“翻轉課堂”在高中生物實驗教學中的應用初探

李健湄 李玲

摘 要 通過闡述“翻轉課堂”教學模式，結合高中生物實驗教學現(xiàn)狀，運用實例探討“翻轉課堂”在高中生物教學中的實施過程。

關鍵詞 翻轉課堂 生物實驗教學 教學應用

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

實驗教學是生物教學過程的重要組成部分，《普通高中生物課程標準（實驗）》明確將培養(yǎng)學生的科學探究能力和提高學生的實驗基本操作技能列入了具體的課程目標，美國《2061計劃》《國家科學教育標準》提出將通過加強學生動手來提高自然基礎學科中學生的技能與能力的培養(yǎng)。由此可見，培養(yǎng)和提升學生的實驗基本操作技能，具有非常重要的意義。

新課程背景下，《普通高中生物課程標準（實驗）》共安排了68個探究實驗和實踐活動，比前教學大綱相應內容增加了40個。與此同時，高中生物教學相應課時并沒有增加。從中國知識資源總庫（CNKI）1979～2011年搜集到的相關文章來看，我國的中學生物實驗教學普遍存在因課時少，而縮短學生動手操作時間的現(xiàn)象。在現(xiàn)有課時基礎上，尋找可以增加學生動手實驗時間的實驗教學模式迫在眉睫。

2007年由美國科羅拉多州落基山“林地公園”高中化學教師喬納森·伯格曼和亞倫·薩姆斯開創(chuàng)翻轉課堂教學模式，并傳播，受到了學生和家長的廣泛歡迎。研究發(fā)現(xiàn)，翻轉課堂的教學模式恰好可以解決高中實驗教學，因課時限制導致學生參與度減少的問題。

1 翻轉課堂教學模式簡介

1.1 翻轉課堂的定義

傳統(tǒng)的教學過程包括知識傳授和內化兩個階段。知識傳授即教師在課堂中的講授，知識內化則通過學生在課后作業(yè)、課后操作或課后實踐來完成。而翻轉課堂則是這種教學模式的互換，知識傳授借助信息技術在課后完成，知識內化則在課堂中，由教師點播與學生之間合作完成。

1.2 翻轉課堂的教學模型

美國富蘭克林學院的Robert Talbert教授經過多年研究與教學積累，總結出翻轉課堂的實施結構模型（圖1）。該模型簡要地描述了翻轉課堂實施過程中的主要環(huán)節(jié)：課前，學生在家里觀看教師制作的教學視頻，并做針對性的練習，教師通過學生的答題情況進行備課；課堂上，教師通過課前對學生作答情況的了解，針對性解決學生疑惑，促進知識內化，最后進行總結評價。

2 翻轉課堂教學模式在高中生物實驗教學中的實施

以人教版高中生物學教材中“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”為例，闡述翻轉課堂教學模式的實施過程，探討該模式在高中生物實驗教學中的作用。

2.1 課前活動

2.1.1 分析教材，搜集素材，創(chuàng)建視頻

創(chuàng)建教學視頻是翻轉課堂教學模式的基礎，教學視頻創(chuàng)作必須立足于教材內容與學生學情之上。

根據教材，本節(jié)內容可分解為以下兩部分：

（1） 理論知識部分：① 鑒定4種有機化合物（糖類、脂質、蛋白質及淀粉）的試劑及其顏色反應；② 各實驗材料的選擇標準；③ 此處“糖類”指代還原糖而非其他糖類的原因。

（2） 實驗操作部分：① 選擇不同實驗材料的取材方法；② 每種鑒定試劑與待測樣品反應操作的步驟與注意事項；③ 鑒定還原糖試劑水浴加熱的原因；④ 斐林試劑與雙縮脲試劑使用注意事項；⑤ 復習顯微鏡操作步驟；⑥ 實驗操作過程安全事項。

課前，教師搜集相關素材，包括與知識點相關的文字、圖片、實驗操作視頻（也可教師錄制），以及根據教學內容和學生學情編制的測試題。

教師備課，將上述教學內容制成課件，制作時從內容、色彩等方面注入活力（吸引學生興趣）。教師利用手寫板和電腦將PPT課件內容錄屏（Cute Screen Recorder錄屏軟件完成），期間利用該軟件功能對PPT課件的內容進行講解、展示和注釋等，最終生成視頻課件。

2.1.2 學生自主學習

教師將錄制好的視頻放在學校學科公共平臺。學生在家下載視頻，開始課前學習，登錄平臺完成課前測試題，及時得到反饋，了解自己對本部分內容的掌握情況，及時改錯。學生回到校后，利用興趣小組時間，組內互助解決個人獨立學習時遇到的學習問題；組內不能解決的學習問題，由組長記錄后交給科代表，科代表整理后上傳至服務器，教師得到及時反饋。

