基于“未來教室”環(huán)境下翻轉(zhuǎn)課堂模式的課例研究——以“微粒的性質(zhì)”為例

瞿琳琰

（蘇州市景范中學江蘇蘇州215005）

一、“未來教室”概述

未來教室是以信息化為支撐的新型教育生態(tài)環(huán)境的核心要素，是以信息技術發(fā)展最新成果為基礎，融合信息時代全新教育教學理念，支撐未來教育發(fā)展需求的新一代智能學習環(huán)境，它是教室發(fā)展和變革的階段產(chǎn)物，設計上更多的是體現(xiàn)對教室使用者的關注。在教學空間上，表現(xiàn)為對物理空間、資源空間和虛擬空間的無縫整合；在教學過程上，表現(xiàn)為對課前、課中、課后各環(huán)節(jié)的全面覆蓋。

蘇州市中小學采用的“未來教室”是基于“國家數(shù)字化學習工程技術研究中心”的“未來教室構(gòu)建方案”建設的，繼承了教室云服務平臺、豐富的電子教材庫、各類學科工具、PGP電子雙板課堂教學系統(tǒng)等，具備了利于教學內(nèi)容、資源的呈現(xiàn)、獲取和課堂交互的展開及情境感知等特性。［1］

目前筆者所在的學校配備的“未來教室”系統(tǒng)主要有觸摸式雙屏，臺式電腦（安裝了starC平臺軟件），學生端互動平板50個，教室覆蓋無線網(wǎng)絡。

二、翻轉(zhuǎn)課堂概述

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是一種新型教學模式，是基于微課程有效實施的，微課程的呈現(xiàn)形式主要是短小精悍的微型教學視頻，也可以是其他形式的多媒體微內(nèi)容，如文本、音頻等。學生在家里學習微課程代替老師的課堂初步講解，在課堂上，他們把精力集中在完成練習以及與教師同學的交流上。這種做法顛倒了傳統(tǒng)學?！罢n上老師講授，課后完成作業(yè)”的教學安排。［2］

三、課堂實施過程

1.基于課程標準和學情，確定教學目標

《義務教育化學課程標準》（2011版）中對“微粒構(gòu)成物質(zhì)”提出課程標準：①認識物質(zhì)的微粒性，知道分子、原子、離子等都是構(gòu)成物質(zhì)的微粒；②能用微粒的觀點解釋某些常見的現(xiàn)象。

課標在活動與探究中建議：①實驗：比較空氣和水在被壓縮時的體積變化情況；②觀察并解釋濃氨水和濃鹽酸相互接近時的“空中生煙”現(xiàn)象。［3］學生在學習“微粒的性質(zhì)”之前，已通過對身邊一些常見物質(zhì)觀察和探究，認識了不少奇妙變化，對化學產(chǎn)生了好奇心和進一步的探究欲望：“物質(zhì)之間為什么會發(fā)生這些變化？”“物質(zhì)具有不同性質(zhì)的原因是什么？”這正是教學的切入點。也正是這些疑問，增強了學生的學習動力，將他們帶入一個新微觀世界。

基于對課程標準和學情的把握，本課適合進行翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并提出具體可操作的教學目標：①通過觀看本課教學微視頻，完成《自主學習任務單》規(guī)定的任務；②知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的、微粒處于不斷運動中、微粒之間存在間隙；③能用微粒的觀點解釋某些常見的現(xiàn)象。

2.設計自主學習任務單，錄制微視頻

自主學習任務單主要分三部分：

（1）學習指南：

①課程名稱：滬教版九年級上第三章《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》第一節(jié)“構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！钡谝徽n時“微粒的性質(zhì)”。

②達成目標：通過觀看本課教學短視頻，完成“自主學習任務單”規(guī)定的任務；知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的、微粒處于不斷運動中、微粒之間存在間隙；能用微粒的觀點解釋某些常見的現(xiàn)象。

③學習方法建議：先看一遍視頻，獨立完成任務單上布置的學習任務，并且提出自己在自主學習上的困惑和建議。

④課堂學習形式預告：課前分組，4－5人一組。O—組長、C—實驗器材操作管理者、H—記分員、N—互動平板管理者、Ca—實驗主要操作者。第一階段，匯總大家的任務單上錯題進行內(nèi)部互助解答；并針對視頻內(nèi)無法呈現(xiàn)的實驗開展演示實驗以及分組實驗；第二階段，鞏固提升訓練，即時反饋，仍然是盡可能的學生互助解答；第三階段，拓展延伸，根據(jù)任務單上大家提出的有深度的題目進行小組課題上臺講述，并且有前沿科學家網(wǎng)絡在線解答。

