初中化学翻转课堂教学设计示例分析

20世纪70年代，《学会生存――教育世界的今天和明天》中便倡导培养学生的自主学习能力和树立终身教育的观念;我国新一轮基础教育课程改革也要求教师不能局限于知识传授者的角色，应做学生学习的引导者，把学习的主动权还给学生，让学生学会自主学习。这些挑战和变革的核心是呼唤教学要确立“以生为本、以学定教”这一主轴，要围绕这一主轴的立转开展教学内容、方法、组织形式的改革，最大限度实现人的全面发展和个性发展。“翻转课堂”正是这一主轴转动所需的。

一、翻转课堂的实质

（一）翻转课堂的内涵

传统教学过程通常包括知识传授和知识内化两个阶段。知识传授是通过教师在课堂中的讲授来完成，知识内化则需要学生在课后通过作业、操作或时间来完成。而在“翻转课堂”上，这种形式受到了颠覆，知识传授通过信息技术的辅助在课前完成，知识内化则是在课堂中经教师的帮助与同学的协助而完成。[1]2007年美国科罗拉多州落基山“林地公园”高中的两名化学老师为了方便辅导缺课的学生，他们使用软件将课堂教学内容录制成视频并传至网上，学生在课下观看教学视频，课堂上主要用来完成作业并在教师的辅导下讨论、解决学习中的难题。随后这种教学模式受到了教师和学生的广泛欢迎，许多教师尝试将所讲授的知识录制成微视频，学生在家中或学校观看视频讲解进行自主学习，而在课堂上，教师则有充足的时间与学生交流，帮助他们解决个性化的学习问题，更好地实现知识内化。

（二）翻转课堂的特点

翻转课堂主要通过翻转教学流程，分解知识内化的难度，增加知识内化的次数，最终促进学习者知识的获得。[2]随着教学过程的颠倒，课堂的各个环节也发生了变化：教师不仅是知识的传授者，更是学生学习的促进者、指导者和学习资源的制作者;学生不再是被动的接受者而是主动的学习者;教学形式由“课堂讲解+课后内化”转变为“课前学习+课堂内化”。

教学方式在知识讲解、内容展示的基础上，以问题的探究、自主和协作学习为主;评价方式不局限于单一的纸质测验，注重多元化评价。

二、初中化学翻转课堂的教学设计

翻转课堂实现了知识传授和知识内化的颠倒，将知识传授移至课前进行，知识内化则由课后移至课堂中，构建了一种新型的教学模式。基于这种教学模式，结合人教版九年级化学上册第二单元课题1《空气》进行的教学设计如下。

（一）教师自制视频

实施翻转课堂的第一步即制作教学视频。教学视频包括两种：课程主讲教师自制的教学视频和与课程有关的网络公开资源。本次教学设计采取教师自制教学视频，因为，“教师自行录制教学视频能够完全与教师设定的教学目标和教学内容相吻合，同时，教师也可以根据学生的实际情况对教学内容进行针对性讲解”。[3]此教学视频由三个微视频组成。

视频一：空气是什么

教师首先出示一个空杯子，问：杯子内有没有物质？如果有，里面是什么呢（此处暂停五秒钟，由于这节课的内容就是讲述空气，学生应该第一时间就能想到杯子里是空气）？对的，杯子里确实是空气，空气是一种“看不见摸不着”但与我们生活又息息相关的物质，那么，它是由一种物质还是多种物质组成的呢？今天我们就来探究空气的成分。

早在二百多年前，法国的一位名叫拉瓦锡的化学家使用定量的方法对空气的成分进行研究，他得出空气是由氧气和氮气组成的，并且氧气占空气总体积的1/5。后来人们陆续通过实验测定，空气中的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。所以，空气不仅是由氧气和氮气组成，还有其他的成分，像空气这种由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，并且组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。而只由一种物质组成的像氧气、氮气、二氧化碳则是纯净物，纯净物可以用化学符号来表示，如：氧气可以用O2来表示。混合物和纯净物的主要区别在于组成的物质数量，由两种及以上物质组成是混合物，而由唯一一种物质组成即是纯净物。

