基于“翻转课堂”的家庭趣味实验——以《二氧化碳制取的研究》教学为例

基于“翻转课堂”的家庭趣味实验——以《二氧化碳制取的研究》教学为例

张兰英

湖北省 云梦县曾店镇初级中学

化学是一门以实验为基础的学科，疫情期间，在云课堂的教学形式下，由于受实验器材、实验场所等因素的影响，学生的实验操作受到制约，实验教学往往只能以教师播放已有视频资源的方式呈现，这不仅不能给学生带来最直观的感受，使学生的实验技能得到有效落实，还使整个课堂显得枯燥无味。此时，基于“翻转课堂”的家庭趣味实验正好弥补了这个缺陷，让学生在家里做化学实验成为现实。

一、课前准备：完成信息传递

学生做好课前准备是“翻转课堂”模式的关键环节，是学习目标有效达成的基础。为了更好地完成课堂教学任务，在此环节中，学生积极、合理安排课下时间，以完成老师事先安排的课前任务。课前任务的形式包括观看视频、学习知识点、网上查阅相关资料、完成试题作业等内容，通过这一系列的自主学习完成知识层面的信息传递。

在学生学习《二氧化碳制取的研究》时，老师利用化学与生活的密切联系，引导学生查询家庭中经常接触到的“酸”有哪些，生活中还有哪些物质属于碳酸盐，如果将酸和碳酸盐混合在一起，它们会发生什么反应。由于对新知识的好奇，学生查阅资料的劲头很大，有的通过网络搜索、有的通过查阅书籍的方式了解相关知识，他们如饥似渴，尽情遨游在知识的海洋。为翻转式家庭趣味实验课堂的开展做好铺垫，开启趣味化学之旅。

二、课内翻转：促进知识内化

知识的吸收与内化是整个翻转课堂教学开展的主要环节。在课前准备时，学生通过查阅资料完成了知识层面的信息传递，教师在学生已有认知的基础上，根据知识的难易程度和预设中学生可能遇到的实际困难，在互动学习过程中给予学生有效的帮助。学生之间、师生之间通过相互交流触发思想火花的碰撞，促进学生对知识的吸收与内化。

在《二氧化碳制取的研究》教学中，为了充分发挥学生的自主学习能力和创新精神，调动学生积极性，老师采用了情景导入、合作探究、自学讨论，类比推理的教学流程来进行教学。

1.谜语激趣，导入新课

巧妙地导入，有利于调动学生学习的积极性，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。笔者引入谜语：“左边月儿弯，右边月儿圆，左边能取暖，右边能助燃。打一生活中常见的物质（化学式）”导入新课。学生们开始一句一句的分析，讨论的津津有味，争先恐后的说出自己的答案：左边月儿弯，能取暖，是碳（ ）,右边月儿圆，还能助燃，是氧气（ ）,学生们恍然大悟：这不就是二氧化碳吗？通过这种方式，激发学生的学习热情，活跃了课堂气氛，自然引导学生进入下一环节。

2. 自主研讨，确定实验流程

实验开始前，老师重视发挥学生的主体作用，组织学生进行小组讨论，通过适时提问和总结，引导学生自主归纳，从而确定实验的反应原理、反应装置和操作步骤。根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变。二氧化碳由碳元素和氧元素组成，学生初步选定实验药品应为含有相同元素的碳酸盐类物质。但是碳酸盐类物质和盐酸反应时都会有二氧化碳产生，那么哪组反应最适合用来在实验室制取二氧化碳呢？由于无法拿到实验室药品进行现场演示，笔者选择使用教学视频资源播放大理石与稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、稀盐酸的反应实验，让学生认真观察并记录实验现象。为了不错过任何一个微妙的变化，学生全神贯注、反复多次的观看视频，通过引导学生从反应速率、产物纯度和操作的简便性等方面分析讨论，得出制取二氧化碳的反应原理应该选择大理石与稀盐酸。

接着趁热打铁，老师类比制取氧气时装置的选择方法，引导学生从药品状态、反应条件及生成气体性质等方面分析，选择制取二氧化碳的反应装置，并归纳出实验室制取气体选择装置的一般方法。再次播放大理石与稀盐酸制取二氧化碳的视频资料，学生仔细观察操作步骤和注意事项，讨论确定了制取二氧化碳的步骤。

