王迎　張為超

摘要：物理化學(xué)實驗綜合了化學(xué)化工相關(guān)學(xué)科所需的基本研究技術(shù)和基礎(chǔ)知識，在大學(xué)化學(xué)化工各學(xué)科教育中占據(jù)重要地位。本文結(jié)合物理化學(xué)實驗課程的特點，總結(jié)出傳統(tǒng)教育教學(xué)方法在該課程中的不足之處，并結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)點，設(shè)計了用翻轉(zhuǎn)課堂指導(dǎo)物理化物實驗課程的實施方案及其可行性。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；物理化學(xué)實驗；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）06-0275-02

物理化學(xué)實驗是一門對專業(yè)知識背景、知識遷移能力、實踐操作能力都要求很高的學(xué)科。物理化學(xué)實驗課程的重要性不僅體現(xiàn)在其對專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)上，更體現(xiàn)在該課程應(yīng)能最大限度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、養(yǎng)成學(xué)生獨立思考問題和解決問題的思維方式。[1，2]《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出“到2020年基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，基本形成學(xué)習(xí)型社會，進入人力資源強國”。[3]因此，物理化學(xué)實驗課程教育質(zhì)量的高低和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系著未來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維人才的關(guān)鍵。如何在物理化學(xué)實驗課程中既保證學(xué)生掌握基本的實驗原理、實驗操作技巧，又能引導(dǎo)學(xué)生主動思考、擴展所學(xué)知識與技能是物理化學(xué)實驗教學(xué)課程亟待解決的問題。

一、傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗的一般教學(xué)過程主要包含以下三個步驟：首先，教師課堂講解實驗?zāi)康?、基本原理、實驗步驟和實驗操作中需注意的事項；其次，學(xué)生根據(jù)教師講解的實驗步驟進行實驗操作；再次，學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行處理并完成實驗報告；最后，教師批改實驗報告得到信息反饋。以上流程在實際教學(xué)中存在的主要問題如下：

1.物理化學(xué)實驗的實驗原理往往涉及到大量的計算及公式演變，實驗操作中所使用的儀器設(shè)備也較為復(fù)雜，學(xué)生很難在短時間內(nèi)充分理解并將其和具體的實驗步驟關(guān)聯(lián)起來。因此造成學(xué)生“知其然，不知其所以然”的結(jié)果，學(xué)生在課堂上僅能進行機械式的重復(fù)操作，很難發(fā)揮其創(chuàng)造性。

2.傳統(tǒng)物理化學(xué)實驗的教學(xué)中教師在課堂上詳細拆解實驗細節(jié)和注意事項，一方面容易使學(xué)生產(chǎn)生惰性心里，課前不積極預(yù)習(xí)，課上不獨立操作，課后不認真反思；另一方面當(dāng)實驗所需儀器和操作過程和課本不一致時，會導(dǎo)致學(xué)生信息的滯后，加重學(xué)生對實驗課的厭煩和應(yīng)付心理。

3.學(xué)生的理解能力和知識水平差距較大，傳統(tǒng)教學(xué)中統(tǒng)一化的教學(xué)模式很難滿足學(xué)生的個體需求，而我國多數(shù)高校的實驗課程仍以分組的形式展開，這就造成基礎(chǔ)較好的學(xué)生能夠積極參與到實驗課程中，而專業(yè)基礎(chǔ)較差的學(xué)生處于被動狀態(tài)，甚至不參與實驗過程，從而加劇了學(xué)生之間的差距。

4.教師通過學(xué)生課后提交的“實驗報告”的形式獲得學(xué)生對教育活動的反饋，信息傳遞不及時，不利于教師及時調(diào)整教學(xué)過程。

以上問題的存在極大地影響了物理化學(xué)實驗的教學(xué)效果，無法充分地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造力。[4]在新的時代背景下，必須對傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)方式進行改革以適應(yīng)社會對高級人才的需求，激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)新精神，養(yǎng)成學(xué)生主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

二、翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于物理化學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)勢

翻轉(zhuǎn)課堂一詞最早起源于1996年，其英文全稱為“Flipped Classroom”，自其在邁阿密大學(xué)首次嘗試之后，該教育模式便在世界范圍內(nèi)得到了大規(guī)模的推廣應(yīng)用。[5，6]和傳統(tǒng)教育模式不同，翻轉(zhuǎn)課堂把學(xué)生學(xué)習(xí)知識的時間和空間拓展到課堂之外，課堂中學(xué)生和教師通過開展多種形式的討論完成知識內(nèi)化，課后學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容進行整理和拓展。翻轉(zhuǎn)課堂在物理化學(xué)實驗中應(yīng)用的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在如下方面：

1.學(xué)生進行學(xué)習(xí)的時間和空間被拓寬，學(xué)生可以根據(jù)自己的實際需求進行自我教學(xué)，對實驗原理中的重點難點可反復(fù)學(xué)習(xí)，對實驗操作中的存疑點可以提前和教師及同學(xué)進行交流，在實驗課程的具體操作中做到心中有數(shù)，并加深其對實驗原理的理解。

2.學(xué)生從被動的受教者變成了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中有指導(dǎo)的自主學(xué)習(xí)者和合作學(xué)習(xí)者，能充分調(diào)動學(xué)生在實驗課程中的主觀能動性、學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新性。

