翻轉課堂在《無機材料物理與化學》教學中的實施策略

王莉 常鷹

摘要：在無機材料類的專業基礎課《無機材料物理與化學》的講授中，采用翻轉課堂教學法，課前強調和細化預習任務，課堂上有效地組織學生思考、發言、討論，以及老師答疑解惑，不僅可以在很大程度上避免傳統課堂存在的諸多問題，還能夠培養學生自主學習的能力，同時激發學生的創造性，提高課堂教學效果和質量。

關鍵詞：翻轉課堂;無機材料物理與化學;教學

中圖分類號：G807? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）11-0191-02

一、引言

翻轉課堂（“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”）最初是美國科羅拉多州一所中學的化學老師嘗試進行的，開始是老師錄制課程視頻為缺席的學生補課，后來逐漸發展到讓學生課前自行在家看視頻自學，課堂上由老師給學生進行答疑輔導等幫助。隨著互聯網的發展，這一模式不僅在美國學校教育中得到了廣泛使用，在其他很多國家的基礎教育和高等教育中也很快推廣開來。

翻轉課堂顛覆了傳統的“老師講，學生聽”的“灌輸型”、“填鴨型”被動式課堂教學方式，利用豐富的、日益完善的網絡信息資源，通過課前自學，讓學生掌握學習的主動權，成為學習的主角。這種以學生為主體、老師為主導的課堂模式有利于充分調動學生的積極性，培養學生的自學能力、探究問題的能力和創新能力，從而全面提升其綜合素質。

二、新的教學方法面臨的挑戰

隨著教育信息技術的日新月異和全新教學理念的引進，傳統的教學方式越來越多地受到質疑和沖擊。以《無機材料物理與化學》為例，本課程是無機材料類的主要專業基礎課。適用于無機非金屬材料中的新型陶瓷、傳統陶瓷、玻璃、晶體、半導體、石墨、薄膜、復合材料以及耐火材料專業。其他像硅酸鹽工程，包括水泥與混凝土材料、建筑材料及裝飾材料等專業也可參考。課程內容極為豐富，涵蓋面廣，如果按照傳統的教學方法，學生課前不預習，只單純依靠老師的課堂講授，一學期32個學時的時間會非常緊張，而且學生在課堂上會感覺學習吃力，大大降低了學習興趣和熱情，導致學習質量和學習效果差。因此，傳統的教學方法無疑存在很大的弊端。

翻轉課堂把學習主動權交到學生手里，但同時對學生和老師也是一種新的挑戰。首先，學生必須有很強的自律自覺性，這樣才能夠完成翻轉課堂第一步驟的要求。如果第一個環節不能很好完成，學生對基本的客觀內容都沒有掌握，課堂上的討論將無法進行，老師不得不對學生不會的、沒有學過的部分加以講解。那么，翻轉課堂又會在實質上變成傳統課堂的形式。其次，翻轉課堂對老師也有更高的要求，老師不僅在專業方面必須能夠非常熟練地駕馭教材，還要成為多面手，學會制作前期學生的學習素材。

三、翻轉課堂在《無機材料物理與化學》教學中的應用

首先，選擇合適的教材以及參考資料。在《無機材料物理與化學》教學中，我們選擇武漢理工大學出版社出版的《無機材料物理化學》和化學工業出版社出版的《材料物理化學》作為主要教材，加上牛津大學出版社出版的英文版Atkins' Physical Chemistry作為參考教材。中文教材為主，輔助的英文教材可以讓學生根據自己的實際情況拿來做參考。對于英語水平比較高的學生，鼓勵他們嘗試閱讀全英文的教材，從而對所學的知識有更加全面深入的了解和掌握。

其次，落實學生的課前預習和準備，通過布置學習計劃和作業來引導學生實施。在翻轉課堂的教學模式下，課前預習和準備是非常重要的一個環節，絕對不能流于形式，否則課堂討論和答疑等后續工作就會沒法進行，原定的任務無法完成，課堂任務還是會回到傳統的由老師講解教授課本知識為主上面，翻轉課堂也就只是流于概念。因此，老師應該根據每次課的具體內容，將要求學生掌握的知識點詳細地列出來，包括重點和難點，以及需要解答的問題。有的問題可以直接從課本上找答案，比如定義類，什么是無機材料的熱熔、形變等，有的則需要拐個彎思考一下，如果學生仔細看資料、聽講解，找到這些問題的答案并不難。還有的難點和問題不一定要求學生能夠找到答案，但是讓他們對于相關問題有所思考和探索，同時也為課堂討論打下基礎。根據授課內容制作的視頻和PPT，也要短小精悍，既要有細致的講解，也要能夠吸引學生注意力。

