楊綠月（廈門(mén)第一中學(xué)，福建廈門(mén)361000）

基于宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的翻轉(zhuǎn)課堂探究
——以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例

楊綠月
（廈門(mén)第一中學(xué)，福建廈門(mén)361000）

發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體是化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，基于發(fā)展學(xué)生宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例，探索有利于發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，通過(guò)多次知識(shí)內(nèi)化提高宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的有效性，并就教師如何在翻轉(zhuǎn)課堂中助推學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出看法。

宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析；核心素養(yǎng)；翻轉(zhuǎn)課堂；乙醇

在2016年9月13日發(fā)布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》基礎(chǔ)上提出的高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，包含宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析、變化觀(guān)念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任五個(gè)方面內(nèi)容，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征。宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的具體內(nèi)涵包括：能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性且能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行合理分類(lèi)；能從元素、原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化；能從宏觀(guān)和微觀(guān)相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題。發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體是化學(xué)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)是使學(xué)生建立對(duì)宏觀(guān)物質(zhì)的微粒性認(rèn)識(shí)。如何有效地結(jié)合宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析，從而更有效地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，是擺在一線(xiàn)化學(xué)教師面前的首要任務(wù)。

一、翻轉(zhuǎn)課堂的基本認(rèn)識(shí)

基于發(fā)展學(xué)生宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的化學(xué)核心素養(yǎng)，筆者在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中結(jié)合各種教學(xué)理論積極探索當(dāng)今風(fēng)靡國(guó)內(nèi)外的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂（或者顛倒課堂）自2000年美國(guó)教授莫林·拉赫（Maureen J·Lage）、格倫·普拉特（Glenn J·Platt）在論文《顛倒的課堂：建立一個(gè)包容性學(xué)習(xí)環(huán)境的途徑》中首次提出［1］，胡鐵生于2011年引進(jìn)到國(guó)內(nèi)后引起了教育界的普遍關(guān)注，不僅對(duì)現(xiàn)有的教育理念產(chǎn)生了重要的影響，也對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)起新的挑戰(zhàn)。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種運(yùn)用信息技術(shù)，教師提供微課等多種學(xué)習(xí)資源的教學(xué)模式。有學(xué)者將傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂在教學(xué)中的各要素對(duì)比后，指出在兩種教學(xué)模式中，教師由知識(shí)傳授者、課堂管理者、課后評(píng)價(jià)者轉(zhuǎn)型為課前指導(dǎo)者、課堂學(xué)習(xí)促進(jìn)者，而學(xué)生也由學(xué)習(xí)接受者轉(zhuǎn)變成主動(dòng)探究者；教學(xué)過(guò)程也由課前預(yù)習(xí)、課堂講解、課后作業(yè)轉(zhuǎn)化為課前學(xué)習(xí)、課堂探究、課后深化學(xué)習(xí)的形式；差異更為明顯的是在教學(xué)過(guò)程中已由傳統(tǒng)課堂的學(xué)案展示+PPT（電子白板）展示、課堂師生互動(dòng)進(jìn)化為課前師生網(wǎng)上互動(dòng)、課堂師生及生生互動(dòng)的形式，而且需要學(xué)生課前利用微課、微信、QQ、論壇、微博和掃描二維碼等在線(xiàn)學(xué)習(xí)，教學(xué)評(píng)價(jià)也由傳統(tǒng)紙質(zhì)測(cè)試升級(jí)為多元化的在線(xiàn)測(cè)試、課堂學(xué)案導(dǎo)學(xué)和校本作業(yè)等多種方式。［2］

二、基于宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的翻轉(zhuǎn)課堂探究

基于發(fā)展學(xué)生宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的翻轉(zhuǎn)課堂，本文以人教版《化學(xué)2》“乙醇”教學(xué)為例，進(jìn)行如下教學(xué)探索。