3.教師有機會對學(xué)生進行一對一的答疑解惑，有利于教師掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而有針對性地制定課后拓展練習(xí)內(nèi)容，做到“因材施教”。

4.教師及作為物理化學(xué)實驗教學(xué)過程的主導(dǎo)者也親身參與到課程討論中，教師和學(xué)生進行交流的時間和空間不僅被局限在教學(xué)過程中。師生交流途徑的拓寬有利于教師及時檢測學(xué)生的進度，能夠在第一時間得到教學(xué)質(zhì)量的反饋，并及時對教學(xué)過程進行調(diào)整。[7]

翻轉(zhuǎn)課堂是信息技術(shù)進步在教育改革中的反映，它從根本上改變了傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的流程，在促進學(xué)生積極參與教學(xué)過程，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識等方面都發(fā)揮了極大的作用。將翻轉(zhuǎn)課程應(yīng)用于物理化學(xué)實驗課程中是對該課程教育教學(xué)改革的一種積極有效的探索。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在物理化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)教學(xué)模式最根本的不同是在于將知識講解的過程擴展到課堂之外，在課堂中則最大限度地完成了知識的內(nèi)化過程。具體實施步驟如下：

首先，視頻及講義的準備。教師可根據(jù)教學(xué)大綱結(jié)合具體的實驗內(nèi)容制作相應(yīng)的教學(xué)視頻或PPT。教學(xué)視頻應(yīng)包含實驗原理介紹、儀器型號及使用方法介紹和實驗操作演示三部分內(nèi)容，并在教學(xué)視頻中預(yù)留少量測驗，用于讓學(xué)生對其學(xué)習(xí)成果進行自檢。

其次，課堂上的討論及疑難點的解惑。課前學(xué)習(xí)并不能代替課堂教學(xué)活動，特別是在物理化學(xué)實驗這類注重學(xué)生實際操作和動手能力的課程中，課堂教學(xué)活動顯得尤為重要。在學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)后，教師在課堂中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生展開多種形式的討論，針對學(xué)生遇到的重點、難點、疑點等地方進行重點講解。

再次，實驗操作中的實時指導(dǎo)和監(jiān)督。物理化學(xué)實驗包含具體的實驗操作過程、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗報告撰寫等部分。通過課前學(xué)習(xí)和課堂討論，學(xué)生對具體的實驗有了初步的理解，但還需要通過實驗部分對其進行驗證。教師在該部分的指導(dǎo)和監(jiān)督一方面可以保證安全、順利地進行實驗過程，另一方面也可及時處理實驗操作中的異常現(xiàn)象，并調(diào)動學(xué)生認真思考實驗異常的原因。

然后，課后的結(jié)果總結(jié)和信息反饋。教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考實驗中遇到的問題及解決方法。對實驗原理及實驗操作進行總結(jié)。學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)生和老師、老師和老師之間開展多種形式的討論，優(yōu)化下次課程。

最后，課后拓展及反思。這一階段的主要任務(wù)為完成知識的遷移和拓展訓(xùn)練。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況布置提升性的研討題目，鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容展開思考，并通過查閱文獻、設(shè)計實驗等方法驗證其思考結(jié)果的可行性。對教師而言，在該過程中則需要其對整個教學(xué)過程進行反思整理，并適當(dāng)調(diào)整下次教學(xué)活動。

四、結(jié)論

物理化學(xué)實驗課程綜合了化學(xué)學(xué)科所需的基本實驗技術(shù)和實驗操作，其開設(shè)的目的不僅是通過實驗訓(xùn)練科學(xué)的研究方法和思維，更應(yīng)該培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。將翻轉(zhuǎn)課堂引入物理化學(xué)實驗課程是在充分考慮到該課程自身特點的基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)教學(xué)方法進行的改革。翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用能在一定程度上克服傳統(tǒng)的教學(xué)方式先講后做所造成的學(xué)生依賴性、應(yīng)付性心理。最大程度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力。但是不可否認，翻轉(zhuǎn)課堂在物理化學(xué)實驗課程中的應(yīng)用尚處于起步階段，其實施過程會遇到各種困難，這就對實施翻轉(zhuǎn)課堂的教師提出了更高層次的要求。

參考文獻：

[1]揚州大學(xué)，徐州師范大學(xué)，鹽城師范學(xué)院，鹽城工學(xué)院，徐州工程學(xué)院，淮海工學(xué)院，淮陰工學(xué)院.新編大學(xué)化學(xué)實驗（三）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

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[5]馬獻力，劉漢甫，李芳耀，馬明霞，蔣彩娜.翻轉(zhuǎn)課堂在《物理化學(xué)》課程教學(xué)中的應(yīng)用思考[J].教育教學(xué)論壇，2017，（06）：237-239.

[6]朱琳.翻轉(zhuǎn)課堂在本科教學(xué)中的探索實踐[J].教育教學(xué)論壇，2014，（53）：164-165.

[7]白楊，張秀輝.物理化學(xué)教學(xué)中的師生多途徑交流[J].大學(xué)化學(xué)，2016，（01）：28-32.