翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于高等院校無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

楊玉玲 楊昱

摘 要 基于翻轉(zhuǎn)課堂，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探索無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式，并且在教學(xué)過(guò)程中以問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，立足于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)交流能力，著眼于學(xué)生的高效學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 翻轉(zhuǎn)課堂;無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);自主學(xué)習(xí);MOOC

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）08-0116-03

Research on Application of Flipped Classroom Model in Inorganic

Chemistry Experiments in Colleges and Universities//YANG Yu-ling， YANG Yu

Abstract In this paper， based on the flipped classroom， combined with their own teaching practice， the teaching model of inorganic chemistry experiment course was explored. In the process of tea-ching， we should stimulate interest in learning with questions， culti-

vate the ability of autonomous learning， expression and communi-cation， and focus on students efficient learning.

Key words flipped classroom; inorganic chemistry experiment; auto-

nomous learning; MOOC

1 引言

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為應(yīng)用化學(xué)系學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門(mén)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，是后續(xù)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課等課程的重要基礎(chǔ)。此課程涵蓋了化學(xué)的基本原理以及化學(xué)元素的各個(gè)方面，知識(shí)點(diǎn)眾多。所以，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)有著直接和深遠(yuǎn)的影響。

翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom）是21世紀(jì)初開(kāi)始興起的一種將傳統(tǒng)課上教師講授與課下學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的新型教學(xué)模式。知識(shí)的傳授通過(guò)任務(wù)清單，借助信息技術(shù)在課前完成，而知識(shí)的內(nèi)化過(guò)程則是由教師在課堂上通過(guò)個(gè)別指導(dǎo)、小組合作、師生探究完成的。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式可以讓學(xué)生借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，利用網(wǎng)絡(luò)豐富的課程資源，靈活互動(dòng)地學(xué)習(xí)交流。

2 在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中引入MOOC等網(wǎng)絡(luò)資源的必要性

目前，傳統(tǒng)的教學(xué)模式仍被無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)廣泛采用，大部分時(shí)間以教師作為主體，在實(shí)驗(yàn)課堂上講解實(shí)驗(yàn)知識(shí)和進(jìn)行操作演示。在這樣的“填鴨式”教學(xué)中，學(xué)生機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，缺乏思考，當(dāng)然也記不牢實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，結(jié)果導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)模式課堂效果不理想。在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試中，很多學(xué)生出現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱記憶不清、會(huì)遺忘操作過(guò)程等問(wèn)題。因此，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)有效地提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，是亟待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)很難適合大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因此應(yīng)該引進(jìn)更科學(xué)、更有效的教學(xué)模式。

基于以上情況，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革，學(xué)時(shí)數(shù)由原來(lái)的80學(xué)時(shí)調(diào)整到64學(xué)時(shí)，內(nèi)容包括元素各論和化學(xué)基本原理兩大部分。同時(shí)，為了培養(yǎng)高素質(zhì)的具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才，也為了更好地應(yīng)對(duì)MOOC等在線課程的興起對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式所帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，將“無(wú)機(jī)化學(xué)資源共享課”和“無(wú)機(jī)化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室”等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源引入無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中。合理且有效地調(diào)動(dòng)及利用課外時(shí)間，節(jié)約出學(xué)生課內(nèi)學(xué)時(shí)，由此開(kāi)展師生合作探究式和問(wèn)題式、啟發(fā)式等教學(xué)方式。

3 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中不確定因素的調(diào)控

翻轉(zhuǎn)課堂在實(shí)施過(guò)程中存在許多不確定的影響因素。學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的質(zhì)量也是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式成敗的關(guān)鍵，而這一教學(xué)環(huán)節(jié)恰恰是在教師的關(guān)注之外。教師如何讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更高效呢？如何幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問(wèn)題？這些都是翻轉(zhuǎn)課堂最為重要的問(wèn)題，不僅要面對(duì)，還需要考慮如何解決。采用江蘇省蘇州市電教館館長(zhǎng)金陵設(shè)計(jì)的“學(xué)習(xí)任務(wù)單”，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)指南、問(wèn)題設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)測(cè)試、學(xué)習(xí)反思等，有效地監(jiān)控學(xué)習(xí)過(guò)程。

4 無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

基本特征

1）教師角色的轉(zhuǎn)變。教師從傳統(tǒng)課堂中的知識(shí)講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和合作探究者，不再是知識(shí)交互和應(yīng)用的中心，只是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和指導(dǎo)。

2）課堂時(shí)間的分配。減少教師在課堂上講授的時(shí)間，對(duì)學(xué)生合作探究的時(shí)間給予充分的保證，在保證基本知識(shí)展示量的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)課堂中師生的交互性。

3）學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變。借助于豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生可以進(jìn)行自我知識(shí)延伸，可以自我控制學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)地點(diǎn)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)容量，真正成為學(xué)習(xí)的主體。