乙醇是學(xué)生熟悉的生活用品，初中化學(xué)僅簡(jiǎn)單介紹其化學(xué)式及燃燒的化學(xué)方程式。在高一《化學(xué)2》烴的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了有機(jī)物的基礎(chǔ)知識(shí)，初步掌握了烴的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系。在烴的衍生物的學(xué)習(xí)中，從乙醇開(kāi)始學(xué)習(xí)，降低了認(rèn)知陌生度。本節(jié)課主要從乙醇的組成和結(jié)構(gòu)入手，著重強(qiáng)調(diào)官能團(tuán)與有機(jī)物性質(zhì)的關(guān)系，讓學(xué)生體會(huì)有機(jī)化學(xué)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學(xué)習(xí)模式。

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是乙醇官能團(tuán)羥基（—OH）的性質(zhì)，難點(diǎn)則是要突破羥基在催化氧化反應(yīng)中的斷鍵方式。為了讓學(xué)生樹(shù)立微觀(guān)概念，從微觀(guān)催化氧化機(jī)理出發(fā)，理解醇羥基的宏觀(guān)性質(zhì)變化規(guī)律，培養(yǎng)宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析相結(jié)合的學(xué)科素養(yǎng)，本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)中引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，將乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)及反應(yīng)機(jī)理錄制成微課視頻，學(xué)生通過(guò)課前前置學(xué)習(xí)熟悉催化氧化的反應(yīng)機(jī)理，并利用自主學(xué)習(xí)任務(wù)單初步解決相關(guān)問(wèn)題，為乙醇新課的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）微課的設(shè)計(jì)及教學(xué)基本思路

學(xué)生在課前觀(guān)看教師制作的微課（見(jiàn)表1），分析乙醇催化氧化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，理解乙醇催化氧化機(jī)理，并進(jìn)一步拓展延伸學(xué)習(xí)了醇類(lèi)物質(zhì)發(fā)生催化氧化的條件是：與羥基相連的碳原子（α—C）上有H原子。在微課學(xué)習(xí)的最后階段，學(xué)生還根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的乙醇發(fā)生催化氧化的條件小試牛刀，識(shí)別出能發(fā)生催化氧化的醇并嘗試寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式。

表1 “乙醇的催化氧化”微課教學(xué)流程

由于學(xué)生在前置學(xué)習(xí)中熟悉了乙醇催化氧化的實(shí)驗(yàn)，并從微觀(guān)機(jī)理認(rèn)識(shí)Cu在此過(guò)程中的作用和反應(yīng)的斷鍵位置，初步認(rèn)識(shí)物質(zhì)的宏觀(guān)性質(zhì)與微觀(guān)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能從宏觀(guān)與微觀(guān)結(jié)合的視角解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及物質(zhì)性質(zhì)，分散課堂教學(xué)的部分難點(diǎn)知識(shí)。另一方面，學(xué)生帶著課前學(xué)習(xí)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)課堂，其課堂學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性大大提升。這個(gè)環(huán)節(jié)是知識(shí)的第一次內(nèi)化［3］，學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)開(kāi)始和新的概念知識(shí)發(fā)生作用。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)及教學(xué)基本思路

圖1 “乙醇”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程

本課的設(shè)計(jì)從課程內(nèi)容到課程實(shí)施基本按照翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行，將乙醇的催化氧化這一教學(xué)難點(diǎn)翻轉(zhuǎn)到課前，教師先進(jìn)行微課視頻錄制并命制知識(shí)前測(cè)內(nèi)容供學(xué)生進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)，然后通過(guò)學(xué)生的問(wèn)題反饋及教師對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的分析進(jìn)行設(shè)計(jì)問(wèn)題，教師在課堂教學(xué)過(guò)程中通過(guò)問(wèn)題情境、探究實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)幫助、鼓勵(lì)評(píng)價(jià)等多種方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討，并對(duì)學(xué)生在前測(cè)中及課堂交流探討中的問(wèn)題進(jìn)行反饋，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，而學(xué)生通過(guò)課前熟悉學(xué)習(xí)內(nèi)容，課中實(shí)驗(yàn)探究、小組協(xié)作學(xué)習(xí)、成果交流發(fā)揮教學(xué)主體作用，實(shí)現(xiàn)知識(shí)自主構(gòu)建，最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決。