比如在無機材料的光學性能這一部分的學習包含很多方面，比如介質的折射率及相對折射率、影響折射率的因素、介質對光的吸收規律、光吸收與光波長的關系、無機材料的不透明性（乳濁性）和半透明性、乳濁機理等。對于基礎概念的了解主要是盡量讓學生在課前弄懂，給學生布置的課前預習也詳細闡述了這些知識點。學生可以根據自己的實際情況自主規劃學習，包括學習進度和學習時間等。課堂上采取讓學生綜述、課堂報告以及回答問題等形式檢查學生的學習效果。而對于后面涉及提高無機材料的透光性的措施、改善乳濁性能的工藝措施等部分，則是上課重點要檢查和探討的內容，課前預習的布置則盡量設置相關問題，讓學生自己聯想到相關方法。由于學生自身學習能力和努力程度不同，完成的情況差異性很強，就需要課上通過小組學習和老師的點評答疑去補充完善。

再次，有效組織課堂教學活動。如果前面一個階段，學生的課前預習和準備工作能夠順利預期完成，課堂教學在花少量時間檢查學生預習情況之余，更多的時間在于討論和解答學生在預習階段出現的疑問。課堂環節可以讓學生以小組形式作報告，鼓勵學生獨立思考的同時也加強團隊合作。在這個過程中，如果下面的學生認真聆聽并加以思考，會對自己先前的疑問有所啟發，這個時候能力強的學生或許可以找到問題的答案，所以報告結束可以讓學生就報告內容互相探討。但是在整個過程中，老師也應該思考學生的思路，看看他們解不開問題的原因在哪里，以及找到問題答案的方法又是怎么樣的，這樣才能在關鍵的時候拉學生一把，通過具體的實例分析，或者相關的科學實驗以及隨堂練習引導學生進行分析以及利用本章所學的知識，比如乳濁機理、常用乳濁劑等找到改善乳濁性能的工藝措施，讓他們最終真正掌握應該學會的內容。

《無機材料物理化學》課程設定為每次兩節課90分鐘的時間，一般首先安排學生做綜述報告20—30分鐘，學生分組討論交流10—20分鐘，老師點評講解40分鐘左右。在學生做綜述報告以及討論期間，老師應該注意時刻掌握課堂動態，維持課堂秩序，保證學生認真聆聽其他同學的發言，而討論也絕對不能流于形式，應該引導學生開動腦筋積極思考，鼓勵他們大膽發言和質疑，尤其要關注思維不活躍、學習比較被動、不愿意回答問題的學生，讓學生在團結協作中開展有效的交流活動，從而培養他們解決實際問題的能力和創新能力。

四、結語

和以往采用傳統“填鴨式”的方式講授《無機材料物理化學》相比，采用翻轉課堂方式的好處在于學生能夠把握學習的主動權，而且由于課前預習無與倫比的重要性，預習內容布置的細化和精確性讓學生在自己學習的過程中有明確的方向，而不是像傳統課堂那樣流于形式和表面，導致學生對課堂任務和目的不明確，最終使課堂教學效果大打折扣。掌握了學習主動權，學生的學習興趣和積極性也大大提高，因此效果也顯而易見。

翻轉課堂不僅培養了學生的自學能力，還能培養他們解決問題的能力，這對學生來講無疑是極好的鍛煉。但翻轉課堂同時也要求學生具有高度的自覺性。對于老師也要求他們在本專業方面投入更多的時間和精力，包括制作和教材相關的視頻和PPT。以學生為主體，并不是老師放任不管，恰恰相反，老師應該緊跟學生的思路，時時刻刻把握和預測他們有可能出現的錯誤，以及錯誤的原因，然后調整講課的內容和方式，把學生拉到正確的軌道上來。因此，老師看似退居幕后，實際的工作量卻大大增加。

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The Implementation Strategy in Flipped Classroom of Physics and Chemistry of Inorganic Materials

WANG Li1，CHANG Ying2

（1.School of Foreign Studies，Hubei University of Technology，Wuhan，Hubei 430068，China;

2.School of Materials Science and Engineering，Hubei University of Technology，Wuhan，Hubei 430068，China）

Abstract：The method of the flipped classroom has been adopted in the teaching of Physics and Chemistry of Inorganic，which emphasizes and refines the preview of tasks before classes，and requires students' active participation and teacher's effective organization and guidance in the classroom.This method can avoid many shortcomings in the traditional classroom，cultivate students' ability of self-study and stimulate their creativity as well.

Key words：flipped classroom;physics and chemistry of inorganic materials;teaching