（2）學習任務，即根據(jù)學習微視頻后要完成的基本練習。

（3）在自主學習過程中學生的困惑和建議。這一部分是作為課堂拓展延伸的，學生可以選擇聯(lián)系生活、聯(lián)系前沿科技和熱點新聞去寫下自己的想法。

本課的微視頻是使用筆記本的麥克風錄音，采用Camtasia.Studio.v7錄屏軟件錄制PPT并進行后期剪輯。微視頻一開始：通過對衛(wèi)星圖某點不斷放大，放大到人體皮膚再到細胞結(jié)構(gòu)，最后看到微粒，學生完成了宏觀到微觀跨度的觀察過程，然后延伸發(fā)現(xiàn)萬物是由微粒構(gòu)成的。然后以此引發(fā)學生學習興趣娓娓道來本課的主要內(nèi)容。因為本課雖然是新授課但是學習內(nèi)容學生在初二物理課上略有涉及，因此微視頻課程內(nèi)容不難闡述清楚。微視頻時長7分鐘。

3.課堂實施過程

（1）即時反饋學情，拓展突出個性

為使學生在家自主學習更有效，采取以下措施：①課前將錄制好的視頻傳上百度云，學生根據(jù)密碼登陸下載觀看學習并完成自主學習任務單；②家校合作，家長適度督促和指導學生觀看；③創(chuàng)建班級QQ群，學生將完成的自主學習任務單在線反饋，并將任務單第三部分的困惑和建議放在群里，互相解疑答惑；④教師通過QQ群下載學生的作業(yè)反饋，并整理有價值的問題，即時掌握學情。

通過學生的任務單反饋評價匯總，知曉學生已經(jīng)解決的問題有：①知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的、微粒處于不斷運動中、微粒之間存在間隙；②能用微粒的觀點解釋常見簡單現(xiàn)象。

學生反饋需要再學習的內(nèi)容有：①課本觀察與思考的實驗1、實驗2希望能動手操作；②同種微粒化學性質(zhì)相同，不同種微?；瘜W性質(zhì)需要進一步理解；③絕大多數(shù)學生對微粒的前沿科技有濃厚興趣。

綜合學生的即時反饋，從中選出高質(zhì)量的拓展問題作為備選研究性課題，在線布置第二輪作業(yè)——分6個小組自行選擇課題并協(xié)作搜資料完成課題：①微粒帶給人類哪些進步；②昆山粉塵爆炸的原因；③微粒為什么會永不停息的運動；④目前最頂端最前沿的微粒科技是什么；⑤研究微粒需要什么設備；⑥反粒子實質(zhì)等等。各小組最后的匯報結(jié)果計入評價，最后課堂教學結(jié)束后根據(jù)各小組評價得分進行獎勵。

（2）課堂實驗改進，學生美不勝收

通過有效的反饋，為了解決學生在任務單中的疑惑，在課堂中設置了三組分組實驗：1、朵朵桃花開；2、壓縮水和空氣；3、氨氣和氯化氫氣體誰跑得快。實驗時有一位同學要負責用平板拍下實驗現(xiàn)象反饋給雙屏。

朵朵桃花開：學生準備兩支白紙花（用濾紙自制）插在泡沫底板上，向花朵噴灑酚酞試劑并晾干，實驗使用前朝著花朵噴水潤濕即可替代盛有酚酞的燒杯。并且學生桌上放一盛滿水的水槽，幫助吸收氨氣，防止污染空氣。實驗時，先朝著一支干燥的紙花噴水，紙花不變色；當大燒杯罩住花束和敞口的濃氨水試劑瓶，濕潤的紙花由下往上漸漸變紅，非常有美感，學生贊嘆之情溢于言表，且隨著燒杯的移開，全班集體甩動花朵，花瓣又漸漸變回白色。

設計意圖：課本上的實驗1和實驗2較為簡單，通過改進讓學生們直觀感受到了微粒是不斷運動的，切實的掌握了氨水能使酚酞變紅，激發(fā)學生對本課的學習興趣，認為化學是非常美麗的學科，且紙花可以循環(huán)使用多次大大節(jié)約了酚酞藥品，直接將氨水試劑瓶打開自然揮發(fā)也避免了不必要的浪費。

（3）雙屏呈現(xiàn)更多彩，師生交互更豐富

課堂上，在“未來教室”中雙屏的左屏作為主屏呈現(xiàn)本節(jié)課的主要PPT課件，右屏作為輔助，可用來呈現(xiàn)：

①本課的板書（可以保存，作為課程資料）。

②學生即時反饋三個分組實驗中捕捉到的現(xiàn)象照片，并可用手指滑動觀看每組現(xiàn)象結(jié)果進行對比反饋。

③實驗3“比比氨氣氯化氫氣體誰跑得快”由于在長玻璃管中進行的，有些小組操作失誤可能看不到現(xiàn)象，可以滑動選擇反饋上來實驗成功的圖片，并不斷放大實驗現(xiàn)象細節(jié)，進行討論細長玻璃管中出現(xiàn)的白色煙圈靠近哪一端，說明了什么。

④在學生任務單解決問題環(huán)節(jié)，每組學生代表上臺在右屏顯示小組成果（PPT或者實物展臺顯示），準備充分的部分組還可以將自己的解說內(nèi)容直接用手中的平板點擊“send”發(fā)送到了其他同學手里的學生端平板，使所有學生都積極認真地參與到這一環(huán)節(jié)。

