秦正龍

(江蘇師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

化工原理實(shí)驗(yàn)是化工類專業(yè)十分重要的實(shí)踐課程，是化工原理理論課的重要延續(xù)，在加深理論課內(nèi)容的理解，加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等方面都起著不可替代的作用[1-3]。 目前，化工原理實(shí)驗(yàn)多以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，學(xué)生主要是根據(jù)教材上敘述的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行驗(yàn)證，缺乏主動思考和創(chuàng)新[4]。因此，如何更新化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識，適應(yīng)時代的發(fā)展，已成為擺在廣大化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者面前的一個重大課題[5,6]。目前，在教育信息化、全球化的大背景下，開放教育資源和開放共享的理念已成為現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，微課、慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式的興起與應(yīng)用，給全球教育帶來了重大影響[7,8]。尤其是翻轉(zhuǎn)課堂，徹底改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)流程和教學(xué)結(jié)構(gòu)，由此也引起了教師與學(xué)生的角色轉(zhuǎn)變，成為提高化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的一種新的教學(xué)模式[9]。

1 目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一般是“三部曲”：教師講解、演示—學(xué)生操作—學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報告，教學(xué)模式單一，存在的問題主要有以下幾點(diǎn)。

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足

我院從2007年開始，盡管對化工原理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了改造擴(kuò)建，但由于設(shè)備的特殊性，每個實(shí)驗(yàn)只有兩套裝置。因此，每組做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)一般在4～5人，教師對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題很難逐一的指導(dǎo)，學(xué)生的積極性、動手能力和主動分析解決問題的能力得不到充分的鍛煉。

1.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)走過場

預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。目前，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的效果只能由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告來檢驗(yàn)，主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及操作要點(diǎn)等。有相當(dāng)一部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不重視，只是把實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容抄一遍，缺少獨(dú)立思考，沒有達(dá)到預(yù)習(xí)的效果。

1.3 教學(xué)效果不理想

化工原理實(shí)驗(yàn)一般都是先由老師集中講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及操作注意事項(xiàng)，然后再進(jìn)行演示，并形成了一種定勢，即 “我講你聽”、“我做你看”的教學(xué)模式，與學(xué)生的互動比較少，課堂氣氛不夠活躍。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生主要關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?、?shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確，缺少對實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果之間關(guān)系的分析探討，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不理想。

1.4 成績考核不合理

化工原理實(shí)驗(yàn)成績主要由學(xué)生出勤、預(yù)習(xí)報告及實(shí)驗(yàn)報告等成績組成。實(shí)驗(yàn)報告一般包含原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算示例、作圖和結(jié)果討論等。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告抄襲比較嚴(yán)重，要錯都錯得一樣，內(nèi)容基本是一個版本，寫實(shí)驗(yàn)報告僅僅是為了應(yīng)付差事。因此，實(shí)驗(yàn)成績不能客觀地反映學(xué)生對知識的掌握程度。

2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的一般特征

翻轉(zhuǎn)課堂(Flipping classroom)，又稱顛倒課堂(Inverted classroom)，起源于科羅拉多州林地公園高中。為了方便地幫助缺課的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，授課教師將學(xué)習(xí)資源以教學(xué)視頻的形式提供給學(xué)生。翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)質(zhì)是在信息技術(shù)環(huán)境下，通過重組課堂內(nèi)外的時間，把學(xué)習(xí)的所有權(quán)由教師轉(zhuǎn)換到學(xué)生的一種新的教學(xué)方式，教學(xué)過程以學(xué)生為中心[10]。翻轉(zhuǎn)課堂具有靈活性，可以幫助學(xué)生自主地安排學(xué)習(xí)時間，幫助學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)；翻轉(zhuǎn)課堂能針對學(xué)生的差異，為學(xué)生提供個性化的分層教學(xué)，學(xué)生可以和教師進(jìn)行單獨(dú)交流；翻轉(zhuǎn)課堂大部分時間用于師生互動，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，使學(xué)生在無形中養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3 化工原理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施

在化工原理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，為了使學(xué)生充分地對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，必須構(gòu)建豐富的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。由于每個學(xué)校開設(shè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)目及實(shí)驗(yàn)裝置等均不相同，匹配的網(wǎng)絡(luò)資源并不豐富。因此，教師需要針對本校具體實(shí)驗(yàn)裝置錄制教學(xué)視頻，在錄制和制作過程中要注意一些原則和要點(diǎn)[11,12]。只有掌握了這些原則和要點(diǎn)，才能夠制作出令自己滿意、讓學(xué)生喜歡的教學(xué)視頻。針對每個具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)單，確定實(shí)驗(yàn)的翻轉(zhuǎn)程度，使學(xué)生明確自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容、目標(biāo)，選擇性的進(jìn)行預(yù)習(xí)，并對預(yù)習(xí)效果進(jìn)行自測。

在化工原理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，教師不需要進(jìn)行示教性的講解，而是針對學(xué)生在預(yù)習(xí)、任務(wù)單中出現(xiàn)的還未解決的問題進(jìn)行集中討論、答疑，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生解決問題。對于課堂上提問題少、討論也少的學(xué)生，教師可以以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)問題展開討論及答疑。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師全程參與指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力、創(chuàng)新能力和工程觀念。實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，教師應(yīng)對學(xué)生在操作過程中出現(xiàn)的共性問題及時組織討論，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的認(rèn)知。

在評定成績過程中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法比較簡單，一般都是由實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報告給出實(shí)驗(yàn)成績，平時成績所占的比例也比較低。對于翻轉(zhuǎn)課堂，考核內(nèi)容除了實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報告外，還有網(wǎng)上預(yù)習(xí)報告、任務(wù)單、討論、互動、匯報、考核、拓展練習(xí)等的完成情況。因此，將平時成績的比例由原來的20%提高到60%，激勵學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)?；ぴ韺?shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施流程如圖1所示。

圖1 化工原理實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施流程

4 結(jié)語

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂，克服了傳統(tǒng)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的“滿堂灌”、“師生缺乏交流” 等不足，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用，賦予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自主權(quán)，激發(fā)了課堂教學(xué)活力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)造力，提高了知識內(nèi)化率，特別是分組討論與成果匯報，提高了學(xué)生分析解決問題的能力、表達(dá)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。對于傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，合理部分還應(yīng)保留，與翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)勢互補(bǔ)，全面提升化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。