核心素養(yǎng)下翻轉(zhuǎn)課堂在中學(xué)化學(xué)中的教學(xué)設(shè)計(jì)
——以《離子反應(yīng)及其發(fā)生條件》為例

張靜

（陜西學(xué)前師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安，710100）

0 引言

教育在促進(jìn)社會(huì)的變革與進(jìn)步的同時(shí)，其本身也是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。近年來(lái)，在突飛猛進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，信息化深入社會(huì)的方方面面。日新月異的社會(huì)環(huán)境讓教育理念、教學(xué)模式都發(fā)生了巨大的變化［1-3］。這種變化具體表現(xiàn)在基于問(wèn)題探究的、以學(xué)生為主的新興教學(xué)模式逐步取代了傳統(tǒng)的教師講課、學(xué)生聽(tīng)講的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式上的創(chuàng)新是變革的核心。新課程改革明確要求，教學(xué)要以教師為輔，以學(xué)生為主，而翻轉(zhuǎn)課堂正好契合了這一教學(xué)理念［4］。

2011 年，美國(guó)教師薩爾曼·可汗創(chuàng)建的可汗學(xué)院風(fēng)靡全球?？珊箤W(xué)院上有關(guān)于各個(gè)科目的免費(fèi)教學(xué)影片，教師可以選擇一些優(yōu)秀的教學(xué)視頻應(yīng)用在課堂上，不用自己錄制，從而空出更多時(shí)間進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。這種方式降低了教師使用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)的門(mén)檻，讓翻轉(zhuǎn)課堂被更多人了解，并開(kāi)始在世界范圍內(nèi)普及推廣。自可汗學(xué)院聲名大噪后，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式被引入了中國(guó)。這種以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的新穎的教學(xué)模式已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)教育專(zhuān)家的廣泛關(guān)注［5-7］。

翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的教學(xué)模式。在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代背景下，學(xué)生獲取知識(shí)的方式不再局限于老師講授，還可以通過(guò)搜索網(wǎng)絡(luò)上眾多課程資源和其他學(xué)習(xí)資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教師傳授知識(shí)的方式也不僅僅是在課堂上，而是能通過(guò)制作教學(xué)視頻，將知識(shí)點(diǎn)濃縮在5~10 分鐘的微視頻中。教師將微視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)學(xué)生下載、觀看達(dá)成知識(shí)的傳授［8］。教師還可以通過(guò)設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)、理順知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用知識(shí)。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的課堂教學(xué)中，教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間可進(jìn)行合作探索交流，以完成對(duì)知識(shí)的領(lǐng)悟和掌握［9］。這樣的學(xué)習(xí)方式可以讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，激發(fā)他們的求知欲。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的這種發(fā)展趨勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)真正以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)性化學(xué)習(xí)，促成非正式學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)，推動(dòng)教學(xué)評(píng)價(jià)手段的變革［10］。

1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)案例

《離子反應(yīng)及其發(fā)生條件》是人教版高中化學(xué)必修一第二章《化學(xué)物質(zhì)及其變化》第二節(jié)離子反應(yīng)第二課時(shí)的內(nèi)容，本節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)，在這之前同學(xué)們學(xué)習(xí)了電解質(zhì)的定義，知道了常見(jiàn)的強(qiáng)弱電解質(zhì)，掌握了酸堿鹽的定義，能夠書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單的電離方程式，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備。本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)也為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)，例如氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行和方程式的書(shū)寫(xiě)，從而使這部分知識(shí)成為一個(gè)鋪墊。離子反應(yīng)及其發(fā)生條件在中學(xué)化學(xué)課程學(xué)習(xí)中占有極其重要的地位［11］。

1.1 微視頻設(shè)計(jì)

【課件內(nèi)容】

第二節(jié) 離子反應(yīng)

第二課時(shí) 離子反應(yīng)及其發(fā)生條件

將不同溶液混合，溶液中的離子還會(huì)依然存在嗎？

【實(shí)驗(yàn)一】

步驟1：氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試劑（圖）。

步驟2：再滴加稀鹽酸（圖）。

【實(shí)驗(yàn)一】現(xiàn)象

步驟1：氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試劑。

現(xiàn)象：溶液顏色變紅。

原因：氫氧化鈉溶液中電離出OH-，酚酞遇磩變紅。

步驟2：再滴加稀鹽酸。

現(xiàn)象：紅色消失。

原因：稀鹽酸中有大量H+，H+與OH-結(jié)合成水分子。

【實(shí)驗(yàn)一】分析

溶液中離子在混合前后的變化：

結(jié)論：溶液在混合后離子濃度降低。

【實(shí)驗(yàn)二】

步驟1：氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試劑（圖）。

步驟2：再加入硫酸銅溶液（圖）。

【實(shí)驗(yàn)二】現(xiàn)象

步驟1：氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試劑。

現(xiàn)象：溶液顏色變紅。

原因：氫氧化鈉溶液中電離出OH-，酚酞遇磩變紅。

步驟2：再加入硫酸銅溶液。

現(xiàn)象：紅色褪去，生成藍(lán)色沉淀。

原因：Cu2+與OH-結(jié)合生成藍(lán)色的Cu （OH）2沉淀。

【實(shí)驗(yàn)二】分析

溶液中離子在混合前后的變化：

?