分析：在翻转课堂中，知识传授通过学生在课前观看教学视频完成，课前传授的效果，直接影响课堂内化的效果。而课前的自主学习环境相对宽松，学生注意力易分散，在视频开头，以问题的方式导入教学内容，不仅可以吸引学生的注意力，帮助学生快速进入视频学习中，而且为接下来讲述的空气成分埋下伏笔。在这个部分，学生要识记空气的主要成分（氧气和氮气）。此外，通过对混合物和纯净物的比较，有利于学生识记两种概念，区分两种物质。

视频二：测定空气中氧气的含量

接下来这个实验是需要学生在实验室里亲自操作的，大家不仅要学会操作，还需仔细认真地观察实验现象。首先，教师拿一个集气瓶，在瓶内加入少量水，并将水面上方的空间分为5等份（如图1）。用弹簧夹夹紧胶皮管。点燃燃烧匙内的红磷，然后，立即深入瓶中并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象。请学生重点观察红磷燃烧的主要现象和集气瓶内水面的变化情况。在观察的过程中，思考以下四组问题。

（1）红磷燃烧是哪两种物质发生化学反应？并写出其文字表达式。

（2）集气瓶内的水面为什么会上升？上升的高度是多少？为什么？

（3）将燃着的火柴深入集气瓶内，火焰会发生什么变化？这种变化说明了什么？

（4）由此你得出哪些结论？

图1

分析：“化学是一门以实验为基础的学科。”[4]但在实际的教学过程中，由于教学条件限制，如：实验课时不足、实验室开放时间有限等，学生动手参与实验的机会较少。而在翻转课堂教学模式下，学生课前已完成实验相关知识的学习，为课堂上学生有充足的时间进行实验学习提供保证。教师开始实验前，明确告知学生本实验需动手操作，以此增强学生的重视程度;相对减少教师在课堂上的讲解时间，增加学生参与实验的时间和教师指导的时间;此外，观察和思考本实验现象，学生可以识记 “空气中含有约21%氧气”。

视频三：空气的重要性

空气中的各种成分都是宝贵的资源，用途非常广泛，是生产活动的重要资源。过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性，在通常情况下，人呼吸空气就可以了，但医疗急救时，则需要用纯氧，而且燃料的燃烧也离不开氧气。氮气也具有广泛的用途，它是制造硝酸和氮肥的重要原料;由于氮气的化学性质不活泼，因此，也常用作保护气。而稀有气体虽然在空气的成分中所占比率很小，但它们却是一类很重要的气体，用途也较广泛，如：稀有气体在通电时能发出不同颜色的光。除了以上所说的用途之外，学生可以思考还有没有别的用途，并与同学进行讨论。既然空气中的各成分用途如此的广泛，并且我们每天都离不开空气，显而易见洁净的空气对于人类和其他动植物都非常重要，我们都向往蓝天白云（如图2），希望呼吸到新鲜的空气。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染（如图3）。被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。让学生通过各种传媒收集近阶段所在地区的空气质量日报，之后将收集到的数据制成图，并说说身边发生过哪些污染空气的现象？大气污染会造成哪些危害？为了保护人类赖以生存的空气环境，你能做些什么？

图2

图3

分析：思考空气组成成分的用途并相互交流，加深学生对于其用途的理解，最终学会怎样使用。将洁净的空气与已污染的空气两张照片相对比，加深印象，并且学生通过收集近期的空气质量数据，以事实为依据，便于学生更真实地了解到空气的质量状况。教师引导学生从身边的空气污染现象出发，与学生的日常生活相联系，通过观察，加深印象。而关于对空气污染的思考，有利于增强社会责任感，培养正确的生活观和价值观。

