馬鈺璐，喻芳，邵婭婷，黎唯

(昆明醫(yī)科大學 藥學院暨天然藥物藥理重點實驗室，云南 昆明 650500)

1 傳統(tǒng)基礎化學實驗教學情況分析

傳統(tǒng)基礎化學實驗課的教學模式是：課前預習，上課時教師講解原理、實驗步驟及數(shù)據(jù)處理，然后由學生進行實驗操作并撰寫實驗報告，最后由教師根據(jù)報告評定學生成績.這種以教師講授為主，學生模仿操作的教學模式忽略了學生的主體地位，學生較為依賴教師，實驗過程缺乏思考，課前預習及課后報告撰寫也多流于形式，學生的思維能力、自我學習能力、探索和解決問題的能力很難得到有效的培養(yǎng)和鍛煉提升.

在授課過程中，由于需要學習的內(nèi)容較多而講解時間少，教師只能在有限時間內(nèi)盡快講完目的、原理、步驟、注意事項等知識，并完成相關儀器操作示范.學生聽完理論知識和操作示范后就需馬上進行實驗操作，學生反應、思考、記憶的時間較少.此外，一名教師需同時教30名左右的學生，場地和空間又有限，很難保證所有學生都能聽清教師的講解，看清教師的操作細節(jié).而且，學生基礎知識和能力水平的不同，也會導致其學習效果的不同.除此以外，教師把過多精力放在講解內(nèi)容上，對學生的動手操作過程反而會有所放松，再加上人數(shù)較多的原因，教師沒有足夠的時間與精力觀察每位學生的操作，也很難及時回答學生提出的問題并給予及時的指導和糾正，由于師生交流時間不足，學生大多只能憑記憶模仿，出現(xiàn)操作錯誤時也很難意識到.由于以上原因，導致很多學生無法真正掌握實驗的基本技能，提升動手能力，使得學生學習基礎化學實驗課的興趣逐漸減退，對課程不重視，特別是后期常常會出現(xiàn)操作隨意，應付交差等狀況.

此外，教學評價中多以學生最終的實驗報告為主，評分時常常以報告書寫內(nèi)容的多少，書寫的規(guī)范性、完整性、認真程度以及結果的準確度為評價指標.而學生在完成報告時經(jīng)常缺乏認真思考，有的甚至把教材的內(nèi)容照搬到了報告上，再加上教師報告評分的平均化，因此很難正確地反饋出學生的成績及出現(xiàn)的問題，也影響了學生學習化學實驗的動力.

2 基于翻轉課堂教學模式的改革研究

“翻轉課堂”亦稱為“反轉課堂”，其自提出以來就受到了國內(nèi)外廣大教學工作者的青睞，近年來眾多中國的教育工作者對其開展了大量的研究，并將其應用到了實際的教學工作中，取得了一定的教學成果[1～4].而基礎化學實驗是一門基于基礎化學理論課開設的實際操作課程，其內(nèi)容多是以驗證理論課中的知識為主，其中涉及的大多基本知識、基本原理在理論課中學生已經(jīng)進行了專門系統(tǒng)的學習，因此學生易于理解掌握.以外，涉及的基本操作均較為成熟，在實際研究工作中也較為常見，操作不復雜，便于學生自主學習和掌握.該課程面對的群體為大一學生，其具有一定自主學習的能力，思維活躍，再加上智能手機的普及，學校網(wǎng)絡、學校圖書館電腦的開放等，均為翻轉課堂的實施提供了保障.學生可以隨時隨地通過手機或者電腦進入學校網(wǎng)絡課程平臺，完成線上學習、測試、查看成績等操作，使用方便，時間靈活.