結(jié)論：溶液在混合后離子濃度降低。

【實(shí)驗(yàn)三】

步驟：碳酸鈉溶液中滴加稀鹽酸。

未加稀鹽酸（圖） 加稀鹽酸（圖）。

【實(shí)驗(yàn)三】現(xiàn)象

步驟：碳酸鈉溶液中滴加稀鹽酸。

現(xiàn)象：生成大量氣泡。

原因：溶液中電離出的CO32-和H+反應(yīng)生成CO2和H2O。

【實(shí)驗(yàn)三】分析

溶液中離子在混合前后的變化：

?

結(jié)論：溶液在混合后離子濃度降低。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

離子反應(yīng)概念：反應(yīng)中有離子參加或生成的反應(yīng)。

從年齡結(jié)構(gòu)來(lái)看，抽樣調(diào)查的結(jié)果顯示，在城陽(yáng)區(qū)鄉(xiāng)村旅游的旅游者中，年齡分布主要集中在20歲至44歲之間，有137人，占53.57%，其次是45歲至64歲有77人，占30.1%?？梢?jiàn)這兩個(gè)年齡段的旅游者是城陽(yáng)區(qū)鄉(xiāng)村旅游的主要客源市場(chǎng)。而20歲以下的有23人，65歲以上的有19人，分別占9%和7.5%。本文認(rèn)為青島市的鄉(xiāng)村旅游可在主要客源市場(chǎng)的基礎(chǔ)上，適度開(kāi)發(fā)學(xué)生旅游市場(chǎng)和老年人旅游市場(chǎng)。

離子反應(yīng)實(shí)質(zhì)：溶液中某些離子濃度降低。

那是不是所有的電解質(zhì)溶液混合都能發(fā)生反應(yīng)呢？離子反應(yīng)發(fā)生需要什么條件呢？

【實(shí)驗(yàn)四】

步驟：硫酸銅溶液中滴加氯化鈉溶液。

未加氯化鈉溶液（圖） 加氯化鈉溶液（圖）。

【實(shí)驗(yàn)四】現(xiàn)象

步驟：硫酸銅溶液中滴加氯化鈉溶液。

現(xiàn)象：溶液無(wú)變化。

原因：沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

離子反應(yīng)發(fā)生的條件：有分子、沉淀、氣體生成。

我們知道了如何判斷一個(gè)離子反應(yīng)是否發(fā)生，那么如果反應(yīng)能夠發(fā)生，他的離子方程式該怎么寫(xiě)呢？

離子方程式的書(shū)寫(xiě)步驟：

寫(xiě)：寫(xiě)出正確的化學(xué)方程式。

改：易溶的強(qiáng)電解質(zhì)改寫(xiě)為離子形式（難電離的仍用化學(xué)式表示）。

刪：刪去兩邊相同的離子。

查：檢查是否符合質(zhì)量守恒和電荷守恒。

【課堂小結(jié)】

1. 離子反應(yīng)：有離子參加或生成的反應(yīng)。

2. 離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：溶液中的某些離子濃度降低。

3. 發(fā)生條件：生成分子H2O、CH3COOH 等；

生成沉淀 Cu （OH）2沉淀等；

生成氣體 CO2等。

4. 書(shū)寫(xiě)步驟：寫(xiě)-改-刪-查。

【教師活動(dòng)】

上節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了電解質(zhì)的概念和導(dǎo)電原理，如果將不同電解質(zhì)溶液混合，溶液中的離子還會(huì)存在嗎？我們通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。

【實(shí)驗(yàn)1】 步驟1：NaOH 溶液+酚酞試劑；步驟2：再滴加稀鹽酸。請(qǐng)同學(xué)們將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄下來(lái)。分析溶液中離子在混合前后發(fā)生的變化。

我們可以看到，在進(jìn)行步驟1 后，溶液顏色變紅，這是因?yàn)榉犹鰤A變紅，溶液中存在大量Na+和OH-；加入稀鹽酸后，紅色消失，溶液恢復(fù)無(wú)色，則是因?yàn)橄←}酸中有大量的H+，H+與OH-結(jié)合生成水分子，溶液中OH-和H+濃度大大減少。該反應(yīng)的離子方程式為：OH-+ H+=H2O?；旌锨叭芤褐写嬖诘碾x子有Na+、OH-、H+、Cl-，混合后溶液中存在有Na+、Cl-和H2O。溶液在混合后離子濃度降低。

【實(shí)驗(yàn)2】步驟1：NaOH 溶液+酚酞試劑；步驟2：再加入藍(lán)色的硫酸銅溶液。請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析溶液中離子在混合前后發(fā)生的變化。

現(xiàn)象：溶液顏色由無(wú)色變?yōu)榧t色，加入硫酸銅溶液后，生成藍(lán)色沉淀。

分析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)生成的藍(lán)色的沉淀為Cu（OH）2。反應(yīng)生成了沉淀，溶液中自由移動(dòng)的離子減少。OH-+Cu2+= Cu（OH）2↓。