流程設(shè)計(jì) 在上課前，教師將教學(xué)視頻放在QQ空間或者公郵里，供學(xué)生自行下載觀看。教學(xué)視頻基于教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情，對(duì)課程資源進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境和情景。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以根據(jù)自己的節(jié)奏和時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，懂了的快速跳過(guò)，沒(méi)懂的反復(fù)觀看，也可停下來(lái)仔細(xì)思考和做筆記。課堂上大部分時(shí)間可用于學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)和學(xué)生作業(yè)的展示。因此，翻轉(zhuǎn)課堂有利于師生深層次互動(dòng)，教師有機(jī)會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分別指導(dǎo)，開(kāi)展因材施教。具體教學(xué)流程如圖1所示。

案例分析 以“摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)為例，分析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用情況。

1）課前。在課前一周，學(xué)生先要進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)過(guò)程，可以通過(guò)下載教師發(fā)布的學(xué)習(xí)素材作為參考資料展開(kāi)。先由課件掌握“摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的基本原理，再借助視頻了解實(shí)驗(yàn)的基本操作及步驟。會(huì)設(shè)置一些測(cè)試題分布在整個(gè)觀看過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)相關(guān)測(cè)試，才能進(jìn)行下面的學(xué)習(xí);未通過(guò)者，需要重新學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。最后，在課前學(xué)生需要完成有關(guān)思考題，如：本實(shí)驗(yàn)采用的是排水法測(cè)定氫氣的體積，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？如果操作不當(dāng)，裝置出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，需要怎樣處理？類似的預(yù)見(jiàn)性題目的思考可以引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，久而久之，就養(yǎng)成獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。在課前學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生要養(yǎng)成記錄問(wèn)題的好習(xí)慣，先盡可能通過(guò)自己查找資料來(lái)解決問(wèn)題，如果仍有未解決的問(wèn)題，可以拿到課堂與教師、同學(xué)進(jìn)行討論。教師可以適當(dāng)要求學(xué)生準(zhǔn)備相關(guān)問(wèn)題，以供討論。

2）課堂。課堂主要包括三步，即課前預(yù)習(xí)、課中操作和課后總結(jié)，教師組織學(xué)生有序開(kāi)展。在課前預(yù)習(xí)階段，教師首先帶領(lǐng)學(xué)生討論在“摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)素材學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的未解決的問(wèn)題;要在學(xué)生討論后進(jìn)行總結(jié)，對(duì)于不規(guī)范、不全面的回答給予糾正和補(bǔ)充。對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作步驟中的注意事項(xiàng)，教師必須反復(fù)強(qiáng)調(diào)，因?yàn)閷W(xué)生預(yù)習(xí)觀看和真正的操作過(guò)程還是有很大差距的。在“摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，保持內(nèi)外大氣壓一致是學(xué)生普遍容易忽略的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)在課堂上組織學(xué)生觀察自己的示范練習(xí)，通過(guò)示范練習(xí)加深學(xué)生的印象，并通過(guò)關(guān)于錯(cuò)誤操作的講解，幫助學(xué)生成功地完成實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行階段，學(xué)生根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行，需要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和變化并進(jìn)行規(guī)范記錄。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)能力也是學(xué)生要重點(diǎn)培養(yǎng)的能力之一。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行階段的效率的提高也有賴于良好的預(yù)習(xí)。只有通過(guò)有效預(yù)習(xí)，大腦對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了充分了解，學(xué)生才能全神貫注于實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象的觀察。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行階段，教師要及時(shí)對(duì)學(xué)生操作進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)于一致性錯(cuò)誤進(jìn)行總結(jié)記錄。教師可以采取啟發(fā)、誘導(dǎo)的方法，讓學(xué)生能自己思考出實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤，這樣有利于學(xué)生加深印象。如為準(zhǔn)確讀取氫氣的體積，實(shí)驗(yàn)中收集的氫氣要恢復(fù)到室溫，而很多學(xué)生此時(shí)急于記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，忘記溫度的問(wèn)題。教師就要引導(dǎo)學(xué)生從理論上分析：為什么不同溫度，體積的讀數(shù)是不同的呢？由此提醒學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)溫度進(jìn)行控制。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)總結(jié)是非常必要的。教師可根據(jù)記錄的情況，組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，點(diǎn)評(píng)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和操作表現(xiàn)等。

3）課后。教師和學(xué)生課后可以通過(guò)QQ群及時(shí)討論有關(guān)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。學(xué)生在書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題或錯(cuò)誤進(jìn)行反思和總結(jié)。教師給定實(shí)驗(yàn)成績(jī)時(shí)要充分考慮課前預(yù)習(xí)、課上操作和課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)的情況，這樣才能比較客觀地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。

核心特點(diǎn) 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的研究性學(xué)習(xí)是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的核心特點(diǎn)。基于“共同主題—選擇性專題—系列化問(wèn)題”的課程平臺(tái)，支持“教”“學(xué)”交互。這種學(xué)習(xí)共同體，研究性學(xué)習(xí)大致分為六個(gè)階段。

