宋兆爽+白建娥

摘要：以“鹵代烴”一節(jié)的教學設計與實施為例，從教學內(nèi)容的選擇、微視頻和課前學案的制作和使用、課前學案的分析與反饋以及課堂教學的實施4個方面探索翻轉課堂教學模式在中學化學教學中的應用。提出翻轉課堂這種教學模式在基于學情設計和組織教學方面的優(yōu)勢以及面對這一新的教學模式教師和學生所要面臨的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：翻轉課堂；教學模式；鹵代烴；設計與實施

文章編號：1005–6629（2015）8–0039–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 教學背景分析

建構主義教學理論的核心觀點是教學不是一個傳授知識的過程，而是由教師幫助學習者依據(jù)自身經(jīng)驗建構意義的過程[1]。隨著建構主義理論的深入人心，越來越多一線教師在設計教學活動時會有意識地增加學生交流討論、動手實踐等教學環(huán)節(jié)。然而傳統(tǒng)課堂中受課時所限，還是以教師講授提問，學生回答問題的形式為主，真正留給學生交流討論，完成任務的時間少之又少，往往流于形式。翻轉課堂（the Flipped Classroom）則能很好地解決這一問題。

翻轉課堂這一教學模式2007年起源于美國的一所高中，被加拿大的《環(huán)球郵報》評為2011年影響課堂教學的重大技術變革[2]，從2011年開始成為國內(nèi)外教育者關注的熱點。目前，國內(nèi)外翻轉課堂的研究和實踐大多是針對高等教育階段，往往與“MOOCs”（Massive Open Online Courses，中文譯為“慕課”，即大型開放式在線課程）聯(lián)系在一起。然而，在國內(nèi)基礎教育階段，針對學生的身心特點和教學管理現(xiàn)狀，如果僅僅是提供大量的在線學習資源，靠學生自主選擇和學習是遠遠不夠的。筆者在過去一年中嘗試將翻轉課堂的教學模式應用于中學化學領域，并越發(fā)體會到中學階段的翻轉課堂應該具有一個完整的教學體系，除了延續(xù)常規(guī)教學設計的流程，還需要增加和改進幾個關鍵環(huán)節(jié)，包括教學內(nèi)容的選擇、微視頻與課前學案的制作和使用、課前學案的分析與反饋、課堂問題和學生活動的設計。

以下將結合人教版選修5第二章第三節(jié)“鹵代烴”的教學實踐談談對于中學化學翻轉課堂的理解和應用。

2 教學實踐研究及體會

2.1 教學內(nèi)容的選擇

在翻轉實踐中，教師首先面臨的問題是什么樣的教學內(nèi)容適合采用翻轉。筆者的體會是：第一，需要在教材基礎上適當拓展的內(nèi)容可以嘗試翻轉。以“鹵代烴”一節(jié)為例，通常新課安排1.5課時，但我們認為烴和烴的含氧衍生物是高中有機化學中兩大重要的認識對象，人教版將“鹵代烴”一節(jié)編排在烴與烴的含氧衍生物之間，起到了承前啟后的關鍵作用。在進一步學習結構和性質(zhì)更為復雜的烴的含氧衍生物之前，有必要借助第二章第三節(jié)“鹵代烴”的學習幫助學生建構更為完整的研究有機物結構和性質(zhì)的視角和方法[3]。所以，我們將“鹵代烴”一節(jié)的教學主線確定為研究有機物性質(zhì)的一般思路和方法：分析結構預測或解釋性質(zhì)——設計實驗驗證性質(zhì)——聯(lián)系實際應用性質(zhì)。需要解決的核心問題有三個：（1）如何從化學鍵角度分析鹵代烴的結構，預測或解釋其化學性質(zhì)？（2）如何設計或改進實驗方案驗證鹵代烴的性質(zhì)？（3）如何通過鹵代烴搭建起不飽和烴與烴的含氧衍生物之間的橋梁？接下來面臨的問題是：在有限的課堂時間內(nèi)如何讓學生消化這么多的內(nèi)容？為了在課堂上留給學生更多的實驗探究和思考討論時間，本節(jié)課決定采用翻轉課堂的教學模式。第二，中學化學有大量的實驗，涉及實驗的部分是否適合翻轉呢？筆者認為，如果是比較簡單的驗證性實驗，其主要目的是介紹物質(zhì)的某種性質(zhì)，是可以放到微視頻中演示的。而有一定開放性、探究性的實驗則需要放到課堂上進行。本節(jié)課由于采用了翻轉課堂的模式，課堂上有更充裕的時間組織學生活動。我們將教材中關于鹵代烴性質(zhì)的探究實驗設計成小組活動，課堂上教師通過引導學生設計實驗、實施實驗、討論分析得出實驗結果，這一過程也正是知識內(nèi)化、能力培養(yǎng)的過程。

