质改写为离子形式（难电离的仍用化学式表示）。

删：删去两边相同的离子。

查：检查是否符合质量守恒和电荷守恒。

【课堂小结】

1. 离子反应：有离子参加或生成的反应。

2. 离子反应的实质：溶液中的某些离子浓度降低。

3. 发生条件：生成分子H2O、CH3COOH 等；

生成沉淀 Cu （OH）2沉淀等；

生成气体 CO2等。

4. 书写步骤：写-改-删-查。

【教师活动】

上节课中我们学习了电解质的概念和导电原理，如果将不同电解质溶液混合，溶液中的离子还会存在吗？我们通过几个实验来研究这个问题。

【实验1】 步骤1：NaOH 溶液+酚酞试剂；步骤2：再滴加稀盐酸。请同学们将实验现象记录下来。分析溶液中离子在混合前后发生的变化。

我们可以看到，在进行步骤1 后，溶液颜色变红，这是因为酚酞遇碱变红，溶液中存在大量Na+和OH-；加入稀盐酸后，红色消失，溶液恢复无色，则是因为稀盐酸中有大量的H+，H+与OH-结合生成水分子，溶液中OH-和H+浓度大大减少。该反应的离子方程式为：OH-+ H+=H2O。混合前溶液中存在的离子有Na+、OH-、H+、Cl-，混合后溶液中存在有Na+、Cl-和H2O。溶液在混合后离子浓度降低。

【实验2】步骤1：NaOH 溶液+酚酞试剂；步骤2：再加入蓝色的硫酸铜溶液。请同学们观察实验产生的现象，通过实验现象，分析溶液中离子在混合前后发生的变化。

现象：溶液颜色由无色变为红色，加入硫酸铜溶液后，生成蓝色沉淀。

分析：这个实验生成的蓝色的沉淀为Cu（OH）2。反应生成了沉淀，溶液中自由移动的离子减少。OH-+Cu2+= Cu（OH）2↓。

【实验3】Na2CO3溶液+稀盐酸，观察实验现象：试管中出现大量气泡，气泡中的气体为二氧化碳气体。

混合前溶液中存在Na+、CO32-、H+、Cl-，混合后溶液中存在Na+、Cl-、H2O，生成了CO2。溶液中自由移动的离子减少。CO32-+2H+= CO2↑+ H2O。

从以上实验我们总结归纳得到离子反应的概念和实质。

那是不是所有的电解质溶液混合都能发生反应呢？离子反应发生需要什么条件呢？接下来我们再看一个实验。

【实验4】CuSO4溶液+NaCl 溶液，观察实验现象。

实验无明显现象，且混合前后溶液中离子种类和数量均无变化。因此判断，不是所有的电解质溶液混合都能发生反应。

通过以上实验，总结离子反应发生的条件。

我们知道了如何判断一个离子反应是否发生，那么达到发生条件的离子反应方程式该如何书写呢？

以实验2 中发生的反应为例，书写离子方程式：

写： 写出反应发生的完整的方程式：2NaOH+CuSO4= Cu（OH）2↓+Na2SO4

改：易溶的强电解质改写为离子形式，难电离的仍用化学式表示：

删：删去两边相同的部分：2OH-+Cu2+= Cu（OH）2↓

查：检查是否符合质量守恒和电荷守恒。

课堂小结：

1. 概念：反应中有离子参加或生成的反应。

2. 实质：溶液中某些离子浓度降低。

3. 发生条件：有分子、沉淀、气体生成。

4. 书写步骤：写-改-删-查。

【设计意图】

回顾已学知识，巩固旧知。通过设疑，引导学生进行实验探究，落实实验操作知识，增强学生的动手能力，培养学生观察能力、分析问题的能力。引导学生分析实验现象出现的原因，将得出的结论与所学知识相结合，以及与探究的问题相联系。

加强学生实验操作，培养学生的观察能力，培养学生使用化学语言描述实验现象的能力，加强实验操作，培养学生实验观察能力。

对实验结果进行分析归纳，总结得出离子反应的概念和实质，帮助学生形成概念意识，加强抽象思维能力，引导学生进行下一步的学习，进一步加强实验操作和实验观察能力。

对无明显现象的实验，通过分析溶液内存在的离子种类，可判断反应没有发生，以此培养学生科学的思维方式，及归纳总结的能力。

设置疑问，激发学生兴趣，引导学生进一步探究离子方程式的书写。通过学生熟悉的实验讲解离子方程式的书写步骤，以帮助学生理解和记忆。

引导学生回顾整堂课，对课堂内容进行小结，强化学生对本节课知识点的记忆。

1.2 教学反思

本节课对重难点进行了实验探究。离子反应用肉眼难以见到，这是一种抽象的概念，借助微课能够让学生较为直观地认识到离子在溶液中进行反应的实质。同时，由于教学视频时间短的局限，还有一些细节内容需要在课上进行讲解［12］。

2 结论

翻转课堂是经过不断探索后得到的一种将信息技术应用于教育事业的教学模式。但目前针对化学这门学科进行翻转课堂教学设计的相关研究并不完善。本文对翻转课堂国内外研究现状、涵义、教学模式及在中学化学应用中的优势进行了研究，并对高中必修一《离子反应及其发生条件》课程内容进行了翻转课堂教学设计，重点进行了微视频设计和导学案设计。翻转课堂还有很多可以挖掘的应用方式。例如，可以将化学概念性知识放到中学化学翻转课堂当中，避免将教学内容局限在实验课，从而充分发挥翻转课堂的优势，帮助学生掌握一些难以理解的微观概念。翻转课堂是符合时代潮流的教学模式，仍有许多值得挖掘的应用方式，相信我国学者能够设计出更加符合我国教育现状的翻转课堂教学方式。