2.1 教學設計

根據(jù)基礎化學實驗課的教學大綱，結合相應理論課的知識要求及人才培養(yǎng)目標進行教學設計.其中，教學內(nèi)容主要是基礎化學理論課中的溶液部分、滴定分析和儀器分析部分，一共包含7個實驗，涉及與醫(yī)學較為相關的緩沖溶液、電解質(zhì)溶液、酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法及可見分光光度法的知識.具體實驗內(nèi)容分別是：緩沖溶液的配制和性質(zhì)，醋酸解離度和解離平衡常數(shù)的測定(電位法)、藥用硼砂含量的測定，高錳酸鉀標準溶液的配制和標定，生活用水總硬度的測定，微型實驗法測定優(yōu)氯凈中有效氯的含量，水樣中微量鐵的測定.重點對教學流程進行了修改，主要分“課前準備-課中內(nèi)化-課后鞏固”3個階段進行，具體設計詳見圖1.

表1 翻轉課堂教學流程

2.2 教學過程

課前裝備階段利用翻轉課堂教學模式，引入互聯(lián)網(wǎng)信息技術，讓學生在課前通過線上平臺提前學習相關教學視頻及教學課件，利用虛擬仿真實驗及線上測試實現(xiàn)可看，可聽，可模擬的學習，初步掌握實驗流程和基本理論知識.主要任務如下：

(1)教師：課前4周，基于基礎化學實驗課教學大綱分析實驗目的和任務，對實驗涉及的理論知識及相關操作進行梳理細化，根據(jù)相關知識點完成微視頻的錄制.由于學生注意力集中時間有限，微視頻分點錄制，一般時長為5～10 min.微視頻內(nèi)容主要包括：①實驗目的、原理、操作步驟及注意事項等理論知識，一般時長10 min;②實驗基本操作演示，如差減法稱量，容量瓶、移液管、滴定管的使用等，該部分按一個完整的儀器操作進行錄制，一般時長5～7 min；并且由操作熟練的教師進行操作部分的視頻錄制，錄制過程中對于關鍵操作處給予放大特寫及適時的停頓.錄制結束，進行配音講解、添加字幕、突出重點.同時針對實驗目的設計教學任務清單及相應的考察練習題目.

課前1～2周，將學習任務，相關視頻、課件發(fā)布至校網(wǎng)絡課程平臺.第一次實驗課前，開設先導課程，告知學生具體任務、時間節(jié)點及具體安排，并示范網(wǎng)絡課程平臺的登陸、使用，資源的學習及相關操作等，組織學生自行練習.創(chuàng)建微信或QQ群，適時提醒督促學生進行自主學習.同時將學生進行分組，一般每組為2～3人.

課前一周，在網(wǎng)絡課程平臺上發(fā)布線上測試試題，開放虛擬仿真實驗，并通過微信或QQ群進行答疑.線上測試結束后，收集學生答題情況，了解學生存在的疑難點，基于學生暴露的問題及實驗中涉及的重點、難點及重要操作設計課堂提問或演示題目.

(2)學生：登陸學校網(wǎng)絡課程平臺，練習其功能使用.根據(jù)教師發(fā)放的學習任務自主安排時間登陸平臺學習相關視頻及課件，如有不懂的可反復觀看，并在自主學習后完成預習報告.課前一周，在規(guī)定時間內(nèi)自選時段完成線上測試，并通過虛擬仿真實驗了解熟悉操作流程.在整個學習過程中，可查閱資料，同小組成員可相互交流討論，解決教師提出的問題及自學過程中產(chǎn)生的疑問.自己無法解決的問題，可以通過微信群等與教師進行討論.

課中知識內(nèi)化加深階段此階段，教師應以提升學生動手能力，解決實際操作問題，培養(yǎng)學生嚴謹科學的態(tài)度，深刻掌握知識及技能為目標，為學生提供一個良好的實驗平臺及交流氛圍，自身做到眼快、腳勤，協(xié)助督促學生做到腦快、手勤，充分調(diào)動學生的主觀能動性，幫助學生實現(xiàn)知識的內(nèi)化.措施如下：