3.类比推理，化学实验家庭化

苏霍姆林斯基曾说：“当学生体验到一种亲自参与掌握知识的情感，乃是唤起青少年特有的对知识的兴趣的重要条件”。实验教学在整个化学教学中至关重要。家庭实验作为化学实验教学中的一种，以家庭中学生熟悉的事物为基础，可以解决生活中可能遇到的实际问题，得出一些生活小常识。在学习化学知识的同时，增强学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，培养学生的创新能力。要想将制取二氧化碳的化学实验家庭化，同样需要选择药品、确定原理、选择装置、制定实验步骤。在家庭实验环节，学生以实验室制取二氧化碳为例，类比分析，将相关知识迁移到家庭中实施。教师充当协助者的角色，在学生遇到问题时给予适当的帮助。同时，为学生营造宽松的学习氛围，在保证安全的情况下，不对实验方案做硬性规定，给予学生更大的发挥创造力的空间。

比如，确定实验方案时，只要保证材料是廉价易得、经济环保、安全无毒的情况下，鸡蛋壳、食用碱、白醋、可乐等都可以用来做实验。学生自愿分成3个大组，三组方案同时展开实验。

每组的成员线上建群，在群里交流自己在家制取二氧化碳的进度以及实验现象，遇到困难时，学生们互帮互助，自主讨论解决问题。整个过程中，学生情绪高涨，兴致勃勃。在学生遇到自己不能很好解决的问题时，再请教师给与指导。

在实验过程中，学生问得最多的问题是：如何密封？他们在操作过程中发现家庭中选用的实验装置不能密封，很容易漏液，从而导致操作失败。老师将此问题作为该实验的改进点在班级群里提出来，让学生结合自己的生活经验，一起想办法来解决问题。

有经验的学生提出用蜡烛燃烧后融化的石蜡来密封。这个方法确实可行，但是涉及到实验时要在家庭用火，考虑到学生的安全，最终没有在家庭实验中利用。还有学生通过查阅资料得知凡士林可以用于密封，从而联想到用涂抹护手霜、面霜的办法密封。除此之外，还有几位喜欢做手工的学生提出可以利用热熔胶手工枪来实现密封，不仅安全无毒、经济环保，还不会与实验药品发生反应，密封效果非常好。像这样师生一起交流，找出实验成功的关键和失败的原因，共同寻找解决问题的办法，完成了“密封”上的一次材料创新，在激烈的讨论中集思广益，开发学生的思维，启发创新的灵感，提高了他们的思辨能力和创新意识。

实验结束后，学生交流实验过程中的现象。A组：产生很多小气泡，反应速度适中，将燃着的火柴放在瓶口，火柴熄灭。B组：产生很多小气泡，反应速度较快，将燃着的火柴放在瓶口，火柴熄灭。C组：产生些许小气泡，反应速度缓慢。

每组的现象是有所区别的，到底哪个方案更适合家庭制取二氧化碳呢？学生对此滔滔不绝，各抒己见。将之前所学的知识迁移过来，分析得到：C组实验中的可乐主要含碳酸，其稳定性差，在不加入鸡蛋壳的情况下，也会自身分解产生二氧化碳气体，所以对实验造成了干扰；B组实验中食用碱与食醋反应速度较快，气体不易于收集；最终， A组实验得到学生们的青睐，这一方案是最适合用于家庭制取二氧化碳的。

实验是化学教学的核心，它需要通过能否观察到美丽的火焰、耀眼的光、魔幻的颜色，闻得到清香或刺激性的气味等实验现象，通过真实的观感，证明物质是否发生了化学反应的事实，使学生获得生动的知识。在进行网上化学教学时，播放实验操作视频往往成为教师的首选，虽然在一定程度上能使学生学习到实验知识，但仍然存在学生对实验过程印象不深刻，对基本实验操作不熟悉等不足。老师基于“翻转课堂”教学模式，带领学生在家进行一次科学探究，完成一次化学实验的教学，学生在真实的情境中体验实验探究的过程，理解实验原理，对实验中呈现的问题进行深度学习，使他们真正体会到化学知识是真实的、有用的，让化学的灵魂——实验在家庭中仍然能实现其应有的作用，并进一步激发学生的学习动力。