三、教學(xué)啟示與展望

（一）翻轉(zhuǎn)課堂有利于發(fā)展宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

“宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析”強(qiáng)調(diào)化學(xué)學(xué)科的核心觀(guān)念和學(xué)科思維，微粒觀(guān)是化學(xué)學(xué)科的基本核心觀(guān)念，化學(xué)學(xué)科的思維特征是宏觀(guān)、微觀(guān)、符號(hào)三者相聯(lián)系，通過(guò)觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)了解宏觀(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及變化，運(yùn)用化學(xué)基本觀(guān)念、基本原理從微觀(guān)角度分析變化的實(shí)質(zhì)，應(yīng)用實(shí)證推理、邏輯推理和模型認(rèn)知等方法研究化學(xué)物質(zhì)，從而運(yùn)用化學(xué)符號(hào)系統(tǒng)描述物質(zhì)及其變化的本質(zhì)與規(guī)律。

微粒觀(guān)是在將抽象問(wèn)題具體化、形象化的過(guò)程中得以顯現(xiàn)的。傳統(tǒng)化學(xué)課堂的微粒觀(guān)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生構(gòu)建自己的宏觀(guān)世界和微觀(guān)世界不僅需要記憶概念，完成對(duì)知識(shí)的初步學(xué)習(xí)，更要求教師不斷運(yùn)用類(lèi)比、比喻等講解手段才能促進(jìn)學(xué)生去體驗(yàn)微觀(guān)世界與宏觀(guān)世界的內(nèi)在關(guān)系。而翻轉(zhuǎn)課堂不僅可以突破傳統(tǒng)課堂的時(shí)空限制，并適當(dāng)結(jié)合AR、VR技術(shù)，將微觀(guān)世界可視化，直接呈現(xiàn)給學(xué)生，提高學(xué)生的模型認(rèn)知思維方法，還可以在課前、課中、課后循序漸進(jìn)地利用多種教學(xué)資源增強(qiáng)師生互動(dòng)交流，釋放出更多課堂時(shí)間來(lái)深入解決重難點(diǎn)知識(shí)，對(duì)構(gòu)建學(xué)生的微粒觀(guān)起到傳統(tǒng)課堂無(wú)法取代的地位。

比如，課前教師布置自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，設(shè)置問(wèn)題讓學(xué)生思考乙醇催化氧化生成乙醛的斷鍵位置，引導(dǎo)學(xué)生從乙醇的微觀(guān)結(jié)構(gòu)出發(fā)探究其宏觀(guān)性質(zhì)，初步建立宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的思維模型；也可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生探究微觀(guān)世界的熱情；還可以讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)畫(huà)模型提前感知乙醇的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，奠定宏觀(guān)世界與微觀(guān)世界學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

這樣的翻轉(zhuǎn)課堂極大限度地注重宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)醇催化氧化反應(yīng)的理解，聚焦學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，突破學(xué)生在微觀(guān)探析中的“認(rèn)識(shí)發(fā)展障礙點(diǎn)”，又提高了學(xué)生“信息—知識(shí)—認(rèn)識(shí)”的關(guān)聯(lián)能力和邏輯推理的化學(xué)學(xué)科思維能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握方法、形成能力、培養(yǎng)情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)，將教學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)變成學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的過(guò)程，真正實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)教學(xué)”走向培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂通過(guò)多次知識(shí)內(nèi)化提高宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的有效性