(1)教師：根據(jù)實驗原理中的重難點、注意事項以及操作中的易錯部分，結合學生的線上測試以及往年學生操作中暴露出的問題進行課堂提問或現(xiàn)場演示要求，以考核學生的自主學習情況.在此過程中，引導學生相互合作、相互交流討論，并引導學生自我思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題.適時作出糾正、反饋及總結.在實驗過程中，為了合理利用時間，保證每位學生都能自己動手操作，教師應合理安排實驗.部分內(nèi)容，如標準溶液配制時的差減法稱量及容量瓶的實驗，可以以小組合作且每次交換進行的形式完成.大部分操作，如設計移液管、滴定管的操作應每人一套儀器，自己獨立完成.實驗中，應不斷向教育學生節(jié)約試劑，保護環(huán)境，廢液不可隨意處理.以外，教師應把主要精力放在學生動手實驗的過程中，要及時對學生的問題做出一對一的指導或糾正，并做好相應的記錄.

(2)學生：實驗操作前，基于自主學習及預習內(nèi)容，以小組的形式回答教師的提問并解釋原因，或相互合作演示具體操作，其余學生對其回答或演示進行點評或糾正.提問過程中，所有學生結合問題回憶梳理實驗的關鍵點，加深對知識的印象.實驗操作如有疑點先自己想辦法解決，然后可以小組討論或再次查看線上教學資源，以確保實驗的完成.在實驗過程中若出現(xiàn)問題，及時根據(jù)教師的指導進行更正，或與同學老師溝通討論.

課后總結反饋階段課后學生完成實驗報告，教師進行批改、反饋、總結.反饋階段，教師結合學生操作暴露的問題和實驗報告的結果進行總結梳理，并及時將問題反饋給學生，在下次實驗課提問前進行強調(diào)以及歸納總結，以便學生的知識和技能得以改進和提升.教師在批改報告時，改變了以往只關注書寫規(guī)范和結果準確度的評價模式，而是引導及關注學生對原理步驟是否能進行內(nèi)化，歸納凝練，以自己的語言及形式進行書寫.此外，評價的重點放在了學生對實驗過程及結果的分析上，允許學生的試驗結果和書本有出入，但關注學生是否對導致誤差的原因及自己的不足進行了分析.最后，教師還把關注點放在了思考題部分，關注學生是否能相互討論，查閱文獻資料對所設問題進行思考分析.而其最終的目的是通過該階段的實施實現(xiàn)知識的鞏固，綜合能力的培養(yǎng)，幫助學生愛上實驗，并且學有所得.

成績評定現(xiàn)有的基礎化學實驗部分的成績評定，改變了以往僅從實驗報告入手的模式，從學生課前自主學習開始，到課中答題展示、實驗操作，再到課后的實驗報告的整個過程中均進行成績評定.其中，線上自主學習成績占30%，其構成為課堂資源自學及虛擬仿真實驗練習20%，線上測試10%.該部分成績在實驗操作前一天，直接由學校網(wǎng)絡課程平臺根據(jù)學生完成情況統(tǒng)計給出，并直接向學生公布.實驗課堂中的答題及展示成績占比15%，該部分成績由教師根據(jù)學生現(xiàn)場答題及分析情況，演示的操作規(guī)范性，小組合作配合的默契程度等按照提前制定好的評分標準給出.課上實際操作成績占比35%，該部分成績由教師根據(jù)學生實驗操作中的操作流程，動作規(guī)范性，動手能力，自己解決問題的能力等，按照實驗操作評分標注進行打分.實驗后報告及總結成績占比20%，該部分由教師根據(jù)學生實驗報告的完成情況進行打分.教師評分時主要結合學生對原理和步驟的自主歸納總結程度，實驗操作暴露問題的分析情況及改進思路，思考題的解答情況，實驗結果及有效數(shù)字的準確性，報告的規(guī)范完整性，書寫認真程度這幾個部分給出，在給出成績時附上相應的評語.以上由教師給出的成績，在打分后結束，下次實驗課前反饋給學生，以便學生及時查看、改進.