练习题：

（1）默写出空气成分及其各成分所占的比例。

（2）下列物质：①氧气;②人体呼出的气体;③洁净的空气;④二氧化碳;⑤液氮;⑥水泥砂浆。其中，哪些属于混合物？

（3）列举三种存在于空气中的纯净物及其主要用途。

（4）去城市街道和森林茂密的公园或野外，谈谈在这两处呼吸时的感受是否一样？其主要原因是什么？

分析：针对本节课的教学内容，设计出上述四道习题，并以PPT的形式呈现给学生。习题1是识记性的知识，是学完本节应该牢记的基础知识;习题2和习题3的设计是为了使学生更好地区别纯净物和混合物两种不同的物质，学生只有在充分理解纯净物和混合物概念的基础上，才能答对这两道题，但习题3比习题2增加了两种物质的应用性;习题4是培养学生环保意识，由于目前学生处于刚接触化学的状态，所以，从学生的日常生活出发，通过观察和感受城市街道和公园的不同并分析思考其原因，这样更有利于学生重视环境保护。设计习题的目的在于帮助学生检测对于本节课内容的掌握情况，查漏补缺，同时，教师也能清楚地了解到学生在自主学习中出现的易错点和难点，最终帮助学生实现知识内化。

（二）课前学习

教师自制的教学视频和幻灯片传至教学平台后，学生可以在教学平台上进行自主学习，通过观看视频，了解到空气里不仅有氧气和氮气，还有一些稀有气体（氦、氖、氩、氙和氡）;混合物是由两种或两种以上的物质混合而成，比如：空气，而由一种物质组成的则是纯净物，比如：氧气等……学生在观看视频时，如遇到难以理解的知识点，可以反复观看教师对该内容的讲解。如果对某个知识理解后有一些想法，可以在教学平台上与同学进行交流和讨论，比如：看完空气污染的危害，可以跟同学一起讨论空气污染的原因，共同找出净化空气的策略。看完视频后学生可以做教师设计出的练习测验，检测自主学习的效果。另外，对空气感兴趣的学生，可以充分利用网络上的优质资源，拓宽知识面。

分析：翻转课堂将知识传授移至课前进行，其方式是观看教师制作的教学视频。在整个课前学习的过程中，时间、次数和观看的内容由学生根据自己的知识基础和学习情况决定，简单部分就快进，难以理解的知识点可以反复观看，需要记笔记时还可以暂停。[5]学生学习的自由度较宽，而且学生在理解和接受知识的同时，也会积极地思考教师在视频中提到的问题。此外，学生做的练习题，通过教学平台反馈给教师，教师及时得到反馈，以便更好地帮助学生在课堂上促进知识内化。

（三）课堂内化

1.讨论自学中困惑的问题

学生在进行独立探索后，仍有未解决的问题，教师可以根据这些问题将学生分成学习小组。对于较少进入化学实验室的学生来说，通过观察“测定空气中氧气含量的实验”，他们会产生许多困惑，比如：为什么在集气瓶内加入少量水而不是一半或更多？红磷燃烧后为什么要立即深入瓶中？水面为什么会上升约1/5？教师将这些学生分为一组探讨实验问题;教材和视频都举出了空气各成分的用途，而有些学生还想更广泛深入了解其他用途，将这些学生分为一组;最后将对空气污染和环保感兴趣的学生分为一组。合作讨论解决感到困惑和思考的问题，教师则在教室内巡视、指导。

分析：问题是翻转课堂展开课堂知识内化的起点。关于上述学生的困惑和思考，学生之间先行讨论，教师解答疑惑并进行总结，而关于实验的疑问，教师提醒学生进入实验室来验证。根据学生的问题，分成小组进行合作学习，这种学习方式有利于个体间的沟通、发展学生的思维能力。经过独立思考和合作学习之后，还未能解决的问题，这些问题对学生的影响更深刻，如能得到教师的有效指导，内化的效果将好于直接传授。

2.学生进行实验操作

本节课的教学内容只有一项实验，即测定空气里氧气的含量。通过课前教学视频的学习，学生已经基本了解本次实验的内容和操作步骤，并且对实验有一定的观察和思考，但在开始实验前，教师仍要交代实验注意事项：胶皮管要夹紧;点燃红磷后，酒精灯要立马熄灭;燃烧着的红磷放入集气瓶后，塞子一定要在短时间内塞紧。接着学生以两个人一组的形式进行实验，一人操作一人记录。实验记录包括以下内容：红磷燃烧时有大量 生成，同时集气瓶内水面逐渐 ，等燃烧停止后，集气瓶内水面 ，瓶内剩余气体约占总体积的 。用燃烧着的火柴深入集气瓶内，火焰 。实验结束后及时反馈，从而使学生了解自己对本次实验探究的掌握情况，及时改错，必要时可以与教师进行一对一的单独交流。

