冯汉军
（吉林市第十二中学 吉林省 吉林市 32021）
[摘 要] 基于核心素养的化学教学方式的变革，是课程改革的重要组成部分。本文介绍了高中化学学科核心素养“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”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”五个方面内容。在实际教学过程中运用翻转课堂的教学模式加以验证，不仅可以培养学生的自主学习、思辨性思维能力、创新能力和合作精神，发展学生的化学学科能力，也可使化学学科素养有效“落地”。
[关键词] 高中化学；核心素养；翻转课堂；微课
一、引言
化学是一门以实验为基础的自然科学，也是一门需要不断进行科学探究的学科。通过实验，学生可以巩固教材上的理论知识，提高自身的实验操作能力，还可以通过对教材中的实验进行深入的探究以提高学科的思维能力。然而如何克服无效和低效的教学过程，在教学中发挥实验的作用，使学生在学习的过程中思维方法、学科思维能力得到培养，强化创新意识和创新精神。本文基于化学学科核心素养的要求，利用翻转课堂的教学模式进行了教学探索，对人教版化学必修1中第三章第二节中“铁盐和亚铁盐”一节进行了教学设计和实践。
二、基于核心素养的教学情景分析
（一）课程标准分析
《普通高中化学课程标准（2017年版）》中对于“铁的化合物”的教学要求，如表1所示。
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针对表1要求进行了课程设计。
（二）知识点分析
教材中呈现的本节课教学内容虽然只有两点：一是Fe3+的检验；二是Fe2+和Fe3+转化，但是本节课的教学内容却承担着运用氧化还原反应和离子反应这样的核心概念指导学习变价金属元素相互转化的教学任务。学生在学习铁的氧化物和铁的氢氧化物之后再学习铁盐、亚铁盐的化学性质，不仅完成了知识建构，同时也在更高层面完成对应用化学核心概念、基本原理解决物质性质和转化问题上的观念建构，在Fe2+、Fe3+转化途径的实验探究中加深对氧化剂、还原剂等核心概念的深入理解，深化对离子反应发生条件、氧化还原本质等基本原理的认识，并在对后续元素化合物知识的学习中使用和理解相关核心概念实现迁移。
（三）学情分析
学生在学习本节课学习内容之前，已经学习了物质分类、离子反应和氧化还原反应的核心概念和原理，对本课需要识记的内容掌握起来难度不大。同时学生已经掌握了化学实验常用仪器使用方法，运用化学实验常用仪器进行科学探究不存在障碍。另外，学校的教室和实验室都安装了多媒体教学系统及“智学网”教学网络系统。学生与教师的交流可以在“智学网”的学生端和教师端进行。教师可以将自己的教学设计公布在教学平台上，学生既可以利用班级的多媒体系统，也可以利用“智学网”的学生端进行学习和交流。
三、基于核心素养的教学目标的确立
结合化学学科核心素养的要求，从“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”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”五个维度确定本节课的教学目标，如表2所示。
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四、基于核心素养的教学过程
（一）教学设计思路
本节课采用理论线和实验探究线同步推进的教学思路。以两条线贯穿教学。运用氧化还原反应原理解决Fe2+、Fe3+间相互转化的问题为理论线，将理论学习过程中产生的问题设计成探究活动为实验探究线。利用“翻转课堂”的教学模式，将理论线设计成微课视频，作为学生预习使用；将实验探究线设计成主要教学活动，使学生在活动中经历比较完整的科学探究过程，明确探究过程的一般思维与方法。同时课堂教学从实验方法的角度，引导学生认识运用控制变量的思想设计对比实验的重要性，而不再用一种现象轻易得出结论，培养学生逐步形成严谨的科学研究态度。其教学脉络如图1所示。
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图1 教学脉络图
（二）主要教学流程
1）微课引领，预习知识
微课学习内容和制作（ppt展示节选）如图2所示：
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图2 微课学习内容和PPT制作
微课内容：①Fe3+检验和Fe2+的检验。
②Fe2+与Fe3+转化的基本知识。
微课实验：FeCl3与Fe的反应，FeCl2与Cl2的反应。
微课任务：自我评价
①整理知识点。
②查找其他可以使Fe2+与Fe3+相互转化的方法，并设计实验。
设计意图：通过视频学习铁盐和亚铁盐的基础理论知识，为课上进一步的学习探究做好准备；通过自主学习培养学生知识梳理和总结能力；通过演示实验，引导学生发现问题，培养学生提出问题的能力，鼓励学生大胆质疑。教师诊断学生学习情况，收集有效问题，准备课上处理。
2）感受生活，引出课题
[提出问题]为什么服用补血剂时，同时补充维生素C效果最好？
[学生活动]结合微课预习内容，思考、讨论并回答问题.