⑤在進階練習環(huán)節(jié)，左屏顯示主要知識點，右屏顯示選擇題題目，讓學生用客戶端在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)送答案反饋，在“學生列表”內(nèi)確認都已提交后，點開“統(tǒng)計圖”可查看學生的選項集中在哪，并展示正確答案，然后針對錯誤答案有的放矢地請學生先講解，真正體現(xiàn)課堂內(nèi)的師生交互，體現(xiàn)學生主體性。

交互交流是在“未來教室”教學過程中不可缺少，也是十分重要的環(huán)節(jié)。未來學生必須具備創(chuàng)意與創(chuàng)新、溝通與協(xié)作、研究與獲取信息、批判性思維、決策與解決問題、信息化公民素養(yǎng)、科技理論與應用六大能力［4］，這都要求交互交流必須更加自由和開放。教室內(nèi)的小組桌椅安排也和傳統(tǒng)課堂排列不同，桌子可以按照小組人數(shù)自由組合來取得更好的合作學習效果。

（4）資源獲取更便捷，問題探索更深入

教學進行到學生分小組進行研究性學習的課題匯報階段，教室里主要是“生講師生聽”了，學生根據(jù)課前搜集整理得到的資料“send”給教室里的所有人分享，并滔滔不絕地進行自我觀點的闡述，而在場的所有學生可以提出疑問，遇到問題時大家也可以直接借助手中的平板上網(wǎng)搜索答案。

如本課中，有學生向匯報的同學提問：“微粒還有夸克，那么夸克有多??？”就立刻有其他學生在平板上搜索到該答案并站起來告知，諸如此類問題有時候教師上課一時答不上來，可以師生共同在線尋求幫助，并延伸到課后。

又比如，在本課中有一組學生匯報講解“2014年8月2日的昆山粉塵爆炸和微粒的關系”，該學生并不能準確表達出粉塵爆炸是不是微粒爆炸，此時教室內(nèi)直接QQ聯(lián)線，在線向蘇州大學材料化學專家請教，專家不僅講解清楚了粉塵爆炸原因還講解了研究微粒所使用的掃描隧道顯微鏡的工作原理，學生大呼過癮。

在“未來教室”中，教學資源和學習資源都主要是以數(shù)字資源的形式存在。課前教師可以在國家資源公共平臺（http：／／www.eduyun.cn／）、starC學科資源以及應用商店等處將需要的資源進行整合，制作好自主學習任務單以及課前微視頻，并根據(jù)教學內(nèi)容設計主要教學課件，傳到云端，學生自主進行下載。學生在遇到課題疑難問題時，不再是依賴于學科課本和課堂筆記，也可以在國家資源公共平臺上等其他資源網(wǎng)站上尋找自己需要的學習資料。

四、總結(jié)與反思

在教學研究過程中，對兩個平行班級采取兩種不同教學模式教學進行比較，其中，A班采取傳統(tǒng)教室傳統(tǒng)教學模式，B班采取“未來教室”環(huán)境下的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，并在課后對兩個班級進行問卷調(diào)查分析。問卷結(jié)果統(tǒng)計如表1所示。［5］

表1 “微粒的性質(zhì)”在兩種教學模式下的比較

問卷調(diào)查結(jié)果顯示，本節(jié)課在“未來教室”下的翻轉(zhuǎn)課堂模式較受學生歡迎，比傳統(tǒng)教室傳統(tǒng)教學模式更能引起學生的學習熱情，課內(nèi)“師講生聽”在轉(zhuǎn)向“生講生評師指導”，課內(nèi)的知識火花在延伸到課前的課題討論資料整合和課后的延伸拓展，學生的參與度高，學習效果好。

但同時也存在著個別學生的課前預習時間較長學習較吃力，也存在著很多對學習感興趣的學生要花很多時間在課外搜集資料滿足自己的學習需求。在“未來教室”構(gòu)建上也存在著需要改進的地方，比如網(wǎng)絡不穩(wěn)定導致交互有時會中斷；比如學習資源還不夠豐富，不能滿足所有學生個性化的學習需求；再比如硬件設備多，但是并沒有發(fā)揮其作用和優(yōu)勢，這也是由于教師和學生對于硬件設備的操作不熟練所導致的。因此在“未來教室”上課一定要有專人維護，并對使用它們的教師和學生進行技術上的培訓與指導。

綜上所述，學生在“未來教室”環(huán)境下翻轉(zhuǎn)課堂教學模式下課外學習的自主性和互動性增強，教師備課時間也比傳統(tǒng)模式長，對教師的要求很高，師生都表現(xiàn)出對環(huán)境的信息化具有主動適應的傾向性。

［1］尉小榮，吳安.“未來教室”在蘇州中小學的應用及教師體驗研究［J］.中國教育信息化，2014，（18）：42

［2］陳怡，趙呈領.基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學設計及應用研究［J］.現(xiàn)代教育技術，2014，（2）：49

［3］中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準2011年版［M］.北京：北京師范大學出版社，2012：24

［4］楊宗凱.教育信息化十年發(fā)展展望——未來教室、未來學校、未來教師、未來教育［J］.中國教育信息化，2011，（18）：14－15

［5］何翔.基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的課例研究——以“離子反應”為例［J］.化學教學，2015，（7）：44