分析：化学这门学科不仅需要掌握基本概念和原理，对动手操作能力也有一定的要求，在学生初步合作讨论后，教师应带领学生进入实验室进行实验。学生按照实验设计流程进行实验，观察实验现象，并填写实验报告。这极大地提高了学生动手实验的兴趣和效率，加深了学生的印象，深化了实验原理和操作过程。同时，也节省了实验知识学习和实验准备的时间，让学生更专注于实验操作过程和实验结果的讨论。教师则可以随堂检查学生的实验操作过程，解答学生在实验过程中遇到的问题，同时，引导学生积极展开思考，甚至提出更好的实验方案，并进行实际验证。

3.成果交流

完成实验操作之后，选出几个学生代表，跟同学分享做实验的心得与体会：实验的操作步骤，实验中出现的问题（如：没有将集气瓶的塞子塞紧导致部分氧气泄露），观察到的实验现象（如：红磷燃烧过后水面上升约1/5）以及对实验现象的解释（如：集气瓶内水面上升到一定高度后不能继续上升，是因为氮气不易溶于水）。此外，根据教学视频后教师向学生提出关于环境污染的思考题，让学生以小组的形式进行讨论，探究保护环境的方法。之后汇报小组讨论的结果。最后，教师根据学生汇报的情况，修正错误的观点，赞扬和倡导正确的价值观。

分析：作为一节课的总结，学生是以小组汇报的形式进行的。分享实验心得有利于培养学生缜密的科学思维;关于空气污染的思考和讨论，可以帮助学生更加了解空气中所含的成分，明白空气污染带来的危害，知道空气污染带来的严重后果，促使学生形成和增强环境保护的意识。最后，教师的总结性发言，能够起到很好的帮助和指导作用。这种成果的交流与展示，也是对学生评价的一种方式，体现了学生的综合能力和素质。

（四）课后反思

回顾整节翻转课堂，教师在制作视频的时候有没有明确教学内容;提出的问题是不是能够促进学生积极的去思考;在讲解和演示实验时，有没有讲明白;课堂内化时是不是对学生做到了有针对的指导。除此之外，课下找到班里的学生，深入了解学生在观看视频里教师讲解实验时，是否能听懂;讨论过程中，学生有没有参与进去;最后，提出教师需要改进的地方，为下一次的实践提供参考。

分析： 翻转课堂作为一种新兴的教学模式，是否适用于不同的课程知识？是否适合所有的学生？怎样做才能更好地发挥它的作用？这些都是需要反思的。教师可以通过学生对翻转课堂进行评价，还可以请多个教师参与课程互评，相互之间交流经验，从而提升翻转课堂的应用效果。[6]

翻转课堂虽说有很多的优势，可以作为传统课堂的一种补充，但并不能完全取代传统课堂，因为并非所有的学科和教学内容都适合使用翻转课堂来进行才能达到教学效果的最优化，因此，实施翻转课堂要视情况而定。

参考文献：

[1] 陈玉琨.中小学慕课与翻转课堂教学模式研究[J].课程・教材・

教法，2014，（10）：13.

[2] 赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程

教育研究，2014，（2）：55.

[3] 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）：49.

[4] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011版）[M].

北京：北京师范大学出版社，2011，3.

[5] 梅海莲，陈琳，王可.翻转课堂之《我的母亲》教学设计[J].中小学

电教，2013，（5）：58.

[6] 徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑

系统研究[J].远程教育杂志，2013，（5）：108.

* 基金项目：2014年度安徽省教育科学规划课题，《“翻转课堂”在

初中化学教学中的应用研究》，（课题批准号：JG14207）.