翻转课堂教学模式的实践与反思

宋兆爽+白建娥

摘要：以“卤代烃”一节的教学设计与实施为例，从教学内容的选择、微视频和课前学案的制作和使用、课前学案的分析与反馈以及课堂教学的实施4个方面探索翻转课堂教学模式在中学化学教学中的应用。提出翻转课堂这种教学模式在基于学情设计和组织教学方面的优势以及面对这一新的教学模式教师和学生所要面临的挑战。

关键词：翻转课堂；教学模式；卤代烃；设计与实施

文章编号：1005–6629（2015）8–0039–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 教学背景分析

建构主义教学理论的核心观点是教学不是一个传授知识的过程，而是由教师帮助学习者依据自身经验建构意义的过程[1]。随着建构主义理论的深入人心，越来越多一线教师在设计教学活动时会有意识地增加学生交流讨论、动手实践等教学环节。然而传统课堂中受课时所限，还是以教师讲授提问，学生回答问题的形式为主，真正留给学生交流讨论，完成任务的时间少之又少，往往流于形式。翻转课堂（the Flipped Classroom）则能很好地解决这一问题。

翻转课堂这一教学模式2007年起源于美国的一所高中，被加拿大的《环球邮报》评为2011年影响课堂教学的重大技术变革[2]，从2011年开始成为国内外教育者关注的热点。目前，国内外翻转课堂的研究和实践大多是针对高等教育阶段，往往与“MOOCs”（Massive Open Online Courses，中文译为“慕课”，即大型开放式在线课程）联系在一起。然而，在国内基础教育阶段，针对学生的身心特点和教学管理现状，如果仅仅是提供大量的在线学习资源，靠学生自主选择和学习是远远不够的。笔者在过去一年中尝试将翻转课堂的教学模式应用于中学化学领域，并越发体会到中学阶段的翻转课堂应该具有一个完整的教学体系，除了延续常规教学设计的流程，还需要增加和改进几个关键环节，包括教学内容的选择、微视频与课前学案的制作和使用、课前学案的分析与反馈、课堂问题和学生活动的设计。

以下将结合人教版选修5第二章第三节“卤代烃”的教学实践谈谈对于中学化学翻转课堂的理解和应用。

2 教学实践研究及体会

2.1 教学内容的选择

在翻转实践中，教师首先面临的问题是什么样的教学内容适合采用翻转。笔者的体会是：第一，需要在教材基础上适当拓展的内容可以尝试翻转。以“卤代烃”一节为例，通常新课安排1.5课时，但我们认为烃和烃的含氧衍生物是高中有机化学中两大重要的认识对象，人教版将“卤代烃”一节编排在烃与烃的含氧衍生物之间，起到了承前启后的关键作用。在进一步学习结构和性质更为复杂的烃的含氧衍生物之前，有必要借助第二章第三节“卤代烃”的学习帮助学生建构更为完整的研究有机物结构和性质的视角和方法[3]。所以，我们将“卤代烃”一节的教学主线确定为研究有机物性质的一般思路和方法：分析结构预测或解释性质——设计实验验证性质——联系实际应用性质。需要解决的核心问题有三个：（1）如何从化学键角度分析卤代烃的结构，预测或解释其化学性质？（2）如何设计或改进实验方案验证卤代烃的性质？（3）如何通过卤代烃搭建起不饱和烃与烃的含氧衍生物之间的桥梁？接下来面临的问题是：在有限的课堂时间内如何让学生消化这么多的内容？为了在课堂上留给学生更多的实验探究和思考讨论时间，本节课决定采用翻转课堂的教学模式。第二，中学化学有大量的实验，涉及实验的部分是否适合翻转呢？笔者认为，如果是比较简单的验证性实验，其主要目的是介绍物质的某种性质，是可以放到微视频中演示的。而有一定开放性、探究性的实验则需要放到课堂上进行。本节课由于采用了翻转课堂的模式，课堂上有更充裕的时间组织学生活动。我们将教材中关于卤代烃性质的探究实验设计成小组活动，课堂上教师通过引导学生设计实验、实施实验、讨论分析得出实验结果，这一过程也正是知识内化、能力培养的过程。

2.2 微视频和课前学案的制作和使用

本节课的微视频时长10分钟，由四个环节组成，学生在课前观看微视频，阅读选修5教材，思考并回答课前学案中的问题，并完成课前学案中的几道测试题，具体见表1。

相比之前仅使用课本和学案做课前预习，微视频这种方式具有视觉和听觉的“悦学性”——画面动态、美观，教师的声音生动、亲切，更加能够吸引学生的注意力。学生可以自主把握学习的节奏，反复观看，随时随地观看。这也是微视频的优势所在。笔者认为，微视频的制作技巧不必过于花哨，最重要的还是内容的选择。好的微视频能够做到以下三点：（1）重点突出，把本章节最核心的知识和思想呈现出来，引发学生自主学习的兴趣。（2）具有高度的概括性和条理性，是教材内容的整合提升，对于简单的陈述性、事实性的知识学生完全可以通过微视频自主学习，不必在课堂上重复学习。（3）针对重难点知识提出有价值的问题，引导学生在课前自主思考，留待翻转课堂上深入讨论。

