翻轉課堂背景下不同實驗教學方式對“操作練習型實驗”教學效果影響的研究

王素珍

摘要：利用實證研究方式，比較三種常用的“操作練習型實驗”翻轉課堂教學方法，發現教學效果較好的方法是“利用翻轉課堂中微課的優勢，課前讓學生通過微視頻學習實驗原理，通過觀看微課中教師演示的實驗視頻，了解實驗操作的要點和注意點，課中再引導學生練習實驗操作”。

關鍵詞：翻轉課堂；操作練習型實驗；實驗教學方法；實證研究

文章編號：1005–6629（2015）3–0008–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

“翻轉課堂”起源于美國科羅拉多州落基山的“林地公園”高中。2007年春，該校兩位化學教師開始使用錄屏軟件錄制PowerPoint演示文稿的播放和講課聲音，并將視頻上傳到網絡，以此幫助缺席的學生補課。后來，這兩位教師讓學生在家看教學視頻，在課堂上完成作業，并對學習中遇到困難的學生進行講解[1]，此教學模式顛倒了傳統的“課上教師講授、課后學生完成作業”的教學模式，這就是日漸興起的翻轉課堂，一種新型教學模式。“翻轉課堂”的教學結構特征見表1[2]。近幾年中，翻轉課堂教學模式進入國內，逐漸應用于各學科教學，包括化學實驗教學。

蘇教版教材中的實驗包括“觀察與思考”、“活動與探究”兩種形式。“觀察與思考”類實驗由教師演示，學生觀察并記錄現象；“活動與探究”類實驗由學生設計方案，進行物質性質驗證、練習操作和實驗探究。兩種形式的實驗中都有“操作練習型實驗”，如“萃取和分液”是“觀察與思考”中的操作練習型實驗，“配制一定物質的量濃度溶液”是“活動與探究”中的操作練習型實驗。

將“翻轉課堂”教學模式運用到“操作練習型實驗”教學時，由于教師對翻轉課堂的理解不同，設計的教學方法也各不相同。有的將實驗設計成視頻實驗，課前由學生自主觀看，課中不再做實驗；有的課前只讓學生自主學習實驗知識，課中再做演示實驗或學生動手實驗[3]；有的將實驗錄制成視頻實驗，課前學生先觀看，課中再讓學生練習操作[4]。為了探索不同的實驗教學方法對“操作練習型實驗翻轉課堂”教學效果的影響，筆者進行了以下研究。

2 研究過程

2.1 選取被試

研究過程中采用了“實證研究法”[5]。選取“萃取和分液”（屬“觀察與思考”）、“配制一定物質的量濃度溶液”（屬“活動與探究”）作為教學案例。選擇高一年級條件大致相同的三個班作為對照組，施測被試來自高一年級同一教師執教的三個班的90名學生（每班30名），分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組。三組學生的中考化學成績均分接近，化學學習情況基本相似。

2.2 實施研究

研究分三步，即設計“操作練習型實驗”翻轉課堂的教學方案、實施教學、調查測試。

2.2.1 設計“操作練習型實驗翻轉課堂”的教學方案

針對上面提到的教師常用的實驗翻轉課堂的教學方法，對“萃取和分液”、“配制一定物質的量濃度溶液”兩個操作練習型實驗分別設計了三種翻轉課堂教學方案，見表2。

方案1和方案3中的實驗視頻是事先利用攝像機，將教師演示的“萃取和分液”、“配制一定物質的量濃度溶液”兩個實驗的過程錄下，然后用錄頻軟件將錄像插在翻轉課堂的微課中。三個方案的課中均編制了實驗作業，“萃取和分液”實驗作業包含4個習題，涉及實驗過程中使用的儀器、可用分液漏斗分離的混合物的物理性質特點、如何選擇萃取劑、分液漏斗的操作要點等問題。“配制一定物質的量濃度溶液”的實驗作業也包含4個習題，涉及主要玻璃儀器容量瓶的結構、配制一定物質的量濃度溶液的步驟、引流操作的要點、簡單的誤差分析等。