2.1.3 教師微調教學策略

教師根據學生學習答題情況，微調教學策略，如哪些練習需要在課堂上講解，哪些內容需要增加或刪除，哪些內容需要在課堂上展示交流等。

2.2 課堂活動

2.2.1 教師講解示范

教師重點講解學生提出的具有典型性的問題，現(xiàn)場展示實驗操作，再次強調注意事項。

2.2.2 小組展示

每個小組派一個代表，在全班學生面前各選擇一種待測樣品進行檢測。因待測樣品不同，檢測的方法也不一樣，其他組學生需仔細觀察，對代表學生出現(xiàn)操作錯誤的地方，需及時記錄。

2.2.3 小組反思，確定最佳實驗方案

小組展示完畢，組內同學進行反思，對其他組的方案提問，被問及的小組釋疑。而后教師帶領全班學生對每個小組的方案進行評價，最終確定本次實驗的最佳方案。

2.2.4 小組探究，完成實驗

在以上充足的知識及實驗操作技能準備前提下，將本次實驗改成探究實驗模式。

小組內四種待測樣品均未知，鑒定人員首先觀察樣品的物理性質（色、香、味、液體黏稠度等），預測每種未知樣品所含的成分；其次分別將不同的檢測試與待測樣品反應，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗結果；最后根據已學到的理論知識，推測每種未知樣品所含成分。教師在此期間，要關注各小組操作規(guī)范與否、安全事項是否注意等問題，同時負責個別學生的答疑工作。

2.2.5 小組總結反思，全班共享成果

各小組反思，如最終的結果與預測的結果是否相符，實驗設置過程存在哪些不足，應如何改進。最后教師進行歸納總結。

2.2.6 知識升華拓展

教師引導學生思考：還原糖、脂肪、蛋白質、淀粉可以用顏色反應來鑒定，那其他類有機物鑒定呢？這些鑒定方法在生活中有何應用？課堂上檢測的每種待測樣品的有機物種類含量是否一致？這對于日常生活中人們選擇食物有何啟發(fā)？

依據新課標的基本理念，注重課本知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，使學生學以致用。

3 教學反思

按照《普通高中生物課程標準（實驗）》的要求，將探究教學與提高學生實驗基本操作技能結合，需要充足的教學時間。翻轉課堂模式在高中生物實驗教學中的應用，優(yōu)勢及待改進可以體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 優(yōu)勢

3.1.1 照顧不同層次學生

理論知識學習通過視頻完成。不同學習能力的學生可以通過不同的次數觀看視頻，直至將知識點完全理解為之；也可以通過課前檢測試題，查漏補缺，學生之間討論，向教師咨詢。

3.1.2 學習效果及時反饋

理論部分學習利用教學視頻、網絡公共平臺，并配合同步測試題檢測，學生可及時檢測自己的學習成效，針對未掌握知識點再次學習。教師也可以根據學生的答題情況、科代表反饋的疑難問題提前備課，課上重點講解典型問題，節(jié)約課堂講授理論知識時間。這與傳統(tǒng)課堂學生自行預習理論部分知識，而無法同步了解自己掌握與否、教師無法監(jiān)控學生學習效果、課堂再次重講理論知識是有本質區(qū)別的。

3.1.3 課堂實驗操作時間增多

將理論知識提前學習和釋疑，大大增加了學生在課堂上的實驗操作的時間，為探究實驗教學的開展、提高學生實驗操作技能提供了有力的保證。

3.1.4 有利于探究式教學開展

傳統(tǒng)知識傳授的探究式教學面臨最大的問題則是課堂教學時間不足，探究活動開展不充分。應用于實驗教學的翻轉課堂，在學期總課時一定的前提下，學生將理論知識提前學習，而且教師可以控制學生學習效果，既方便教師備課又節(jié)省了課堂教學時間，又為教師開展探究實驗教學提供了有力保證。

3.2 待改進地方

理論知識由學生課后自主完成，占用了學生的課后時間，學生是否能夠調節(jié)？是否增加了學生的負擔？學生是否具備極大的自主性完成視頻知識的學習？相對于傳統(tǒng)備課，教師在翻轉課堂模式下，課前進行了兩次備課，在教學任務一定的條件下，是否增加了教師的負擔？這些問題有待解決。但是，實驗課相對理論課較少，課前試題檢測一定程度也能監(jiān)控學生的學習情況，這也解決了一部分上述問題。

綜上所述，翻轉課堂教學模式在高中生物實驗教學中運用是有廣泛前景的。將翻轉課堂教學模式運用于師資、生源保證的重點中學，為探索可提高學生探究能力、提高實驗操作技能的教學模式提供了方向。

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