本節(jié)“乙醇”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)除形式的翻轉(zhuǎn)外，還包括教學(xué)理念的翻轉(zhuǎn)。教師除了重視培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、課前自主學(xué)習(xí)的能力以及課堂交流協(xié)作等能力，還善于從學(xué)生的錯(cuò)誤中開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，在教學(xué)過(guò)程中積極指導(dǎo)學(xué)生自主解決問(wèn)題。在翻轉(zhuǎn)課堂的第一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生反饋的醇類(lèi)催化氧化知識(shí)難點(diǎn)，就體現(xiàn)出課堂教學(xué)中進(jìn)行微觀(guān)探析的必要性；在翻轉(zhuǎn)課堂的第二個(gè)環(huán)節(jié)，教師鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、交流討論甲醇、丙醇、異丙醇、叔丁醇等醇類(lèi)能否發(fā)生催化氧化并寫(xiě)出相關(guān)產(chǎn)物，從而逐步解決催化氧化這一難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)第二次知識(shí)內(nèi)化。在課后反饋與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，教師一方面通過(guò)習(xí)題對(duì)學(xué)生醇類(lèi)知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)行診斷與反饋；另一方面教師通過(guò)線(xiàn)上與學(xué)生的互動(dòng)交流，進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)并調(diào)整自己的教學(xué)策略，這是知識(shí)的第三次內(nèi)化過(guò)程。

翻轉(zhuǎn)課堂的全過(guò)程通過(guò)“乙醇催化氧化”的多次內(nèi)化，分解難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)化的難度，且引導(dǎo)學(xué)生從宏觀(guān)和微觀(guān)相結(jié)合的視角分析解決催化氧化的實(shí)際問(wèn)題，初步形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的化學(xué)學(xué)科觀(guān)念，提升學(xué)生的化學(xué)思維品質(zhì)。相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)，翻轉(zhuǎn)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生作為主動(dòng)探究者，主動(dòng)將醇類(lèi)物質(zhì)催化氧化新知識(shí)與其認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的乙醇催化氧化知識(shí)經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生內(nèi)在聯(lián)系，將原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)遷移到新的問(wèn)題解決中去，提高了宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的有效性。

（三）教師如何在翻轉(zhuǎn)課堂中助推化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

圍繞發(fā)展學(xué)生宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，對(duì)教師的挑戰(zhàn)是多方面的。

首先是教師如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)三個(gè)維度科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，組織教學(xué)活動(dòng)，讓翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式更好地實(shí)現(xiàn)以人為本的教育教學(xué)本質(zhì)，不僅引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建宏觀(guān)物質(zhì)、微觀(guān)原理的學(xué)科知識(shí)，也培養(yǎng)學(xué)生將宏觀(guān)與微觀(guān)結(jié)合研究化學(xué)物質(zhì)的科學(xué)方法以及科學(xué)態(tài)度，更讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征，建立對(duì)宏觀(guān)物質(zhì)的微粒性認(rèn)識(shí)，落實(shí)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

其次是在互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，教師不僅要熟練制作微課視頻，又要充分發(fā)揮信息化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在教學(xué)資源配置中的優(yōu)化作用，讓“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與翻轉(zhuǎn)課堂的各教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行深度融合，在具體的課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生從宏觀(guān)和微觀(guān)相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問(wèn)題，從而創(chuàng)造和諧的教學(xué)生態(tài)，有效提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

最后，翻轉(zhuǎn)課堂鼓勵(lì)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下開(kāi)展合作交流，筆者認(rèn)為還應(yīng)改變傳統(tǒng)教學(xué)中一線(xiàn)教師單槍匹馬完成教學(xué)過(guò)程的現(xiàn)狀，在微課視頻的錄制、教學(xué)設(shè)計(jì)的共享、課后評(píng)價(jià)與反饋的數(shù)據(jù)收集等各教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展廣泛合作，積極探索優(yōu)化教學(xué)資源，在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中發(fā)揮教師的團(tuán)隊(duì)力量，全面提升學(xué)生的化學(xué)核心學(xué)科素養(yǎng)。

［1］唐洪鵬.微課程與數(shù)字教學(xué)的大數(shù)據(jù)——兼論翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用與教育信息化［J］.教育技術(shù)與應(yīng)用，2014（12）.

［2］江合佩.高中化學(xué)“翻轉(zhuǎn)課堂”存在問(wèn)題及對(duì)策研究［J］.化學(xué)教學(xué)，2016（1）.

［3］趙興龍.翻轉(zhuǎn)課堂中知識(shí)內(nèi)化過(guò)程及教學(xué)模式設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2014（2）.

（責(zé)任編輯：張賢金）