王彥沙 劉松艷（吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長春130012）

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·教學(xué)研究與改革·

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

王彥沙 劉松艷*
（吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長春130012）

摘要：探討和分析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的實施方法。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)方法；大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)

公共化學(xué)教學(xué)與研究中心作為我校實踐教學(xué)的重要基地，向全校地球、物理、土木工程、通訊工程及機(jī)械制造等很多專業(yè)開設(shè)大學(xué)化學(xué)實驗課程，對我校學(xué)生實踐動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

1 大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

大學(xué)化學(xué)實驗具有跨學(xué)科、跨專業(yè)、學(xué)生量大，學(xué)時數(shù)有限的特點。大學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)重點是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力，幫助學(xué)生形成基本的實驗技能和良好的操作習(xí)慣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

目前在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中多采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實驗課上教師把大量的時間和精力花費(fèi)在講解實驗知識和操作演示上，學(xué)生只能在有限的時間內(nèi)機(jī)械地進(jìn)行實驗操作。因此，傳統(tǒng)化學(xué)實驗課堂的教學(xué)效果不理想，很多學(xué)生反映實驗后很快就忘記了實驗內(nèi)容，操作記憶也很模糊，直觀的表現(xiàn)體現(xiàn)在化學(xué)實驗考試中，大部分學(xué)生表現(xiàn)出對實驗設(shè)備名稱記憶不清，操作過程混亂的情況。如何在有限的學(xué)時內(nèi)提高大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的效果，是擺在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)工作者面前的一個重要問題。

實踐表明，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不太適合大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)，因此需要引進(jìn)更科學(xué)、更適用的教學(xué)模式。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）是近幾年國內(nèi)外關(guān)注較多的教學(xué)模式之一。傳統(tǒng)教學(xué)過程通常包括知識傳授和知識內(nèi)化兩個階段。知識傳授是通過教師在課堂中的講授來完成，知識內(nèi)化則需要學(xué)生在課后通過作業(yè)、操作或者實踐來完成。翻轉(zhuǎn)課堂，或稱顛倒課堂（Flipped Class/Inverted Classroom），是將傳統(tǒng)課堂中的兩個階段翻轉(zhuǎn)過來，讓學(xué)生在課前完成知識的學(xué)習(xí)，在課堂上完成知識的吸收與掌握的一種新型教學(xué)模式［1］。

翻轉(zhuǎn)課堂模式中，教師在教學(xué)前將教學(xué)視頻放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，供學(xué)生自行觀看。由于知識傳授是在課前學(xué)生通過看視頻完成，學(xué)生可以自行控制時間和學(xué)習(xí)進(jìn)度，直到學(xué)會為止，所以這種方法能夠適應(yīng)不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生。課堂的大部分時間用于學(xué)生的作業(yè)答疑、小組的協(xié)作探究以及師生之間的深入交流等。教師可以有時間與每個學(xué)生進(jìn)行互動交流，并且可以具體幫助到需要指導(dǎo)的學(xué)生，達(dá)到個性化教學(xué)的目的。

翻轉(zhuǎn)課堂是一個較為理想化的教學(xué)模式，在實施過程中存在許多不確定的影響因素。翻轉(zhuǎn)課堂模式的有效實施需要教師不僅擁有過硬的教學(xué)能力，還應(yīng)該具備高水平的信息化素養(yǎng)和課堂管理能力。而且需要重新設(shè)計評價體系以適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂模式，目前翻轉(zhuǎn)課堂模式評價體系尚不完善，需要我們不斷實踐和探索，從而進(jìn)一步完善。

3 大學(xué)化學(xué)實驗課程引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂模式的必要性

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，可以改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教師講、學(xué)生聽、簡單練的教學(xué)形式，能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率，并能提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實驗反思、解決問題的能力，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足［2］。

