張旭　欒澤柱　張明波

【摘要】基于“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，采用“討論-探究-實(shí)驗(yàn)” 三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教學(xué)中教師充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)，主動(dòng)思考，主動(dòng)操作，認(rèn)真總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和解決問(wèn)題的能力。

【關(guān)鍵詞】物理化學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)模式

【基金項(xiàng)目】遼寧中醫(yī)藥大學(xué)2015年教育科學(xué)研究課題，項(xiàng)目編號(hào)LNZYJG2015071。

物理化學(xué)是藥學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，在藥物研究領(lǐng)域如藥物合成、藥物生產(chǎn)、給藥方案制定、藥物穩(wěn)定性等諸多方面發(fā)揮著重要的理論指導(dǎo)作用[1-2]。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)課程教學(xué)的必要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，既可以直觀地了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理、方法和測(cè)試手段，熟悉有關(guān)儀器的構(gòu)造、原理和使用方法，又可以鞏固、加深、驗(yàn)證和補(bǔ)充物理化學(xué)課堂教學(xué)中的基本理論知識(shí)，從而更深入地理解物理化學(xué)的原理和概念，并將其很好地應(yīng)用在藥學(xué)研究實(shí)踐中。

教學(xué)模式改革一直是各高等院校進(jìn)行教改的重要內(nèi)容。體現(xiàn)藥學(xué)專業(yè)特色，探索最有效的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科研能力，是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主旋律。雖然各所醫(yī)藥院校同行在培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力等方面開展了課題研究并取得了一些進(jìn)展，但有些教學(xué)模式改革還只停留在教改課題的結(jié)題任務(wù)上，多數(shù)成果在真正的教學(xué)實(shí)踐中所發(fā)揮的作用比較弱。因此，有必要強(qiáng)化其實(shí)踐性，建立一個(gè)穩(wěn)定可行、科學(xué)合理的教學(xué)模式，以激發(fā)學(xué)生的求知欲和科學(xué)探究的興趣，達(dá)到培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和服務(wù)社會(huì)意識(shí)的目標(biāo)。

一、物理化學(xué)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是，首先，學(xué)生在相關(guān)物理化學(xué)知識(shí)課堂教學(xué)完成后，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義，然后教師在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)講解實(shí)驗(yàn)原理、具體的操作方法以及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的安全問(wèn)題等，最后學(xué)生再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，且存在以下主要問(wèn)題。第一，理論和實(shí)驗(yàn)不同步，且有時(shí)實(shí)驗(yàn)課提前于理論教學(xué)進(jìn)度，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解存在一定困難。第二，在教學(xué)過(guò)程中，教師講解占用的時(shí)間比例偏大，學(xué)生被動(dòng)實(shí)驗(yàn)，有時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束了還不知所以然。第三，由于各院校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新快慢不同，但教材一致，導(dǎo)致所用儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)教材不匹配，缺乏針對(duì)性。因此，教師常常感到整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中難以發(fā)揮學(xué)生的主體作用，學(xué)生容易產(chǎn)生依賴心理，缺乏積極性，從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度不夠，教學(xué)效果較差。

二、翻轉(zhuǎn)課堂的起源及教學(xué)優(yōu)勢(shì)和弊端

翻轉(zhuǎn)課堂起源于美國(guó)林地公園高中。2007年，兩位化學(xué)老師——喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯利用錄屏軟件錄制演示文稿和講課視頻為缺課學(xué)生補(bǔ)課，而那些未缺課的學(xué)生也常來(lái)觀看，于是便形成了“課前觀看視頻講解，課上互動(dòng)內(nèi)化”的授課方式。2011年，喬納森·博格曼和亞倫·薩姆斯出版了《翻轉(zhuǎn)課堂：每天抵達(dá)每一個(gè)班的每一名學(xué)生》的研究翻轉(zhuǎn)課堂專著。在該書中，他們介紹了自己在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)施策略。2011年，美國(guó)Lake Elmo小學(xué)將Moodle平臺(tái)引入翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生觀看課程視頻后，在平臺(tái)上練習(xí)檢測(cè)題，教師則根據(jù)學(xué)生的自學(xué)情況，組織課堂教學(xué)。同年，翻轉(zhuǎn)課堂被《環(huán)球郵報(bào)》評(píng)為“影響課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革”。2011年，翻轉(zhuǎn)課堂被引入我國(guó)，在重慶市聚奎中學(xué)率先實(shí)施，成為國(guó)內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用實(shí)踐的典范。