方案1中，學生課前在自主學習“萃取和分液”、“配制一定物質的量濃度溶液”知識和原理的同時觀看實驗視頻，通過觀看視頻學習使用分液漏斗進行萃取和分液、使用容量瓶配制一定物質的量濃度溶液，課中不再做實驗，只需與教師、同學共同完成相關的實驗作業。

方案2中，課前并不讓學生觀看實驗視頻，而是在學習任務單中設計了與實驗相關的學習任務。“萃取和分液”實驗中設計了“閱讀教材‘觀察與思考中萃取和分液的文字敘述及圖1-13，了解萃取和分液的實驗操作方法，注意操作的關鍵”的學習任務；“配制一定物質的量濃度溶液”實驗中設計了“仔細觀察教材‘活動與探究中圖1-20配制一定物質的量濃度溶液的過程，注意操作的關鍵點”的學習任務。課中，“萃取和分液”是教材中的“觀察與思考”類實驗，設計了演示實驗；“配制一定物質的量濃度溶液”是教材中的“活動與探究”類實驗，設計了學生分組實驗。

方案3中，課前學生通過微課學習兩實驗的實驗原理及實驗操作的要點和注意點，課中，無論是“觀察與思考”中的“萃取和分液”，還是“活動與探究”中的“配制一定物質的量濃度溶液”，都讓學生自己動手實驗、練習操作，教師巡視、引導、糾正學生的操作錯誤。將“萃取和分液”實驗由演示實驗改為分組實驗，為學生增加了操作練習的機會。

2.2.2 實施教學

當教學進行到相應的內容時，由同一教師對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組分別采用表2中教學方案1、2、3完成翻轉實驗教學。“萃取和分液”三種方案的教學所用學時均約為0.5課時，“配制一定物質的量濃度溶液”三種方案的教學所用學時均約為1課時。兩個實驗的三種方案在教學時間分配上略有差異，方案1課中不做實驗，師生花較多的時間討論學生觀看視頻過程中不理解的操作，同時完成實驗作業；方案2和3中，將更多時間花在實驗操作上，實驗作業花的時間較少。

2.2.3 調查測試

為了比較三組學生對實驗操作的掌握情況，分別編制課后測試題。其中“萃取和分液”測試時間為20分鐘，見表3，“配制一定物質的量濃度溶液”測試時間為25分鐘，見表4。兩套測試題與課中實驗作業相比較，在考查實驗基本概念、原理等知識上基本相似，只是題型稍作改變，增加了利用學會的實驗操作解決實際化學問題的操作能力考查。

3 數據統計和分析

3.1 測試成績統計

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組分別采用三種翻轉教學方案完成“萃取和分液”和“配制一定物質的量濃度”實驗教學，并且分別進行了測試，測試成績統計見表5。

“萃取和分液”實驗翻轉課堂教學中，方案3（課前學習實驗原理，且通過觀看微課中的實驗視頻了解實驗操作要點和注意點，課中學生練習操作）教學效果明顯優于方案2（課中教師演示實驗操作，學生觀察），方案2略優于方案1（僅在課前學生觀看實驗視頻）。“配制一定物質的量濃度”實驗翻轉課堂教學中，方案3（課前學習實驗原理，且通過觀看微課中的實驗視頻了解實驗操作要點和注意點，課中學生練習操作）教學效果明顯優于方案2（只在課中學生自主練習操作），方案2略優于方案1（僅在課前學生觀看實驗視頻）。

3.3 原因分析

“操作練習型實驗”是實踐性較強的一類實驗，操作的技能需要通過不斷的練習才能熟練掌握。方案1的實驗教學過程中，雖然教師提供的實驗微視頻對實驗操作相關的概念、流程、注意事項、操作規范進行講解，并且有標準實驗過程示范，但卻沒有提供環境讓學生進行操作練習。因此，方案1的教學效果不理想。

方案2中，“萃取和分液”實驗是通過教師的演示將實驗有關的概念、操作要點和注意點呈現給學生，學生只通過觀察教師的操作示范來學習，同樣缺失了獨立操作練習。“配制一定物質的量濃度”的翻轉實驗教學中，盡管課前學生根據學習任務單預習了實驗的相關知識、方案和操作，但課文中呈現的圖片只是對實驗方案作簡要說明，如對“引流”操作提示時，只說注意“不要讓溶液灑到容量瓶外”，至于如何不讓溶液灑到容量瓶外，并沒有說明，因此，操作錯誤很多。課中教師也進行了指導，但由于操作錯誤多，指導不能做到及時。方案2中兩個實驗的教學效果雖略比方案1好，但并不是非常滿意。