3.1 預(yù)習(xí)效果更加明顯

翻轉(zhuǎn)課堂模式與傳統(tǒng)模式相比，預(yù)習(xí)效果更加明顯。傳統(tǒng)課堂中，雖然實驗課前，都會明確要求學(xué)生對實驗課中涉及的知識和實驗儀器及操作進(jìn)行必要的預(yù)習(xí)，要求交預(yù)習(xí)報告，并會列入對學(xué)生的評價范圍。但是由于預(yù)習(xí)要求不明確，實際的情況是學(xué)生抄寫一下實驗原理和步驟交給老師，并沒有起到什么效果，教師仍然需要在實驗課上花費(fèi)大量的時間講解。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中的一個重要方面就是課前的預(yù)習(xí)，首先老師針對每個實驗都設(shè)計了自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，學(xué)習(xí)任務(wù)單上有明確的任務(wù)和問題，需要學(xué)生通過認(rèn)真預(yù)習(xí)才能完成；其次關(guān)于實驗課中涉及的知識和實驗儀器的操作，學(xué)生可以通過觀看教師講解的視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，比學(xué)生自己看書本更加生動形象而且更加容易理解。

3.2 達(dá)到個性化教學(xué)的目的

實驗課與理論課的一個明顯差別，就是除了知識的學(xué)習(xí)理解掌握以外，還涉及儀器的使用、操作技術(shù)的學(xué)習(xí)運(yùn)用以及通過分析實驗結(jié)果加深對所學(xué)知識的理解等，其中儀器的使用和操作技術(shù)訓(xùn)練，更需要現(xiàn)場面對面的教學(xué)和實際練習(xí)方能奏效。而實際的實驗教學(xué)中教師花費(fèi)大量的時間和精力講解實驗知識和操作演示，學(xué)生只能在有限的時間內(nèi)機(jī)械地進(jìn)行實驗操作，教師與學(xué)生進(jìn)行深度交流和學(xué)生對學(xué)習(xí)問題的反饋的時間卻很少。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式知識傳授在課前已經(jīng)完成，教師在實驗課堂上可以有大量的時間對每一個學(xué)生進(jìn)行面對面的指導(dǎo)，包括講授儀器的使用，實驗操作指導(dǎo)，實驗結(jié)果的分析等等，從而能夠提高學(xué)生的實驗操作技能，并且能夠幫助到真正需要幫助的學(xué)生，達(dá)到個性化教學(xué)的目的。

通過對翻轉(zhuǎn)課堂模式內(nèi)涵的了解以及實踐結(jié)果表明把翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中能夠很好彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，所以對于大學(xué)化學(xué)實驗課的教學(xué)，引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是非常有必要的。

本文將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中，以“乙酸解離常數(shù)的測定”為例針對該實驗中的問題進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計。試圖將教師從重復(fù)繁瑣的知識講解中解脫出來，將學(xué)生放置于實驗學(xué)習(xí)的中心位置，讓實驗課堂的時間得到解放，讓學(xué)生擁有充足的時間在不斷地操作與思考中完成實驗，以期提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

4 大學(xué)化學(xué)實驗翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

本文在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)所要遵循的教學(xué)設(shè)計原則下，根據(jù)丁建英的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計的過程（圖1）［3］，結(jié)合化學(xué)實驗課的特點，以“乙酸解離常數(shù)的測定”為例對教學(xué)流程進(jìn)行了重新設(shè)計。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計過程

4.1 課下知識的獲取

4.1.1 教學(xué)目標(biāo)分析

該實驗的目的是測定乙酸的解離常數(shù)，采用的是pH計法，所以學(xué)生首先要了解pH計法測定弱酸解離度和解離常數(shù)的原理和方法，以及pH計的正確使用方法。教學(xué)的重點是學(xué)生對于pH計法測定弱酸解離度和解離常數(shù)原理的理解，由于學(xué)生第一次接觸pH計，所以教學(xué)的難點是如何使用pH計。