【實(shí)驗(yàn)3】Na2CO3溶液+稀鹽酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管中出現(xiàn)大量氣泡，氣泡中的氣體為二氧化碳?xì)怏w。

混合前溶液中存在Na+、CO32-、H+、Cl-，混合后溶液中存在Na+、Cl-、H2O，生成了CO2。溶液中自由移動(dòng)的離子減少。CO32-+2H+= CO2↑+ H2O。

從以上實(shí)驗(yàn)我們總結(jié)歸納得到離子反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)。

那是不是所有的電解質(zhì)溶液混合都能發(fā)生反應(yīng)呢？離子反應(yīng)發(fā)生需要什么條件呢？接下來(lái)我們?cè)倏匆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)。

【實(shí)驗(yàn)4】CuSO4溶液+NaCl 溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)無(wú)明顯現(xiàn)象，且混合前后溶液中離子種類(lèi)和數(shù)量均無(wú)變化。因此判斷，不是所有的電解質(zhì)溶液混合都能發(fā)生反應(yīng)。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，總結(jié)離子反應(yīng)發(fā)生的條件。

我們知道了如何判斷一個(gè)離子反應(yīng)是否發(fā)生，那么達(dá)到發(fā)生條件的離子反應(yīng)方程式該如何書(shū)寫(xiě)呢？

以實(shí)驗(yàn)2 中發(fā)生的反應(yīng)為例，書(shū)寫(xiě)離子方程式：

寫(xiě)： 寫(xiě)出反應(yīng)發(fā)生的完整的方程式：2NaOH+CuSO4= Cu（OH）2↓+Na2SO4

改：易溶的強(qiáng)電解質(zhì)改寫(xiě)為離子形式，難電離的仍用化學(xué)式表示：

刪：刪去兩邊相同的部分：2OH-+Cu2+= Cu（OH）2↓

查：檢查是否符合質(zhì)量守恒和電荷守恒。

課堂小結(jié)：

1. 概念：反應(yīng)中有離子參加或生成的反應(yīng)。

2. 實(shí)質(zhì)：溶液中某些離子濃度降低。

3. 發(fā)生條件：有分子、沉淀、氣體生成。

4. 書(shū)寫(xiě)步驟：寫(xiě)-改-刪-查。

【設(shè)計(jì)意圖】

回顧已學(xué)知識(shí)，鞏固舊知。通過(guò)設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，落實(shí)實(shí)驗(yàn)操作知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問(wèn)題的能力。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，將得出的結(jié)論與所學(xué)知識(shí)相結(jié)合，以及與探究的問(wèn)題相聯(lián)系。

加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，培養(yǎng)學(xué)生使用化學(xué)語(yǔ)言描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析歸納，總結(jié)得出離子反應(yīng)的概念和實(shí)質(zhì)，幫助學(xué)生形成概念意識(shí)，加強(qiáng)抽象思維能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察能力。

對(duì)無(wú)明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析溶液內(nèi)存在的離子種類(lèi)，可判斷反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生，以此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式，及歸納總結(jié)的能力。

設(shè)置疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究離子方程式的書(shū)寫(xiě)。通過(guò)學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)講解離子方程式的書(shū)寫(xiě)步驟，以幫助學(xué)生理解和記憶。

引導(dǎo)學(xué)生回顧整堂課，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的記憶。

1.2 教學(xué)反思

本節(jié)課對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。離子反應(yīng)用肉眼難以見(jiàn)到，這是一種抽象的概念，借助微課能夠讓學(xué)生較為直觀地認(rèn)識(shí)到離子在溶液中進(jìn)行反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。同時(shí)，由于教學(xué)視頻時(shí)間短的局限，還有一些細(xì)節(jié)內(nèi)容需要在課上進(jìn)行講解［12］。

2 結(jié)論

翻轉(zhuǎn)課堂是經(jīng)過(guò)不斷探索后得到的一種將信息技術(shù)應(yīng)用于教育事業(yè)的教學(xué)模式。但目前針對(duì)化學(xué)這門(mén)學(xué)科進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)研究并不完善。本文對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、涵義、教學(xué)模式及在中學(xué)化學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了研究，并對(duì)高中必修一《離子反應(yīng)及其發(fā)生條件》課程內(nèi)容進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)進(jìn)行了微視頻設(shè)計(jì)和導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)。翻轉(zhuǎn)課堂還有很多可以挖掘的應(yīng)用方式。例如，可以將化學(xué)概念性知識(shí)放到中學(xué)化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂當(dāng)中，避免將教學(xué)內(nèi)容局限在實(shí)驗(yàn)課，從而充分發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢(shì)，幫助學(xué)生掌握一些難以理解的微觀概念。翻轉(zhuǎn)課堂是符合時(shí)代潮流的教學(xué)模式，仍有許多值得挖掘的應(yīng)用方式，相信我國(guó)學(xué)者能夠設(shè)計(jì)出更加符合我國(guó)教育現(xiàn)狀的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式。