翻轉(zhuǎn)課堂[3]教學(xué)模式是將教學(xué)任務(wù)中最容易的部分即知識(shí)的傳遞移到課堂外讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生能夠在課堂上更專注于主動(dòng)的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，從而獲得更深層次的理解;教師不再占用課堂的時(shí)間來(lái)講授信息，這些信息需要學(xué)生在課前通過(guò)看視頻講座、微課，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)或在網(wǎng)絡(luò)上與別的同學(xué)討論完成自主學(xué)習(xí)。教師則采用講授法和協(xié)作法來(lái)滿足學(xué)生的需要和促成他們的個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐獲得更真實(shí)的學(xué)習(xí)。在課后，學(xué)生自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)節(jié)奏、風(fēng)格和呈現(xiàn)知識(shí)的方式。翻轉(zhuǎn)課堂模式是大教育運(yùn)動(dòng)的一部分，它與混合式學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)及其他教學(xué)方法和工具在含義上有所重疊，都是為了讓學(xué)習(xí)更加靈活、主動(dòng)，讓學(xué)生的參與度更高。此外，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠加強(qiáng)師生、生生交流互動(dòng)，有益于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

目前，翻轉(zhuǎn)課堂已成為全球教育界關(guān)注的熱點(diǎn)，該模式在全球多個(gè)國(guó)家的高等教育以及中小學(xué)教育中推廣使用[4]。雖然翻轉(zhuǎn)課堂具有多方面的優(yōu)勢(shì)，但在一些院校一些課程中存在著只流于形式而走偏的情況，反而影響了教學(xué)效果。如課堂節(jié)奏過(guò)慢，學(xué)生準(zhǔn)備不充分，或者準(zhǔn)備內(nèi)容與實(shí)際教學(xué)內(nèi)容偏離很多，知識(shí)難易程度控制不當(dāng)?shù)鹊?。因此，在?shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師要提前做出預(yù)判，及時(shí)處理和更正，而切實(shí)有效地完成教學(xué)任務(wù)。

三、“討論-探究-實(shí)驗(yàn)”三位一體實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的運(yùn)行

鑒于傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，并基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，采用 “討論-探究-實(shí)驗(yàn)” 三位一體實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其基本思想是，以討論式教學(xué)為背景，科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究為主線，將討論式教學(xué)貫穿在課堂教學(xué)的始終，從而完成以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的探究與創(chuàng)造活動(dòng)。充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，使其積極參與實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，主動(dòng)設(shè)計(jì)，主動(dòng)思考，主動(dòng)操作，認(rèn)真總結(jié)。

（一）自主討論式教學(xué)活動(dòng)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，教師布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可提供相關(guān)的視頻講座、微課和參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件制訂出具體的實(shí)驗(yàn)方案，并且在小組內(nèi)組織探討實(shí)驗(yàn)方案的可行性，確定具體的實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟，教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和修正。

如表面現(xiàn)象這章開設(shè)了“電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑的臨界膠束濃度（CMC）”實(shí)驗(yàn)，由于理論課還沒有講到，所以提前布置該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師提供給學(xué)生電導(dǎo)率儀的使用及操作的微課，并設(shè)置幾個(gè)相關(guān)的問(wèn)題讓學(xué)生分組討論學(xué)習(xí)。設(shè)置問(wèn)題如下。（1）什么是表面活性劑？其結(jié)構(gòu)特征是什么？（2）表面活性劑都有哪些用途？在制藥工藝中都有哪些實(shí)際應(yīng)用？（3）表面活性劑的哪些性質(zhì)會(huì)在CMC處發(fā)生突變？（4）如何確定CMC？