4.1.2 學(xué)習(xí)者特征分析

學(xué)習(xí)者是非化學(xué)專業(yè)大一學(xué)生，有些學(xué)生對化學(xué)（包括綜合化學(xué)實驗）不是很感興趣，參加實驗僅僅是為了得到相應(yīng)學(xué)分，對實驗缺乏熱情。

4.1.3 設(shè)計自主學(xué)習(xí)任務(wù)單

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單是保證學(xué)生能否完成課前學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，用來幫助學(xué)生明確課前自主學(xué)習(xí)內(nèi)容、目標(biāo)和方法［4］。自主學(xué)習(xí)任務(wù)單主要有三大塊的內(nèi)容，第一部分是學(xué)習(xí)指南，告訴學(xué)生獲取視頻的途徑，觀看視頻需要注意哪些方面。第二部分是學(xué)習(xí)任務(wù)，實踐表明教師把教學(xué)重點、難點和其他知識點轉(zhuǎn)化為問題，那么所有的學(xué)生都會自主學(xué)習(xí)，所以大學(xué)化學(xué)實驗課的任務(wù)是提出與實驗相關(guān)的問題，讓學(xué)生解答。第三部分是困惑與建議，實際上就是學(xué)生自主學(xué)習(xí)以后還有哪些困惑，希望老師在上課的時候能夠采取一些什么樣的指導(dǎo)方法等等。讓學(xué)生在任務(wù)單上填寫，以便教師在課前了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況，為課堂上知識內(nèi)化做準(zhǔn)備。對于實驗“乙酸解離常數(shù)的測定”設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)單如表1所示。

表1 實驗“乙酸解離常數(shù)的測定”的學(xué)習(xí)任務(wù)單

4.1.4 課前知識的創(chuàng)建

教師根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo)，在分析課程中重難點和實驗操作的基礎(chǔ)上制作相關(guān)的PPT進(jìn)行教學(xué)演示，同時配合內(nèi)容的講解，錄制一段15分鐘左右的微視頻。重點講解一下pH計法測定乙酸的解離度和解離常數(shù)的原理，簡單介紹一下不同濃度的乙酸溶液的配制，最后演示一下pH計的正確使用方法。保證每一個學(xué)生都能夠清楚地看到實驗的整個過程，了解實驗操作的流程。把一些無法用語言描述清楚的知識內(nèi)容通過視頻文件播放，并配合解說，可以從多個角度刺激學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而更好地學(xué)習(xí)和吸收知識。同時建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和學(xué)習(xí)社區(qū)（QQ群）供學(xué)生課前學(xué)習(xí)和交流互動。

4.1.5 學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)

學(xué)生在課前觀看教師的微視頻講解，完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)單上的問題。學(xué)習(xí)任務(wù)單在實驗前由班長交給老師，以便老師確保每位學(xué)生都完整的看過視頻和了解學(xué)生的疑惑。

4.2 課堂知識內(nèi)化

實驗內(nèi)容的講解已經(jīng)在課前傳授給學(xué)生，所以在課堂上學(xué)生有大量的時間去操作和探索，教師可以跟學(xué)生進(jìn)行互動交流，還可以進(jìn)行個別輔導(dǎo)，利用課堂時間幫助學(xué)生領(lǐng)會、吸收、應(yīng)用、提升。

4.2.1 創(chuàng)建課堂探究情境

課堂上主要是學(xué)生的獨(dú)立探究和生生、師生的交流互動，創(chuàng)建適合學(xué)生獨(dú)立探索和互助協(xié)作的實驗環(huán)境，有利于激發(fā)學(xué)生做實驗的興趣和熱情，以及有利于提高學(xué)生的思維能力。例如，在設(shè)計“乙酸解離常數(shù)的測定”這節(jié)實驗課的情境時，可以把學(xué)生熟悉的山西老陳醋引入這節(jié)課，可以激發(fā)學(xué)生的興趣。再設(shè)問題情境：用什么方法來測定乙酸的解離常數(shù)？實驗的步驟是什么？通過實驗結(jié)論可以驗證什么？這樣的幾個問題會促使學(xué)生結(jié)合視頻的講解，大腦開始思考怎樣進(jìn)行接下來的實驗操作。

