翻轉課堂在高師無機化學教學中的應用

白鶴龍，陳佳明，宋 哲

(長春師范大學化學學院，吉林 長春 130032)

無機化學是一種研究無機化合物的化學，是化學領域的一個重要分支，是理論課程的一個組成部分。對于無機化學課程的整體效果的把控，不僅會對今后學生所學的專業課產生一定的影響，還會對學生學習化學的興趣和態度產生影響。教育領域的信息化漸趨完善，使高等教育有了新的內涵與發展方向。與網絡中的數字化教學資源相結合，改革現有的教學模式，形成可持續發展的新型教學模式成為一種發展趨勢。在日常的教學工作中將融媒體與傳統授課方式加以融合，形成新式的教學模式，將會提高教學質量，提高學生學習無機化學的能力。翻轉課堂可以體現學生的學習主體性，激發學生在無機化學課堂學習時的主動性與積極性，是提升學生對知識的理解能力的有效方式[1]。

1 翻轉課堂在高師化學教學中的應用現狀

翻轉課堂要求教師上課前將課程所必須要掌握的知識和教學大綱通過QQ或微信的群公告等形式等發送到群中，使學生在接受正式課程之前對本次課程的學習目標、教學重難點以及大綱、進度安排以及評估方式等有初步的了解，并且運用網絡課程資源，讓學生觀看一些優質的網絡課程，進行課前知識的儲備和學習。視頻內容的設定一般為簡單的概念和性質，讓學生可以自行理解和學習，使課堂學習高效化[2]。

近年來，翻轉課堂已經滲透到各個學科之中。以化學學科為例，北京師范大學、東北師范大學等高校都積極探索應用翻轉課堂的模式進行教學，將學生自學與多媒體技術相結合，打破傳統照本宣科的教學模式。自2018年以來，陸續有多所高校申報翻轉課堂項目，進行多方面的創新和實踐。

2 翻轉課堂在無機化學教學中的設計

以宋天佑主編的《無機化學》第三版為例，學生可通過愛課堂在線開放課程熟悉章節知識點，并制作自己的課件。用適合的方式展現不同的知識點和學習內容是一個需要認真考慮的問題，也是翻轉課堂教學成敗的關鍵。

我們將相近章節的在定義、相關計算等有許多相似之處的知識點集中在一起學習，既節省了學時，又達到了事半功倍的效果。宋天佑主編的《無機化學》第三版中包括計算類、理論類、元素各論三部分教學內容，計算類包括化學基礎知識(第1章)、化學熱力學基礎(第2章)、化學反應速率(第3章)、化學平衡(第4章)、酸堿解離平衡(第8章)、沉淀溶解平衡(第9章)、氧化還原反應(第10章)；理論類包括原子結構和元素周期表(第5章)、分子結構和共價鍵理論(第6章)、晶體結構(第7章)、配位化學基礎(第11章)；元素各論包括堿金屬和堿土金屬(第12章)、硼族元素(第13章)、碳族元素(第14章)、氮族元素(第15章)、氧族元素(第16章)、鹵素(第17章)、氫和稀有氣體(第18章)、銅副族元素和鋅副族元素(第19章)、鈦副族元素和釩副族元素(第20章)、鉻副族元素和錳副族元素(第21章)、鐵系元素和鉑系元素(第22章)、鑭系元素和錒系元素(第23章)[3]。

2.1 翻轉課堂在計算類教學內容中的設計

以第4章的化學平衡為例進行探討。化學平衡是大學無機化學教學的主要內容，包括化學反應平衡、水解平衡、電離平衡和沉淀溶解平衡，綜合性較強。因此，正確理解平衡常數的概念對化學教學具有重要意義。描述化學平衡狀態的平衡常數廣泛用于計算化學反應達到平衡時各物質的分壓、濃度以及判斷反應的方向等。目前，我國通用的無機化學教材中關于平衡常數的表達式有多種，他們結構不一、標準不同。對同一氣體反應，探尋它們之間的關系及如何運用它們進行計算，是在翻轉課堂中教師需要為學生提供驅動型問題的地方。由于前期的安排，學生通過觀看網課自主學習，已經對相關知識有一定的了解，針對老師提出的關鍵性問題進行自我思考以及互相討論[4]。

例如在第8章的酸堿解離平衡中，第1小節的解離平衡和第2小節的水解平衡讓學生用對比法學習解離與水解，找出這2種平衡的異同點，發現2類平衡反應是互逆反應。接下來所要思考的問題是怎樣用平衡常數去判斷一個可逆反應的進行程度，通過同學之間的互相交流和探討，增加學生對本節課程的掌握。而對第9章的沉淀解離平衡的討論，本質上是第8章的內容的延伸。它們都是以化學平衡的通性為基礎，進行知識點的遷移，通過對沉淀解離平衡的討論和分析，建立平衡常數的平衡觀。教師可以提出驅動性問題，如“總結沉淀平衡常數定量表示反應的進行程度”，這些問題可以讓學生自主思考，提示他們依據第8章所學過的知識，進行深入細致的思考，激發學生自主學習的熱情和動力。

