基于核心素养的高中化学翻转课堂的教学尝试

摘 要：以苏教版必修 1“原子结构模型的演变”这一化学史教学为例，笔者采用翻转课堂教学模式，先让学生自学教学内容及微课视频，然后提出问题、分析问题、解决问题。这样的课堂教学强调学生自主学习、自主发现问题、从化学视角分析和解决问题或生生探讨共同解决简单问题。对于难度较大的问题，教师层层设问和引导，促使学生积极思考，实现师生共同探究解决问题。从课堂教学反馈来看，翻转课堂能在一定程度上调动学生的学习积极性，培养学生的化学学科思维，提升学生的推理论证、综合分析、实验探究等化学学习能力，进而发展学生的证据推理与模型认知的化学核心素养。

关键词：化学核心素养;化学学习能力;翻转课堂;高中化学

中图分类号：G427 文献标识码：A 文章编号：2095-9192（2021）18-0026-02

引 言

《普通高中化学课程标准（2017 年版）》（以下简称《课程标准》）提出了化学学科核心素养的五大要素：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任，强调了“重视素养为本的教学”。《2017 年普通高等学校招生全国统一考试理科综合考试大纲的说明

（课程标准实验版）》的化学学科部分将化学学习能力概括为理解能力、推理论证能力、实验探究能力和综合分析能力。Aaron Sams 等人把翻转课堂界定为：学生通过观看教学视频来完成知识的传授部分，以此将节省出的时间用于讨论与交流。学生习得知识的过程也是提升学习能力的过程，所以课堂教学中教师所采用的教学方法、教学模式至关重要。以“原子结构模型的演变”这一化学史教学为例，笔者采用了翻转课堂教学模式。在本课例中，课堂教学侧重解决学生自学过程中遇到的三个问题：①汤姆生葡萄干面包式模型、道尔顿原子结构模型有什么缺点？为什么？②为什么 α 粒子散射实验能说明原子内存在原子核？实验应该怎么做？依据是什么？③量子力学是什么？

一、课前的导学提纲设计与自主学习

《课程标准》要求根据原子结构发现史和实验事实认识原子结构，设计导学提纲（部分）（見表 1）。在本课例中，具体教学设计流程（见图 1）。学生利用课余时间学习微课，完成导学提纲，把学习过程中产生的疑问及导学提纲中不会回答的问题在课堂中进行探究。

二、课中的引导与探究

学生的学习过程是在真实的学习情境中发现问题和解决问题的过程 [1]。在化学课堂教学中，教师要引导学生先用化学思维思考问题，再用化学知识解决问题 [2]。本课例中，对于学生自学过程中遇到的三个疑难问题，师生共同探究情况如下。

对于第一个问题，教师引导学生思考，学生通过分组讨论形成一致观点：汤姆生提出原子的葡萄干面包模型，认为原子中的正、负电荷是均匀分布的，质量也是均匀分布的，但这仅仅是猜测，没有实验依据，最终被卢瑟福推翻了。道尔顿实心球原子结构模型不能解释原子内部有电子存在，这和汤姆生的葡萄干面包原子模型相矛盾。

对于第二个问题，教师引导学生进行层层深入地探究。教师提问：“道尔顿认为原子是实心球，不可再分，汤姆生认为原子内部有电子，那么，进一步探索原子结构需要利用物理方法还是化学方法？为什么？”学生回答：“需要利用物理方法，因为原子是化学变化中的最小微粒。”教师追问：“你能想出什么方法？”学生回答：“用一个东西砸它，看看会发生什么？”教师继续引导学生思考：“用什么砸？”学生回答：“用一种微粒，带电荷，要有一定的质量。”教师继续引导：“砸什么？原子十分微小，轰击单个原子几乎是不可能的，那么如何处理？如果用金属的薄片，让它没有太多原子，选择什么金属？为什么 ？”教师再适时给出相关资料：金箔厚度只有 10-4cm，即 1μm，只有头发直径的二十分之一。最终，学生选择金箔作为被砸对象。教师进一步设问：“怎么砸？我们应该向金箔发射一束 α 粒子，观察 α 粒子与金箔的原子发生作用后会怎么运动。”随后，教师播放α 粒子散射实验视频，引导学生讨论并得出结论：原子是中空的，α 粒子在运动过程中没有受到阻碍;有带正电荷的微粒对 α 粒子产生库仑力的作用，原子中存在很小的带正电荷的原子核;α 粒子被反弹回来，说明原子质量都集中在原子核上。在学生思考进入白热化阶段时，教师引导学生类比迁移：“若在葡萄干面包模型中，α 粒子穿过时不会发生较大偏转甚至反弹，如何解释这个现象呢？”并给学生信息提示：α 粒子带正电，电子的质量不到 α 粒子的 1/7300。在教师的逐步引导下，学生豁然开朗。

对于第三个问题，教师先介绍化学史：玻尔在前人研究的基础上利用物理学定律，成功计算出氢的电子可能的轨道半径和对应的能量。然后，教师提问：“玻尔理论有什么优点？”学生发现，玻尔行星轨道模型成功解释了氢原子光谱不连续的特点。接着，教师引出玻尔理论的局限性：用经典力学解释微观世界，由此引出量子力学，电子云的概念。最后，教师展示电子云图片，解释小黑点疏密处表示电子出现的概率密度大小，并不是真实存在的。

结 语

笔者采用翻转课堂模式开展化学史教学，摒弃了传统的知识灌输式教学，把更多的课堂时间用在引导学生进行问题探究上。从课堂教学反馈来看，翻转课堂教学对于调动学生学习积极性、培养学生的化学学科思维具有积极意义，有利于提升学生的化学核心素养 [3]。需要注意的是，教师采用翻转课堂教学模式，应充分考虑学生的实际情况、教学的难度和深度等情况，同时也需要教师不断学习和实践，以提升教学能力和课堂驾驭能力。

[参考文献]

[1]毕华林.对高中化学学科核心素养的认识和理解[J].化学教学，2021（01）：3-9.

[2]陈花.基于证据推理意识和能力培养的高中化学教学实践[J].福建基础教育研究，2020（02）：123-124.

[3]王磊，等.基于学生核心素养的化学学科能力研究[M]. 北京：北京师范大学出版社，2017.

作者简介：陈秀琴（1983.5-），女，福建莆田人，本科学历，中学一级教师，莆田市骨干教师培养对象。