2.3 课前学案的分析与反馈

教师对课前学案的分析与反馈是翻转课堂不可或缺的环节。通过对课前学案的分析，笔者发现，虽然卤代烃的结构和性质并不复杂，但由于对卤原子这类官能团较为陌生，最初接触卤代烃时学生往往难以从官能团角度预测和认识卤代烃的性质，反倒是有了必修2元素周期律和化学键知识的铺垫，学生很容易理解由于卤原子吸引电子的能力比碳原子强，所以溴乙烷中的C-Br键具有较强的极性，易发生断裂。学生从断键成键角度认识卤代烃的取代反应没有任何障碍，但对于消去反应存有疑惑：既然受溴原子的影响，α位和β位的C-H键极性都有所增强，为何发生消去反应时α位上的C-H键不发生断裂？针对学生的这一困惑笔者决定在翻转课堂上组织学生讨论。

另外，有的学生在课前学案中提出疑惑：为什么卤代烃在氢氧化钠水溶液中是发生取代反应，而在氢氧化钠的乙醇溶液中则发生消去反应？这个问题涉及到反应机理，超出了中学有机化学的学习范围。但既然学生提出疑问，作为教师就应该有所回应。于是，笔者首先设计在翻转课堂上增加一个环节，通过数据图表[4]让学生认识到卤代烃的取代和消去反应其实是同时存在，相互竞争的关系，只是在不同的反应条件下会以某一种反应类型为主，这也充分体现了“物质变化是有条件的”这一重要的学科思想。其次是参考大学有机化学的内容做了拓展阅读材料，让有兴趣深入了解的学生课下自主学习。

翻转课堂这种教学模式实现了让学生带着问题来听课。这对教师的专业知识储备提出了更高的要求。既然学生是有备而来，教师就更应该做好充足准备，从容应对。更重要的是，通过对课前学案的分析和反馈，教师能够提前关注到学生的需求点，根据学生的需要备课上课，提出更有针对性的问题，组织更有意义的学生活动。总之，好的翻转课堂应该是基于学情设计课堂教学，是“一切从学生出发”的践行。

2.4 翻转课堂的教学实施

本节课采用了任务驱动[5]的教学策略。通过三个任务引导学生加深对卤代烃结构和性质的认识。

[任务一]使用球棍模型体验溴乙烷的消去反应，说出断键和成键的部位，并试着从化学键极性角度解释原因。

学生通过交流讨论认识到，若α位上的C-H键断裂，则同一个碳原子上的C-Br键和C-H键断裂形成的产物不稳定，而若β位上的C-H键断裂，则产物为烯烃，结构稳定。

设计意图：通过这一分析解释型任务让学生对卤代烃的消去反应有更清晰的认识，同时也巩固了从断键和成键角度分析有机反应的认识角度。

[任务二]请设计实验方案并分小组实施，证明溴乙烷和氢氧化钠水溶液发生了取代反应。

资料卡片：CH3CH2Br的沸点38.4℃，密度比水大，难溶于水；CH3CH2OH的沸点78.5℃，密度比水小，能与水以任意比互溶。

提供药品：溴乙烷、氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液、酸性高锰酸钾溶液、pH试纸。

[课堂实录]