2.2 翻轉課堂在理論類教學內容中的設計

高中階段，學生學習了一些物質結構的理論，為大學無機化學課程中物質結構的研究奠定了基礎。日后，學生將繼續學習結構化學，甚至量子化學等相關課程。因此，無機化學中物質結構的教學起銜接作用。材料結構的教學內容具有高度抽象性、系統復雜性和理論性強等特點，學生很難在短時間內掌握這部分內容，可能會對這部分內容失去學習興趣。但是，翻轉課堂的趣味性可以有效改善這一問題。

無機化學中物質結構章節比較抽象，例如第7章晶體結構的主要內容實際是以晶體結構及類型的學習為重點，探究金屬晶體、離子晶體、分子晶體以及晶體空間構造等。針對本章節的自身特點，教師可以布置手工作業，讓學生根據書上的原理自行設計晶體模型。在課堂中，教師對學生的引導和對課堂活動的規劃是必不可缺的。教師應該根據課程的實際內容以及學生的認知特點進行教學設計，使翻轉課堂達到更好的效果。以第6章的分子結構和共價鍵理論為例，在具體教學過程中我們將整章內容切割為10個知識點：路易斯理論、價鍵理論、雜化軌道、雜化軌道的類型、價層電子對互斥理論、價層電子對互斥理論、多重鍵的處理、分子軌道理論、分子軌道能級圖、雙原子分子的形成。內容細化后可以對知識點分析得更加透徹，促進學生理解。教師可以在課前向學生傳授科技前沿信息，學生在課上可通過觀看flash制作的三維動畫，直觀地理解這部分內容，一改以往語言描述不準確、不生動的問題，提高翻轉課堂教學的效果[5]。

2.3 翻轉課堂在元素各論教學內容中的設計

元素化學部分是無機化學教學的重點和難點，也是無機化學課程的核心。這一部分主要是按照元素周期表的順序系統地介紹元素及其化合物的制備、性質、反應及它們之間的聯系和規律，第12～23章為元素各論的內容。翻轉課堂涉及到各章中的重點難點，將章節內容細化分類。學生通過網課回顧已經學習了的相關知識要點，然后對剛學過的元素化學內容進行一定的解釋，進一步領會元素及其化合物的組成、結構特征、性質、制備以及各元素之間的聯系和規律。課后，教師可以引導學生以表格的形式歸納、對比、總結元素的相關性質。在第17章鹵素翻轉課堂中，學生可利用分子軌道理論和雜化軌道理論、價層電子對互斥模型等方式推斷鹵素化合物的分子結構和雜化類型。在元素化學翻轉課堂中，輔以融媒體教學手段，既避免了教學內容的枯燥乏味，又增大了信息量，彌補授課學生知識面不夠廣泛的問題，使翻轉課堂的教學效果進一步提高[6]。

3 翻轉課堂教學模式考核體系的構建

翻轉課堂對學生課后的自主學習十分關注。如果在這種教學模式下使用現有的評價方法，將會影響教學效果。翻轉課堂教學模式的課程評價需要改革和創新，建立促進學生、教師和課程持續發展的評價體系，即建立發展性課程評價體系，形成多角度、多樣化的評價體系。課堂上演講的質量、語言表達能力、實踐操作能力、交流的數量等都可以進行量化考核。在具體翻轉課堂的實施過程中，翻轉課堂的評定體系可以用以下方式進行探究：第一階段，教師對翻轉課堂效果進行打分，包括課堂表現、課前課后作業完成情況。具體進行評估的話，教師可以采用調查問卷的方式讓學生參與效果評定。關于基礎知識掌握情況和實踐操作能力的內容，可以在期末組織學生統一考試。第二階段，隨機抽取學生的報告、演講等。教師和學生一起對演示的內容進行評論和提問。第三階段是解決問題。教師分析課前學習情況，提出問題的關鍵。然后，每組學生從不同角度深入分析問題。第四階段是理論知識的總結和任務的修改及思維的改進。小組內部溝通，總結意見，由小組代表匯報[7-8]。

通過多種形式進行的全方位、多層次的評價，可以使翻轉課堂發揮更大的效果。課程評價在整體的課程改革中發揮了質量監控的作用，是課程改革成敗中的一個關鍵環節。

4 結語

目前，翻轉課堂雖然正在如火如荼地進行之中，但仍然處于初級階段。當前，高師院校要加強翻轉課堂的建設。作為新時代的教育工作者，我們應當勇于接受新的挑戰，投身時代洪流，積極響應國家號召，努力實施和踐行翻轉課堂新理念。