1）主題凝聚階段：教師提出學(xué)習(xí)主題。

2）任務(wù)選擇階段：學(xué)生根據(jù)自己的特點(diǎn)，選擇問(wèn)題。

3）合作研究階段：學(xué)生根據(jù)問(wèn)題，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過(guò)QQ群及時(shí)討論有關(guān)的問(wèn)題。

4）碰撞交流階段：學(xué)生形成見(jiàn)解和強(qiáng)化理解，借助已有知識(shí)，能夠說(shuō)清楚認(rèn)識(shí)。

5）小組展示階段：學(xué)生組內(nèi)形成共識(shí)，分工協(xié)作展示。

6）內(nèi)化運(yùn)用階段：學(xué)生把知識(shí)內(nèi)化為自己的能力，用于解決問(wèn)題。

5 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)

運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析問(wèn)題的能力，還可以使學(xué)生具備提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生的能力水平得到全方面提升。

運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力 學(xué)生是翻轉(zhuǎn)課堂的主體，通過(guò)自主學(xué)習(xí)過(guò)程有效地完成教師布置的內(nèi)容，有利于提高小組合作學(xué)習(xí)能力。如N族元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自學(xué)內(nèi)容包括氧化物的結(jié)構(gòu)以及哪些氧化物具有離域Π鍵。學(xué)生可以通過(guò)教材和資料查到氮的六種氧化物的結(jié)構(gòu)，再分析離域Π鍵的情況，此時(shí)會(huì)遇到問(wèn)題：NO2有兩種結(jié)構(gòu)，哪一種趨于合理？要解決這個(gè)問(wèn)題需要查找資料。有人會(huì)提出NO2的鍵角問(wèn)題，不是預(yù)想的120°，而是134°，原因是什么？學(xué)生采用討論、分組交流等形式解決問(wèn)題，由此增強(qiáng)合作學(xué)習(xí)能力。

運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂提高學(xué)生的表達(dá)能力 當(dāng)今時(shí)代的大學(xué)生要面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，語(yǔ)言表達(dá)能力對(duì)未來(lái)工作至關(guān)重要。大學(xué)生不僅要有對(duì)問(wèn)題的理解能力，還需要具有表達(dá)問(wèn)題的能力。課上的討論過(guò)程和小組發(fā)言都是翻轉(zhuǎn)課堂的重要教學(xué)形式，這些活動(dòng)都能提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)和概括分析能力。語(yǔ)言表達(dá)能力的提高有利于學(xué)生建立信心。無(wú)論是課堂交流還是在線問(wèn)答，多種形式的交流都能提供給學(xué)生更多表達(dá)自己的機(jī)會(huì)。良好的語(yǔ)言表達(dá)能力可以顯著增強(qiáng)教學(xué)效果，改進(jìn)師生關(guān)系，建立和諧的課堂氛圍。

翻轉(zhuǎn)課堂提高了學(xué)生的交流能力 翻轉(zhuǎn)課堂最大的特色就是課上師生的交流、互動(dòng)。通過(guò)語(yǔ)言的碰撞，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式，讓學(xué)生在交流中提高分析問(wèn)題能力，通過(guò)教師的合理引導(dǎo)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。頻繁的互動(dòng)交流也有助于增進(jìn)學(xué)生之間的友誼。

調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性 翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生具備一定程度的自主學(xué)習(xí)能力和人際溝通能力，但是總有基礎(chǔ)薄弱或性格內(nèi)向、不善言辭的學(xué)生。教師尤其要關(guān)心這些學(xué)生，多做心理輔導(dǎo)。良好的課堂氛圍有助于學(xué)生大膽發(fā)言，因此，教師應(yīng)積極營(yíng)造一個(gè)輕松的氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的看法。蘇霍姆林斯基說(shuō)過(guò)：“人的心靈深處，總有一種把自己看作發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者的固有需要，這種需要在兒童的精神世界中尤其強(qiáng)烈。”教師在課堂上要循循善誘，給學(xué)生充足的時(shí)間去思考、交流、碰撞，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

6 結(jié)語(yǔ)

本文嘗試把翻轉(zhuǎn)課堂引入無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中來(lái)，通過(guò)對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的分析，并結(jié)合實(shí)踐應(yīng)用，有效提高了無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式還有一些問(wèn)題需要解決，還有一些環(huán)節(jié)需要完善，在探索的路上需要?jiǎng)?chuàng)新的勇氣、堅(jiān)持的力量。

參考文獻(xiàn)

[1]金陵.用“學(xué)習(xí)任務(wù)單”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2013（3）：20.

[2]趙妍.論翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)輕工教育，2015（5）：81-85.

項(xiàng)目來(lái)源：2018年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)“大北農(nóng)學(xué)者計(jì)劃”教育學(xué)人基金項(xiàng)目暨校級(jí)教育教學(xué)研究入庫(kù)項(xiàng)目“基于混合學(xué)習(xí)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的構(gòu)建與實(shí)踐”（課題編號(hào)：JYXRRK2018020）。

作者：楊玉玲、楊昱，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，講師，研究方向?yàn)闊o(wú)機(jī)化學(xué)教育（150030）。