[教师]提出任务：请设计实验方案证明溴乙烷和氢氧化钠水溶液发生了取代反应。

[学生1]检验反应后的溶液中有Br-：先加稀硝酸，再加AgNO3溶液看是否有淡黄色沉淀生成。

[教师]为什么要先加稀硝酸？

[学生1]溶液中有OH-，若未酸化直接加入AgNO3会产生黑色的Ag2O，干扰实验现象！

[教师]那稀硝酸加多少合适呢？

[学生1]可以用pH试纸检验酸化是否完全。

[学生2]是否可以通过测反应前后溶液pH的变化来判定发生了取代反应？

[教师]理论可行，但广义pH不够精确，可以用更精密的pH计尝试测量。

[学生3]卤代烃发生消去反应也会有上述现象，所以我觉得刚才提出的方案不足以证明发生了取代反应，最重要的是检测产物中有乙醇。

[教师]那如何证明产物中有乙醇？

[学生4]可以向反应后的溶液中滴加酸性KMnO4溶液，看是否褪色。

[学生5]可是反应后的溶液中还有Br-，还原性也比较强，会造成干扰。

[教师]这位同学想到了可能存在的干扰，非常好！那我们能不能除去这种干扰？如果不能，还有其他避免干扰的检验方法吗？

学生陷入沉思。

[教师]请同学们打开教材第42页，看看课本中是采用何种方法检验乙醇的？

[学生]教材中提示用波谱法。可以用红外光谱、核磁共振氢谱和质谱。

在生生互动和师生互动的过程中，学生不断地丰富和完善实验方案。之后笔者将完整的实验方案和装置呈现在PPT上，学生参照该方案进行分组实验。

设计意图：通过设计并实施实验巩固本节课的教学主线——研究有机物性质的一般思路和方法，特别是明确每个环节（分析结构，预测性质，性质验证）的具体思路方法。任务二属于设计型任务，对学生具有一定的挑战性。但由于采用了翻转课堂的模式，他们分组讨论、交流方案的时间非常充裕，迸发出很多思想的火花。

[任务三]某同学在做溴乙烷的消去反应实验时，用酸性高锰酸钾溶液是否褪色来检验生成的气体是否是乙烯，实验装置图1所示[6]。

请思考以下问题：

（1）为什么要在气体通入酸性KMnO4溶液前加一个盛有水的试管？

（2）除酸性KMnO4溶液外还可以用什么方法检验乙烯？

设计意图：通过对实验方案的评价与改进进一步强化学生有意识地关注实验系统中的干扰因素，思考干扰的来源和排除方法。

在设计课堂讨论的教学内容时，首先要考虑与微视频的内容呼应，应该是微视频内容的拓展和延伸，另外，微视频侧重于教师对知识的讲授，而课堂讨论则侧重于学生的交流讨论和动手实践。传统课堂中我们也会采用任务驱动的教学策略，但由于课堂上以教师讲授为主，真正留给学生完成任务的时间少之又少，往往流于形式。而翻转课堂则能很好地解决这一问题。通过翻转课堂这种形式，可以为学生提供充足的时间，在完成任务的过程中内化知识，实现知识学习的高效化。

3 教学反思

在讲“卤代烃”这节课之前，笔者已经多次尝试过翻转课堂的教学模式。班上的大多数学生是认可这种新模式的。他们认为简单的知识完全可以通过课前看书和观看微视频自学，课堂上希望教师能更有针对性地讲解重难点，并多组织学生活动。本节课学生印象最深的两个环节是：第一，使用球棍模型体验溴乙烷的消去反应。通过亲自动手实践，学生对于消去反应的断键和成键位置及产物有了更深刻的认识；第二，分组讨论并集体交流溴乙烷取代反应的实验设计方案。该环节持续了15分钟，学生在集思广益的过程中认识到，看似简单的实验实际上是蕴藏丰富的宝藏，在将理论付诸实践的过程中往往会有意外的惊喜，这正是化学学科的魅力所在，也是翻转课堂的价值所在。从教师授课的角度上讲，“卤代烃”一节的教学实践体现了翻转课堂教学模式的两大优势：第一，通过对课前学案或课堂前测的分析，教师能够关注到学生的需求点，备课和上课更有针对性；第二，有更充足的时间开展学生活动，真正实现“做中学”。然而，翻转课堂对于学生和教师的挑战也是多方面的。对学生而言，翻转课堂的最大挑战是改变固有的学习习惯，学会在上课前自觉预习，带着问题来到课堂。其次是调整自己在课堂中的角色定位，学会与同伴讨论，从同伴身上学习，学会在课堂上勇敢提出有见地的问题。对教师而言，首先是制作高质量的微视频。学生课前借助微视频的学习绝不是浅表性的预习，而是深度高效的学习。所以教师要设法将最核心的知识和思想呈现在短短10分钟的微视频中。其次是翻转课堂的教学组织和实施。如何在翻转课堂上进一步提出高质量的问题？如何组织有效的学生活动培养学生的高阶思维能力？另外，还要善于学习和利用先进的教育教学技术，为我们的教学助力。总之，信息化大背景下教育的变革在所难免，作为一线教师，我们要勇于接受挑战，与时俱进，在这一过程中时刻不忘教育的初衷，以学生为本，满足学习者的学习需求是翻转课堂所要追求的目标。

参考文献：

[1]莫雷.教育心理学[M].北京：科学教育出版社，2010：56.

[2]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，（4）：46～51.

[3]徐敏.发展学生认识“研究物质性质的思路和方法”的教学[J].教学仪器与实验，2012，（8）：5～7.

[4]邢其毅，裴伟伟，徐瑞秋.基础有机化学[M].北京：高等教育出版社，2005：291.

[5]王春.“任务驱动”教学法在化学教学中的应用[J].中学化学教学参考，2009，（4）：6～8.

[6]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础（选修5）[M].北京：人民教育出版社，2007：42.