设计意图：通过生活常识及生物基本知识引导学生联系本节所学知识来解释相关原理，培养学生学以致用的习惯，从科学态度与社会责任角度帮助学生充分理解知识
3）深化知识，进行拓展
[学习任务] 其它可以使Fe2+与Fe3+相互转化的方法，并设计实验。
[实验1] FeCl2溶液与酸性KMnO4溶液反应。
（问题1）预测实验现象及产物。依据何种证据证实反应发生？
（问题2）写出反应的离子方程式并配平。
[学生活动] 学生进行猜想，可能的生成物。
实验观察到KMnO4溶液颜色褪去，依据不同价态锰在溶液中的存在状态及颜色，推测MnO4-中锰变为Mn2+，Fe2+转化为Fe3+。
反应离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
[实验2] FeCl2溶液与H2O2溶液反应
（问题1）预测实验现象及产物。依据何种证据证实反应发生？
（问题2）写出反应的离子方程式并配平。
[学生活动] 进行猜想，可能的生成物有Fe3+、H2O、O2
将FeCl2溶液与H2O2溶液反应。观察到溶液颜色略微变黄，且有少量气泡产生，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+生成，根据氧化还原反应知识H2O2转化成H2O。
反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
[实验3] Fe3+与Cu、KI等还原剂反应
（问题）观察记录实验现象，分析产物，配平反应的离子方程式。
[学生活动]
Fe3+与足量Cu反应，铜部分溶解，溶液颜色由浅黄变浅蓝，Cu转化为Cu2+，Fe3+转化为Fe2+。
离子方程式：2Fe3++ Cu=2Fe2++ Cu2+
FeCl3与KI溶液充分反应后加入淀粉溶液，溶液颜色变蓝，证明有I2生成，Fe3+转化为Fe2+
离子方程式：2Fe3++2I-=2Fe2++I2
设计意图：学生在课前已经对本节课的基础知识进行学习，并且查找其他的转化方法，通过以上四个实验进行观察，培养学生的实验设计能力和操作能力。对氧化还原反应进行具体深化的研究。
4）探究驱动，解决疑问
学生在完成学习任务的时候，发现了很多意想之外的实验现象，这时教师引导学生从实验条件的控制和理论分析入手，设计实验加以证明。
（问题1）FeCl2用KSCN检验时，为什么变红？
学生通过对Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的原因的学习，可以推断出Fe2+与空气接触可以被空气中的氧气氧化为Fe3+由此设计实验。
[学生活动1] 将新制的FeCl2和KSCN的混合溶液滴在垫有滤纸的玻璃片上，静置一段时间，观察反应前后溶液颜色变化。
（问题2）FeCl2中Cl-是否能使KMnO4溶液褪色？
本次探究是为了证明Cl-对反应的影响，需设计对比实验，将不具有还原性的离子和Cl-混合，使两次实验中Cl-浓度相同，排除无关变量的干扰。
[学生活动2] 对比实验：取相同PH且含相同氯离子浓度的FeCl2和HCl的混合溶液，以及NaCl和HCl的混合溶液，分别与高锰酸钾溶液反应，观察到NaCl和HCl的混合溶液不能使高锰酸钾溶液褪色，证明Cl-不能使KMnO4溶液褪色。
（问题3）向FeCl2中加入KSCN后再加入H2O2，为什么溶液褪色并有气泡产生？如何验证气体成分？
[学生活动3]
①KSCN溶液加入H2O2溶液中，收集生成的气体，经验证该气体为N2。
②FeCl3溶液加入H2O2溶液中，收集生成气体，经验证为O2。
结论：H2O2与KSCN反应生成 N2，而且部分H2O2的分解产生O2。
教师引导学生对KSCN的分析，知道KSCN的不稳定性，可以被H2O2氧化产生气体，同时告诉学生Fe3+对H2O2的分解起催化作用。
设计意图：教师通过课前微课学习及交流，诊断并发现学生的问题，找出典型问题在线分析并给学生布置学习任务，在课上重点讨论和解决实验中的困惑。通过设计实验、解决问题，培养学生的科学探究与创新意识，学生能够在与同学讨论的基础上，依据假设提出实验方案，在老师的引导和改进下，能够运用多种方式收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论。
五、教学效果和反思
本节课为在《普通高中化学课程标准（2017年版）》指导下、基于核心素养的“铁盐和亚铁盐”的线上线下混合式教学教学设计。
1）线上线下相结合