學(xué)生進(jìn)行自主分工，查找書籍文獻(xiàn)并在組內(nèi)進(jìn)行分享討論，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件，制訂了具體的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)施步驟。學(xué)生可通過(guò)《物理化學(xué)》教材直接獲得表面活性劑的概念以及結(jié)構(gòu)特征。可通過(guò)查閱文獻(xiàn)得知表面活性劑在制藥工藝中的應(yīng)用很多，如通過(guò)加入表面活性劑的方法，解決藥物的增溶、乳化、潤(rùn)濕、分散、氣泡、消沫及有效成分的提取等實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，以提高中藥注射劑的澄清度和穩(wěn)定性、中藥片劑栓劑的分散潤(rùn)濕能力等。了解到測(cè)定CMC的方法有很多，如表面張力法、電導(dǎo)法、染料法、增溶法、滲透壓法、脈沖射解法、熒光法、超聲吸附法、濁度法、pH值法、流變法、離子選擇性電極法和循環(huán)伏安法等。其中很多內(nèi)容都是教材上沒有的。這樣既能把教材的理論知識(shí)弄懂，又可以通過(guò)文獻(xiàn)的閱讀，擴(kuò)展了知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用。在分享討論的時(shí)候，鍛煉了語(yǔ)言表達(dá)能力、思辨能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，從而增強(qiáng)了自信心。

（二）發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)

學(xué)生可以根據(jù)小組討論的方案步驟，自行設(shè)計(jì)、組合安裝后進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，允許學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件，在完成教材內(nèi)容設(shè)定的測(cè)定方法和內(nèi)容外，增加另一種可行的測(cè)定方案。如有的小組自行設(shè)計(jì)了pH值法測(cè)定表面活性劑的CMC。實(shí)驗(yàn)之前，教師對(duì)其進(jìn)行了個(gè)別指導(dǎo)，提供必需的pH計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)適用對(duì)象進(jìn)行了篩選。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行梳理和總結(jié)，關(guān)注點(diǎn)在于學(xué)會(huì)了什么，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意什么等方面，并在下次實(shí)驗(yàn)課前由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，作為形成性成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的一部分。對(duì)于積極思考并參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的學(xué)生，鼓勵(lì)他們進(jìn)行大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的申報(bào)，提高了學(xué)生探究的興趣和科研熱情。

四、結(jié)語(yǔ)

中醫(yī)藥院校中開設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)去解決制藥過(guò)程中實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，在設(shè)定實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容時(shí)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知和理解水平，教師更應(yīng)注意理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，選定合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生進(jìn)行“討論-探究-實(shí)驗(yàn)”三位一體實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。同時(shí)，課前問(wèn)題的設(shè)置也是關(guān)鍵，使學(xué)生圍繞問(wèn)題展開調(diào)研，拓寬知識(shí)面。開展這種教學(xué)模式的探討和實(shí)踐，既可以改變傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)效率不高、效果不理想的現(xiàn)狀，也可以避免翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中的師生關(guān)系失位、知識(shí)難度越位、適用對(duì)象錯(cuò)位等局限性，使教學(xué)可以在教師的掌控中，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化、遷移、應(yīng)用和能力的提高。通過(guò)此種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降挠?xùn)練，有的實(shí)驗(yàn)小組學(xué)生申報(bào)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，并獲得了省級(jí)立項(xiàng)。小組成員在協(xié)作中增進(jìn)了友誼，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也為后繼專業(yè)課實(shí)驗(yàn)、未來(lái)的研究生科研和工作培養(yǎng)了良好的科研精神和作風(fēng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]田青平，丁紅，邢桂琴.物理化學(xué)在藥學(xué)中的作用[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)（基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版），2003（04）：360-361.

[2]張彩云，董前年，汪佳鳳，等.物理化學(xué)在藥劑學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].化學(xué)教育，2016（08）：62-65.

[3]王娜，王建美，江峰，等.翻轉(zhuǎn)課堂特點(diǎn)及其在流行病學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2018（12）：1065-1067.

[4]容梅，彭雪紅.翻轉(zhuǎn)課堂的歷史、現(xiàn)狀及實(shí)踐策略探析[J].中國(guó)電化教育，2015（07）：108-115.