2.3 翻轉課堂教學案例

采用酸堿滴定法對藥用硼砂的含量進行測定的實驗是學生第一次接觸滴定分析，其實驗原理易掌握，但涉及的基本操作較多.在翻轉課堂的課前準備及自主學習階段，學生登錄網(wǎng)絡課程中心，先行觀看微視頻及課件，學習差減法稱量的步驟、要點及數(shù)據(jù)記錄，容量瓶、移液管、吸量管、滴定管的使用這4個基本操作.然后通過學習微視頻，提前了解藥用硼砂含量測定的實驗原理，即鹽酸與硼砂的酸堿反應，提前學會硼砂含量即硼砂質(zhì)量分數(shù)計算公式的推導，學習實驗具體操作步驟及注意事項，以便后期實驗順利開展.自學結束后，利用線上平臺中的虛擬仿真實驗平臺，自主模擬練習藥用硼砂含量測定時的儀器、試劑選擇，操作步驟及數(shù)據(jù)記錄.該過程中，如果出現(xiàn)操作錯誤無法繼續(xù)往下進行，系統(tǒng)會進行說明.通過仿真實驗進一步掌握具體的操作流程，加深印象，而后完成線上測試.測試內(nèi)容主要針對該實驗的基本原理，相關儀器操作中的使用流程、關鍵要點，以及各類數(shù)據(jù)的記錄及結果的處理展開.通過測試促進學生課前自學，以保障后期實驗的高效率進行.課堂提問環(huán)節(jié)以抽簽的形式隨機分配題目，讓學生以小組的形式向全班同學講解實驗基本原理及公式推導，演示差減法稱量，容量瓶、移液管、滴定管的使用等知識，其余學生仔細觀察提出異議及評價.該過程要求所有學生提前了解流程，提前自行準備，以保障提問環(huán)節(jié)的進行及其效果的展現(xiàn).實驗過程中，學生先以小組的形式完成差減法準確稱量一定質(zhì)量的藥用硼砂樣品，加熱溶解后轉移定容至容量瓶.然后每人獨立完成移液管移取藥用硼砂溶液，甲基紅做指示劑鹽酸標準溶液滴定藥用硼砂溶液的操作，以及最終質(zhì)量分數(shù)的計算.由于學生第一次接觸該類操作，在此過程中，通過生生交流、師生交流以及教師的不斷提醒和糾正，使學生基本掌握滴定分析的基本知識和基本操作.實驗結束后，學生根據(jù)自己的實驗情況、實驗現(xiàn)象及教師提供的參考真值范圍，通過總結分析、文獻查閱等方式分析討論存在的問題，解釋導致該結果的原因，并提出改進方案.實驗結束后，教師對學生的各項成績進行打分、匯總及評價公布，并在下次實驗開始時點評總結暴露出的問題，以便學生后期改進.

2.4 翻轉課堂教學實施效果

通過在基礎化學實驗課教學中引入翻轉課堂模式，學生普遍反映其學習的主動性、積極性和動手操作能力都得到了提高，對化學類課程的學習也有了興趣；遇到問題不再只是依賴教師，而是會自己思考、想辦法解決；對教師的認識也有了改變，教師不只是知識的灌輸者，還是引導者，可以相互交流討論切磋；對科學研究也有了一定的認識，認識到了嚴謹細心的重要性，也認識到了失敗并不可怕，要做的是從失敗中總結經(jīng)驗.除此以外，通過實驗課翻轉課堂的教學，學生在基礎化學理論課的學習和考試中，能夠更好的掌握及理解實驗課所涉及過的內(nèi)容；在理論課考試時，涉及實驗課相關知識的題目錯誤率明顯低于其他內(nèi)容.

3 結束語

“翻轉課堂”作為一種創(chuàng)新教學模式，真正改變了傳統(tǒng)的師生關系，真正做到了以學生為主體的教學.通過翻轉課堂應用于基礎化學實驗課教學的探究發(fā)現(xiàn)，該模式可以較好的促進學生進行自主學習、自主探索和相互交流合作，實現(xiàn)學生最大程度的學和教師有針對性的最大程度的教，真正發(fā)揮學生的創(chuàng)造能力，培養(yǎng)其學習及動手興趣，提高教學質(zhì)量.因此該教學模式具有較好的應用前景.