2.2 微視頻和課前學案的制作和使用

本節(jié)課的微視頻時長10分鐘，由四個環(huán)節(jié)組成，學生在課前觀看微視頻，閱讀選修5教材，思考并回答課前學案中的問題，并完成課前學案中的幾道測試題，具體見表1。

相比之前僅使用課本和學案做課前預習，微視頻這種方式具有視覺和聽覺的“悅學性”——畫面動態(tài)、美觀，教師的聲音生動、親切，更加能夠吸引學生的注意力。學生可以自主把握學習的節(jié)奏，反復觀看，隨時隨地觀看。這也是微視頻的優(yōu)勢所在。筆者認為，微視頻的制作技巧不必過于花哨，最重要的還是內(nèi)容的選擇。好的微視頻能夠做到以下三點：（1）重點突出，把本章節(jié)最核心的知識和思想呈現(xiàn)出來，引發(fā)學生自主學習的興趣。（2）具有高度的概括性和條理性，是教材內(nèi)容的整合提升，對于簡單的陳述性、事實性的知識學生完全可以通過微視頻自主學習，不必在課堂上重復學習。（3）針對重難點知識提出有價值的問題，引導學生在課前自主思考，留待翻轉課堂上深入討論。

2.3 課前學案的分析與反饋

教師對課前學案的分析與反饋是翻轉課堂不可或缺的環(huán)節(jié)。通過對課前學案的分析，筆者發(fā)現(xiàn)，雖然鹵代烴的結構和性質(zhì)并不復雜，但由于對鹵原子這類官能團較為陌生，最初接觸鹵代烴時學生往往難以從官能團角度預測和認識鹵代烴的性質(zhì)，反倒是有了必修2元素周期律和化學鍵知識的鋪墊，學生很容易理解由于鹵原子吸引電子的能力比碳原子強，所以溴乙烷中的C-Br鍵具有較強的極性，易發(fā)生斷裂。學生從斷鍵成鍵角度認識鹵代烴的取代反應沒有任何障礙，但對于消去反應存有疑惑：既然受溴原子的影響，α位和β位的C-H鍵極性都有所增強，為何發(fā)生消去反應時α位上的C-H鍵不發(fā)生斷裂？針對學生的這一困惑筆者決定在翻轉課堂上組織學生討論。

另外，有的學生在課前學案中提出疑惑：為什么鹵代烴在氫氧化鈉水溶液中是發(fā)生取代反應，而在氫氧化鈉的乙醇溶液中則發(fā)生消去反應？這個問題涉及到反應機理，超出了中學有機化學的學習范圍。但既然學生提出疑問，作為教師就應該有所回應。于是，筆者首先設計在翻轉課堂上增加一個環(huán)節(jié)，通過數(shù)據(jù)圖表[4]讓學生認識到鹵代烴的取代和消去反應其實是同時存在，相互競爭的關系，只是在不同的反應條件下會以某一種反應類型為主，這也充分體現(xiàn)了“物質(zhì)變化是有條件的”這一重要的學科思想。其次是參考大學有機化學的內(nèi)容做了拓展閱讀材料，讓有興趣深入了解的學生課下自主學習。

翻轉課堂這種教學模式實現(xiàn)了讓學生帶著問題來聽課。這對教師的專業(yè)知識儲備提出了更高的要求。既然學生是有備而來，教師就更應該做好充足準備，從容應對。更重要的是，通過對課前學案的分析和反饋，教師能夠提前關注到學生的需求點，根據(jù)學生的需要備課上課，提出更有針對性的問題，組織更有意義的學生活動?？傊?，好的翻轉課堂應該是基于學情設計課堂教學，是“一切從學生出發(fā)”的踐行。