方案3的翻轉實驗教學中，課前先學習實驗知識且觀看“萃取和分液”、“配制一定物質的量濃度”兩實驗微視頻，學生通過觀看視頻了解實驗操作過程、要點、注意點和容易出現錯誤的地方，這比方案2中僅通過預習課文取得的效果好。課中學生自己動手實驗、練習操作時，操作錯誤明顯減少，同時教師及時指導，教學效果較好。

因此，對于操作練習型實驗，進行翻轉課堂教學時，較好的方法是利用微視頻的優勢，課前讓學生學習實驗知識且觀看實驗視頻，了解實驗操作的要點和注意點，在課中再讓學生自主練習操作，掌握操作技巧，教師巡視、引導、糾正學生的操作錯誤，教學效果更好。特別對于學習能力較弱的低分區學生，自主練習操作更為重要。

4 研究啟示

根據以上研究，可得到以下幾方面啟示。

第一，對于“操作練習型實驗”，操作訓練是取得較好教學效果的保證。“操作練習型實驗”的教學目的是使學生掌握實驗操作技能，并且運用這些技能解決化學學習過程中碰到的實際問題。不能因為翻轉課堂，只讓學生課前通過視頻學習實驗，剝奪學生動手操作的機會，而將課堂活動變成課堂練習。

第二，翻轉課堂教學中課前自主學習是重點。設計“操作練習型實驗”翻轉課堂微課時，應注意引導學生根據學習任務單仔細閱讀教材，細致觀看實驗視頻，關注實驗的注意點、易錯點、關鍵點，摘錄遇到的問題，為課中獨立實驗作好充分準備。

第三，建立課前學習、課中活動、課堂檢測之間的聯系，不能將課堂變成課前學習的簡單重復。“操作練習型實驗”的知識、原理一般較簡明，盡量讓學生課前自己先學，老師利用微視頻作指導。課中將主要精力放在解決更為重要和困難的操作練習上。設計課堂檢測題時將考查的重點放在實驗操作要點、關鍵點的考查上，通過考查，暴露學生操作上的問題，并且通過師生的討論及時糾正。三個環節的教學側重點各不相同，有利于提高實驗教學的效率，從而幫助學生學會學習。

此外，綜合分析以上三種教學方法可以看出，對于“操作練習型實驗”，實驗原理的理解是前提，充分的操作練習、掌握操作要點是關鍵，課堂作業是補充，能幫助學生進一步鞏固學習的操作。因此，“操作練習型實驗”實驗翻轉課堂，最優的處理方法可能是“通過微課引導學生課前自主學習教材掌握實驗的原理、觀看實驗視頻了解實驗操作要點，同時思考學習任務單中的提示性問題；在課堂上回顧操作要點，交流操作關鍵，進行操作練習，再通過完成實驗作業鞏固實驗操作”。

總之，“操作練習型實驗”實驗翻轉課堂教學方法有多種，只有不斷實踐、思考、積累、總結和完善，不斷進行優化，才能取得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]張躍國，張渝江.透視“翻轉課堂”[J].中小學信息技術教育，2012，（03）：9～10.

[2]朱宏潔，朱赟.翻轉課堂及其有效實施策略芻議[J].課程與教學，2013（8），79～83.

[3]高中化學實驗基本操作翻轉課堂的幾種做法和分析[EB/OL].（2013-10-10）[2014-10-12].http：//wenku.baidu. com/view/b01ef01b31b765ce05081474.html.

[4]黃敏文，彭秋霞.翻轉課堂在中學化學實驗教學的應用探究[J].廣東化工，2014，41（13）：293.

[5]馮維.現代教育心理學[M].重慶：西南師范大學出版社，2007：19.

[6]金陵.用“學習任務單”翻轉課堂教學[J].中國信息技術教育，2013，（3）：20.