陳秀琴

（福建省莆田哲理中學(xué)，福建莆田 351100）

引 言

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五大要素：宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、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，強(qiáng)調(diào)了“重視素養(yǎng)為本的教學(xué)”?！?017年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合考試大綱的說明（課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版）》的化學(xué)學(xué)科部分將化學(xué)學(xué)習(xí)能力概括為理解能力、推理論證能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和綜合分析能力。Aaron Sams等人把翻轉(zhuǎn)課堂界定為：學(xué)生通過觀看教學(xué)視頻來完成知識(shí)的傳授部分，以此將節(jié)省出的時(shí)間用于討論與交流。學(xué)生習(xí)得知識(shí)的過程也是提升學(xué)習(xí)能力的過程，所以課堂教學(xué)中教師所采用的教學(xué)方法、教學(xué)模式至關(guān)重要。以“原子結(jié)構(gòu)模型的演變”這一化學(xué)史教學(xué)為例，筆者采用了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。在本課例中，課堂教學(xué)側(cè)重解決學(xué)生自學(xué)過程中遇到的三個(gè)問題：①湯姆生葡萄干面包式模型、道爾頓原子結(jié)構(gòu)模型有什么缺點(diǎn)？為什么？②為什么α粒子散射實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明原子內(nèi)存在原子核？實(shí)驗(yàn)應(yīng)該怎么做？依據(jù)是什么？③量子力學(xué)是什么？

一、課前的導(dǎo)學(xué)提綱設(shè)計(jì)與自主學(xué)習(xí)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求根據(jù)原子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)史和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)提綱（部分）（見表1）。在本課例中，具體教學(xué)設(shè)計(jì)流程（見圖1）。學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)微課，完成導(dǎo)學(xué)提綱，把學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的疑問及導(dǎo)學(xué)提綱中不會(huì)回答的問題在課堂中進(jìn)行探究。

表1 部分導(dǎo)學(xué)提綱內(nèi)容

圖1 教學(xué)設(shè)計(jì)流程

二、課中的引導(dǎo)與探究

學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程[1]。在化學(xué)課堂教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生先用化學(xué)思維思考問題，再用化學(xué)知識(shí)解決問題[2]。本課例中，對(duì)于學(xué)生自學(xué)過程中遇到的三個(gè)疑難問題，師生共同探究情況如下。

對(duì)于第一個(gè)問題，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生通過分組討論形成一致觀點(diǎn)：湯姆生提出原子的葡萄干面包模型，認(rèn)為原子中的正、負(fù)電荷是均勻分布的，質(zhì)量也是均勻分布的，但這僅僅是猜測(cè)，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)，最終被盧瑟福推翻了。道爾頓實(shí)心球原子結(jié)構(gòu)模型不能解釋原子內(nèi)部有電子存在，這和湯姆生的葡萄干面包原子模型相矛盾。

對(duì)于第二個(gè)問題，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行層層深入地探究。教師提問：“道爾頓認(rèn)為原子是實(shí)心球，不可再分，湯姆生認(rèn)為原子內(nèi)部有電子，那么，進(jìn)一步探索原子結(jié)構(gòu)需要利用物理方法還是化學(xué)方法？為什么？”學(xué)生回答：“需要利用物理方法，因?yàn)樵邮腔瘜W(xué)變化中的最小微粒?！苯處熥穯枺骸澳隳芟氤鍪裁捶椒?？”學(xué)生回答：“用一個(gè)東西砸它，看看會(huì)發(fā)生什么？”教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考：“用什么砸？”學(xué)生回答：“用一種微粒，帶電荷，要有一定的質(zhì)量?！苯處熇^續(xù)引導(dǎo)：“砸什么？原子十分微小，轟擊單個(gè)原子幾乎是不可能的，那么如何處理？如果用金屬的薄片，讓它沒有太多原子，選擇什么金屬？為什么?”教師再適時(shí)給出相關(guān)資料：金箔厚度只有10-4cm，即1μm，只有頭發(fā)直徑的二十分之一。最終，學(xué)生選擇金箔作為被砸對(duì)象。教師進(jìn)一步設(shè)問：“怎么砸？我們應(yīng)該向金箔發(fā)射一束α粒子，觀察α粒子與金箔的原子發(fā)生作用后會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)?！彪S后，教師播放α粒子散射實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生討論并得出結(jié)論：原子是中空的，α粒子在運(yùn)動(dòng)過程中沒有受到阻礙；有帶正電荷的微粒對(duì)α粒子產(chǎn)生庫侖力的作用，原子中存在很小的帶正電荷的原子核；α粒子被反彈回來，說明原子質(zhì)量都集中在原子核上。在學(xué)生思考進(jìn)入白熱化階段時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生類比遷移：“若在葡萄干面包模型中，α粒子穿過時(shí)不會(huì)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)甚至反彈，如何解釋這個(gè)現(xiàn)象呢？”并給學(xué)生信息提示：α粒子帶正電，電子的質(zhì)量不到α粒子的1/7300。在教師的逐步引導(dǎo)下，學(xué)生豁然開朗。

對(duì)于第三個(gè)問題，教師先介紹化學(xué)史：玻爾在前人研究的基礎(chǔ)上利用物理學(xué)定律，成功計(jì)算出氫的電子可能的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量。然后，教師提問：“玻爾理論有什么優(yōu)點(diǎn)？”學(xué)生發(fā)現(xiàn)，玻爾行星軌道模型成功解釋了氫原子光譜不連續(xù)的特點(diǎn)。接著，教師引出玻爾理論的局限性：用經(jīng)典力學(xué)解釋微觀世界，由此引出量子力學(xué)，電子云的概念。最后，教師展示電子云圖片，解釋小黑點(diǎn)疏密處表示電子出現(xiàn)的概率密度大小，并不是真實(shí)存在的。

結(jié) 語

筆者采用翻轉(zhuǎn)課堂模式開展化學(xué)史教學(xué)，摒棄了傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式教學(xué)，把更多的課堂時(shí)間用在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題探究上。從課堂教學(xué)反饋來看，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)對(duì)于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維具有積極意義，有利于提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)[3]。需要注意的是，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，應(yīng)充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況、教學(xué)的難度和深度等情況，同時(shí)也需要教師不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，以提升教學(xué)能力和課堂駕馭能力。