2.4 翻轉課堂的教學實施

本節(jié)課采用了任務驅(qū)動[5]的教學策略。通過三個任務引導學生加深對鹵代烴結構和性質(zhì)的認識。

[任務一]使用球棍模型體驗溴乙烷的消去反應，說出斷鍵和成鍵的部位，并試著從化學鍵極性角度解釋原因。

學生通過交流討論認識到，若α位上的C-H鍵斷裂，則同一個碳原子上的C-Br鍵和C-H鍵斷裂形成的產(chǎn)物不穩(wěn)定，而若β位上的C-H鍵斷裂，則產(chǎn)物為烯烴，結構穩(wěn)定。

設計意圖：通過這一分析解釋型任務讓學生對鹵代烴的消去反應有更清晰的認識，同時也鞏固了從斷鍵和成鍵角度分析有機反應的認識角度。

[任務二]請設計實驗方案并分小組實施，證明溴乙烷和氫氧化鈉水溶液發(fā)生了取代反應。

資料卡片：CH3CH2Br的沸點38.4℃，密度比水大，難溶于水；CH3CH2OH的沸點78.5℃，密度比水小，能與水以任意比互溶。

提供藥品：溴乙烷、氫氧化鈉溶液、稀硝酸、硝酸銀溶液、酸性高錳酸鉀溶液、pH試紙。

[課堂實錄]

[教師]提出任務：請設計實驗方案證明溴乙烷和氫氧化鈉水溶液發(fā)生了取代反應。

[學生1]檢驗反應后的溶液中有Br-：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液看是否有淡黃色沉淀生成。

[教師]為什么要先加稀硝酸？

[學生1]溶液中有OH-，若未酸化直接加入AgNO3會產(chǎn)生黑色的Ag2O，干擾實驗現(xiàn)象！

[教師]那稀硝酸加多少合適呢？

[學生1]可以用pH試紙檢驗酸化是否完全。

[學生2]是否可以通過測反應前后溶液pH的變化來判定發(fā)生了取代反應？

[教師]理論可行，但廣義pH不夠精確，可以用更精密的pH計嘗試測量。

[學生3]鹵代烴發(fā)生消去反應也會有上述現(xiàn)象，所以我覺得剛才提出的方案不足以證明發(fā)生了取代反應，最重要的是檢測產(chǎn)物中有乙醇。

[教師]那如何證明產(chǎn)物中有乙醇？

[學生4]可以向反應后的溶液中滴加酸性KMnO4溶液，看是否褪色。

[學生5]可是反應后的溶液中還有Br-，還原性也比較強，會造成干擾。

[教師]這位同學想到了可能存在的干擾，非常好！那我們能不能除去這種干擾？如果不能，還有其他避免干擾的檢驗方法嗎？

學生陷入沉思。

[教師]請同學們打開教材第42頁，看看課本中是采用何種方法檢驗乙醇的？

[學生]教材中提示用波譜法?？梢杂眉t外光譜、核磁共振氫譜和質(zhì)譜。

在生生互動和師生互動的過程中，學生不斷地豐富和完善實驗方案。之后筆者將完整的實驗方案和裝置呈現(xiàn)在PPT上，學生參照該方案進行分組實驗。

設計意圖：通過設計并實施實驗鞏固本節(jié)課的教學主線——研究有機物性質(zhì)的一般思路和方法，特別是明確每個環(huán)節(jié)（分析結構，預測性質(zhì)，性質(zhì)驗證）的具體思路方法。任務二屬于設計型任務，對學生具有一定的挑戰(zhàn)性。但由于采用了翻轉課堂的模式，他們分組討論、交流方案的時間非常充裕，迸發(fā)出很多思想的火花。