在本节课课前学生先通过微课学习，自主完成线上学习任务了解并掌握铁盐与亚铁盐的基础知识，为课上进行活动探究打下基础，而在线下课堂中教师主要以“翻转课堂”的形式为学生解答线上学习遇到的难点与疑惑，在课堂中学生带着问题听讲，有利于实现对知识的更好掌握。这种学习模式不但可以提升学生主动学习的能力与自主提出问题、分析问题、解决问题的能力，还也可以通过两种教学组织形式的有机结合，将学生的学习引向深度学习，激发学生的探究性与个性化学习兴趣，提高教学质量。
2）问题驱动学习
在本节课的教学过程中，学生自主发现问题、提出问题、解决问题，提高学生解决问题的能力，培养学生通过事实讲道理的思维观念。
学生在探究过程中发挥了主观能动性。例如，在教师演示实验“FeCl2与酸性KMnO4反应”实验中，出现了KMnO4褪色的现象，学生此时能够依据生成物颜色推测出KMnO4被还原成了无色物质，但在这时部分学生会生成问题“FeCl2溶液中的Cl-是否也能使酸性KMnO4褪色？”。此时教师给予适当的思路点拨与方法指引，提示学生设计对比实验，验证Cl-是否能与酸性KMnO4反应。通过浓度梯度实验，将KMnO4溶液滴入不同浓度的盐酸中，找出能令酸性KMnO4溶液褪色的最小浓度。通过实验结果，推理得出“FeCl2中Cl-浓度远小于能使酸性KMnO4褪色的最小浓度，所以FeCl2中的Cl-不足以使酸性KMnO4溶液褪色”的结论，解决了实验中的问题。在这个过程中，学生分组讨论，自主思考，表达见解，共同探究，既提升了学生的自我思考能力，也培养了团队合作意识，使学生达到“能对实验中的现象和已有结论进行反思、提出质疑和新的实验设想，并进一步付诸实施”的素养水平。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部。普通高中化学课程标准(2017年版)[S]。北京：人民教育出版社，2018。
[2] 宋心琦，普通高中课程标准实验教科书-化学1(必修)[M]。北京：人民教育出版社，2007。
[3] 郑长龙，孙佳林。“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J]。课程·教材·教法，2018，38(4),71-18页。
[4] 袁君亚，陈林。“翻转课堂”背景下的实验探究的实施--以“氯气的性质”教学为例[J]。化学教与学。2016，(8)，85-87页.
[5] 桂耀荣。微课及微课的制作和意义[J]。化学教与学。2013，(5)，41-42页，
[作者简介] 冯汉军（1964-），男，吉林市人，高级教师
Teaching practice of flipped classroom based on core literacy
--- A teaching example of “ferric and ferrous salts”
Hanjun Feng
No. 12 High School of Jilin, Jilin, Jilin Province 132021
Abstract: The reform of chemistry teaching based on core literacy plays important role in curriculum reform. The core literacy of chemistry in high school consists of five parts: “Macroscopic Identification and Microscopic Exploration”, “Concept Transformation and Ideology Equilibration”,“Evidence Inference and Model Cognition”, “Scientific Investigation and Innovation”, “Scientism and Social Responsibility”. Employing flipped classroom in practical teaching process can cultivate the ability of independent learning, critical thinking, innovation and team-spirit, as well as develop students' capacity in chemistry. Meanwhile, the core literacy of chemistry is launched effectively.
Keywords: high school chemistry, core literacy, flipped classroom, micro lecture
作者通讯地址：冯汉军，吉林省龙潭区吉林市第十二中学 32021
邮箱：zhangrubo@dlnu.edu.cn