基于MOOC+SPOC的無機化學實驗翻轉課堂教學改革與探索

趙立杰 汪建新 王舒 趙樺萍 白麗明

(齊齊哈爾大學化學化工學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

無機化學實驗是化學、化工及相關專業學生進入大學后接觸的第一門實驗課，主要目的是培養學生分析問題、解決問題的能力，為后續課程及今后的實際工作打下良好的基礎。然而，由于種種因素的限制，傳統的無機化學實驗教學效果不夠理想。

1 傳統教學對無機化學實驗的制約因素

1.1 學生實驗基礎差，課前預習準備不充分

由于化學實驗不是高考必考科目，很多學校高中階段沒有開設化學實驗課，致使很多學生對化學實驗儀器的認知不到位，大都停留在認識課本上圖例的水平。同時，由于學生自學能力不強，實驗教材上的實驗內容描述往往又過于簡潔，學生無法領會，只是把教材上的內容機械的抄在預習報告上，根本沒有弄懂實驗，導致課上忙于照方抓藥,嚴重影響教學效果。

1.2 實驗課課堂學時少，教學方式單一

傳統無機化學實驗教學采取教師講解-演示，學生做實驗的模式，教師擔心學生預習不充分，在課堂上講解過細。這種教學模式使學生在學習上處于被動接受狀態，不能夠積極思考實驗問題，不利于培養學生的自學能力和創新意識。另一方面，由于課堂時間有限，學生要在短時間內完全理解和記憶教師的講解和演示細節也有一定的困難。有時還會因人多等原因而無法完整觀摩實驗演示。講解過細還會過多占用課堂時間，減少了學生動手做實驗的時間，學生只能夠手忙腳亂地完成步驟，根本談不上在實驗中培養學生的創新能力[1-2]。

2 慕課(MOOC)引入無機化學實驗翻轉課堂教學的優勢

翻轉課堂指課堂師生角色互換，由學生來決定如何學習以及什么時候學習，是對傳統課堂教學的大膽突破[3]，能提高學生學習的主觀能動性，深受自學能力強的學生的青睞。

翻轉課堂的組織實施可分為“課前自學、課內深化、課后升華”三個階段。課前自學階段教師提供資料，布置學習任務，并指導、督促學生自學。課前自學是翻轉課堂最重要的環節，但傳統的書本自學枯燥、不直觀，自學難度大，容易產生厭學情緒。作為互聯網與傳統課堂深度融合而產生的新型教學模式——慕課可以作為學生課前自學的重要平臺，為翻轉課堂的教學提供了一種更適于學生課前自學的方式。

根據學生注意力持續時間短的特點，慕課視頻將實驗的知識點分割制作成多個不超過10分鐘的視頻。通過分步演示、詳解介紹每一個化學器皿、儀器的使用方法，保證每個學生都能夠清楚觀看實驗操作步驟，觀察實驗現象，既避免了傳統教學中由于人多使得個別學生無法清楚地觀摩實驗的問題，也能夠避免因教師講解時間過長而導致的學生注意力不集中、溜號等現象。慕課視頻將實驗儀器直觀呈現在學生面前，生動形象，使枯燥乏味且難于理解的實驗術語、原理和儀器操作通過視聽認知聯系起來，使實驗教學變得生動有趣、形象直觀，有助于激發學生的學習興趣[4]。

傳統實驗教學中教師在有限的時間內講解實驗內容，難免存在個別學生聽不清、聽不懂、記不住的現象。慕課視頻具有回放性，為不同基礎的學生提供了根據需要進行反復觀摩實驗的機會。重復多次的觀摩學習有利于實驗操作的強化記憶，為實際操作做好準備。同時，學生通過提前觀看慕課視頻，可以提高學習參與度，激發學生的學習興趣，促進學生對實驗內容的理解和記憶。另外，由于班級較多，教師要向每個班級的學生重復講授相同的內容，工作強度大；學生提前觀看慕課視頻進行線上自主學習，避免了老師大量的重復勞動，提高了實驗課堂教學效率。節省下來的課堂教學時間還可以用于現場交流與討論，提高了教學質量[5]。

一些偏遠地區的高校實驗室條件相對落后，師資力量薄弱，學生動手機會少，化學實驗教學質量不高。慕課資源是免費開放的，這些高校的學生可以通過慕課平臺參加國內知名院校實驗課程的在線學習，從而提高教學質量和學生的科學素質，提高教學質量。

3 基于MOOC+SPOC翻轉課堂教學的無機化學實驗教學

盡管慕課有著很多傳統課堂無法比擬的優勢，線下教學所具備的多方位互動效果和教學控制仍是線上教學較難達到的。另外，不同學校教學大綱、教學內容也不盡相同，因此線上線下的融合就成為當前最好的嘗試。SPOC(small private offline course)是將傳統教學模式與互聯網教學模式相結合的混合教學模式，是二者優勢的融合創新。我校使用的清華大學的在線學堂就提供了這樣一個個性化教學平臺。

課前自學階段：教師在平臺的通知欄目通知需要預習的實驗題目，在課程導學中上傳需要掌握的知識，把選定慕課資源推薦給學生。對于慕課中沒有的實驗項目，教師自己錄制教學視頻，上傳到知識點微視頻模塊中。要求學生通過觀看視頻了解實驗的目的、原理、實驗步驟和注意事項，以及涉及的基本操作。為了更好地督促學生自學，可以把學生分為若干小組，由組長負責組織小組成員的自學、討論。我們設計了大量判斷題和選擇題，要求學生在在線測試中回答。對于一些重點、有共性的問題要求學生在答疑討論模塊中積極討論，并引導學生得出正確結論。

課內深化階段：教師提前檢查學生的預習成果，要求學生以小組為單位講解實驗，演示實驗涉及的基本操作和儀器的使用。讓學生走上講臺、參與課堂教學，是一個“知識輸出”的過程，只有將知識充分內化，才能自由地組織、表達。這一過程中學生真正成為了學習主體，教師只是起引導作用，這有助于培養學生自主學習、探究協作的能力。

課后升華階段：實驗結束后，學生可以在平臺上對實驗過程中遇到的問題難點提出自己的想法，互動交流，分析原因，總結經驗并討論分享。該過程是對知識的升華，對培養學生能力更加重要。這一過程極大的調動了學生學習的積極性、培養了發現問題、分析問題、解決問題的能力，提高了學習質量，并有效地支持了學生深度學習。

4 結論

MOOC提供了豐富的教學資源，給學生創造了良好的自主學習條件，彌補了傳統教育模式的不足，SPOC極大地促進了慕課與傳統教育方式的融合，使兩者優勢互補。基于MOOC+SPOC的翻轉課堂能最大限度實現線上線下融合的混合式教學，達到傳統教育模式下難以達到的教學效果。我校2019級無機化學實驗教學中運用了MOOC+SPOC翻轉課堂教學的教學模式，培養了學生自主學習能力，提高了教學效率，取得了較好的教學效果。