4.2.2 學(xué)生進(jìn)行實驗操作

在大學(xué)化學(xué)實驗課堂上，教師以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和探究能力為目標(biāo)，可以通過分組的形式，學(xué)生之間互動交流，一起動手進(jìn)行實驗。第一步配制不同濃度的乙酸溶液，利用實驗臺上的儀器和試劑小組合作進(jìn)行配制。第二步使用pH計測定乙酸溶液的pH。要鼓勵學(xué)生在課堂上獨(dú)立操作，教師通過觀察，針對學(xué)生的實際情況進(jìn)行個別指導(dǎo)和點撥，學(xué)生對課前預(yù)習(xí)中做錯和不懂的地方可以通過師生、生生互動交流解決。通過這種翻轉(zhuǎn)的教學(xué)方式，真正實現(xiàn)了個性化指導(dǎo)。教師的角色也從一名傳授者變成學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。

4.2.3 交流展示學(xué)習(xí)成果

學(xué)生經(jīng)過獨(dú)立操作、協(xié)作學(xué)習(xí)之后，教師要鼓勵學(xué)生對問題的解決情況進(jìn)行成果交流，完成個人或小組的成果展示。例如在使用pH計時遇到了哪些困難，是如何解決的？展示自己實驗記錄的結(jié)果等等，讓學(xué)生大膽去展示，提高學(xué)生的信心和膽量。

4.2.4 自主反思和教學(xué)反饋

在課堂活動的最后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主反思，反思和總結(jié)自己在實驗中做的好的地方以及不足之處，在以后的實驗中要注意和改正。同時鼓勵學(xué)生說出不理解的地方和教師提出學(xué)生忽略的問題。這時就可以集中解決。例如pH計為什么要校準(zhǔn)？這樣的問題大部分學(xué)生可能沒有重視和不理解，教師就可以提出了，引導(dǎo)學(xué)生一起思考，最后解決這個疑惑。通過教師積極正確的引導(dǎo)，便于提高學(xué)生自我總結(jié)和反思能力。學(xué)生的反饋也給教師提供依據(jù)，指導(dǎo)以后的實驗教學(xué)，從而不斷地促進(jìn)教學(xué)效果和效率。

5 教學(xué)設(shè)計反思

使用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行這樣的設(shè)計，有一定的使用價值。第一由于知識的講解學(xué)生已在課前完成，解放了教師的時間，教師可以為學(xué)生提供個性化的指導(dǎo)；第二精彩的視頻能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，可以增加學(xué)生的參與度；第三可以增加學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和思考能力。但是翻轉(zhuǎn)課堂的有效實施需要教師有很強(qiáng)的能力，包括學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計是否能引起學(xué)生的思考，拍攝的視頻是否能引起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生愿意去看；如果學(xué)生不愿意看，那么翻轉(zhuǎn)課堂的實施就相對難，在課堂上探究情境的創(chuàng)設(shè)對于教師也是一個不小的考驗。

綜上所述，本文從翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的特點著眼，結(jié)合大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的特點，針對其在大學(xué)化學(xué)實驗課堂教學(xué)中實施的方法進(jìn)行分析和探討。盡管對翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式進(jìn)行了簡單的分析和設(shè)計，但仍然存在很多不足，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用仍需不斷地進(jìn)行實踐和探索。

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中圖分類號：O61；G64

doi:10.3866/PKU.DXHX20160417www.dxhx.pku.edu.cn

*通訊作者，Email:songyan@jlu.edu.cn

Application of Flipped Classroom Teaching Mode in Experimental Chemistry Courses

WANG Yan-Sha LIU Song-Yan*
（College of chemistry，Jilin University，Changchun 130012，P.R.China）

Abstract:In this paper，the implementation of the flipped classroom teaching model in experimental chemistry courses was discussed.

Key Words:Flipped classroom；Teaching method；Experimental chemistry courses