[任務三]某同學在做溴乙烷的消去反應實驗時，用酸性高錳酸鉀溶液是否褪色來檢驗生成的氣體是否是乙烯，實驗裝置圖1所示[6]。

請思考以下問題：

（1）為什么要在氣體通入酸性KMnO4溶液前加一個盛有水的試管？

（2）除酸性KMnO4溶液外還可以用什么方法檢驗乙烯？

設計意圖：通過對實驗方案的評價與改進進一步強化學生有意識地關注實驗系統(tǒng)中的干擾因素，思考干擾的來源和排除方法。

在設計課堂討論的教學內(nèi)容時，首先要考慮與微視頻的內(nèi)容呼應，應該是微視頻內(nèi)容的拓展和延伸，另外，微視頻側重于教師對知識的講授，而課堂討論則側重于學生的交流討論和動手實踐。傳統(tǒng)課堂中我們也會采用任務驅(qū)動的教學策略，但由于課堂上以教師講授為主，真正留給學生完成任務的時間少之又少，往往流于形式。而翻轉課堂則能很好地解決這一問題。通過翻轉課堂這種形式，可以為學生提供充足的時間，在完成任務的過程中內(nèi)化知識，實現(xiàn)知識學習的高效化。

3 教學反思

在講“鹵代烴”這節(jié)課之前，筆者已經(jīng)多次嘗試過翻轉課堂的教學模式。班上的大多數(shù)學生是認可這種新模式的。他們認為簡單的知識完全可以通過課前看書和觀看微視頻自學，課堂上希望教師能更有針對性地講解重難點，并多組織學生活動。本節(jié)課學生印象最深的兩個環(huán)節(jié)是：第一，使用球棍模型體驗溴乙烷的消去反應。通過親自動手實踐，學生對于消去反應的斷鍵和成鍵位置及產(chǎn)物有了更深刻的認識；第二，分組討論并集體交流溴乙烷取代反應的實驗設計方案。該環(huán)節(jié)持續(xù)了15分鐘，學生在集思廣益的過程中認識到，看似簡單的實驗實際上是蘊藏豐富的寶藏，在將理論付諸實踐的過程中往往會有意外的驚喜，這正是化學學科的魅力所在，也是翻轉課堂的價值所在。從教師授課的角度上講，“鹵代烴”一節(jié)的教學實踐體現(xiàn)了翻轉課堂教學模式的兩大優(yōu)勢：第一，通過對課前學案或課堂前測的分析，教師能夠關注到學生的需求點，備課和上課更有針對性；第二，有更充足的時間開展學生活動，真正實現(xiàn)“做中學”。然而，翻轉課堂對于學生和教師的挑戰(zhàn)也是多方面的。對學生而言，翻轉課堂的最大挑戰(zhàn)是改變固有的學習習慣，學會在上課前自覺預習，帶著問題來到課堂。其次是調(diào)整自己在課堂中的角色定位，學會與同伴討論，從同伴身上學習，學會在課堂上勇敢提出有見地的問題。對教師而言，首先是制作高質(zhì)量的微視頻。學生課前借助微視頻的學習絕不是淺表性的預習，而是深度高效的學習。所以教師要設法將最核心的知識和思想呈現(xiàn)在短短10分鐘的微視頻中。其次是翻轉課堂的教學組織和實施。如何在翻轉課堂上進一步提出高質(zhì)量的問題？如何組織有效的學生活動培養(yǎng)學生的高階思維能力？另外，還要善于學習和利用先進的教育教學技術，為我們的教學助力?？傊畔⒒蟊尘跋陆逃淖兏镌谒y免，作為一線教師，我們要勇于接受挑戰(zhàn)，與時俱進，在這一過程中時刻不忘教育的初衷，以學生為本，滿足學習者的學習需求是翻轉課堂所要追求的目標。

參考文獻：

[1]莫雷.教育心理學[M].北京：科學教育出版社，2010：56.

[2]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，（4）：46～51.

[3]徐敏.發(fā)展學生認識“研究物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法”的教學[J].教學儀器與實驗，2012，（8）：5～7.

[4]邢其毅，裴偉偉，徐瑞秋.基礎有機化學[M].北京：高等教育出版社，2005：291.

[5]王春.“任務驅(qū)動”教學法在化學教學中的應用[J].中學化學教學參考，2009，（4）：6～8.

[6]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·有機化學基礎（選修5）[M].北京：人民教育出版社，2007：42.