翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的應用

王彥沙 劉松艷（吉林大學化學學院，長春130012）

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·教學研究與改革·

翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的應用

王彥沙 劉松艷*
（吉林大學化學學院，長春130012）

摘要：探討和分析翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的實施方法。

關鍵詞：翻轉課堂；教學方法；大學化學實驗教學

公共化學教學與研究中心作為我校實踐教學的重要基地，向全校地球、物理、土木工程、通訊工程及機械制造等很多專業開設大學化學實驗課程，對我校學生實踐動手能力、創新能力的培養起著至關重要的作用。

1 大學化學實驗教學現狀

大學化學實驗具有跨學科、跨專業、學生量大，學時數有限的特點。大學化學實驗的教學重點是激發學生的學習興趣，培養學生的實踐動手能力、創新能力，幫助學生形成基本的實驗技能和良好的操作習慣，提高學生的綜合素質。

目前在大學化學實驗教學中多采用傳統的教學模式，實驗課上教師把大量的時間和精力花費在講解實驗知識和操作演示上，學生只能在有限的時間內機械地進行實驗操作。因此，傳統化學實驗課堂的教學效果不理想，很多學生反映實驗后很快就忘記了實驗內容，操作記憶也很模糊，直觀的表現體現在化學實驗考試中，大部分學生表現出對實驗設備名稱記憶不清，操作過程混亂的情況。如何在有限的學時內提高大學化學實驗教學的效果，是擺在大學化學實驗教學工作者面前的一個重要問題。

實踐表明，傳統的教學模式已經不太適合大學化學實驗教學，因此需要引進更科學、更適用的教學模式。

2 翻轉課堂教學模式

翻轉課堂（Flipped Classroom）是近幾年國內外關注較多的教學模式之一。傳統教學過程通常包括知識傳授和知識內化兩個階段。知識傳授是通過教師在課堂中的講授來完成，知識內化則需要學生在課后通過作業、操作或者實踐來完成。翻轉課堂，或稱顛倒課堂（Flipped Class/Inverted Classroom），是將傳統課堂中的兩個階段翻轉過來，讓學生在課前完成知識的學習，在課堂上完成知識的吸收與掌握的一種新型教學模式［1］。

翻轉課堂模式中，教師在教學前將教學視頻放在網絡教學平臺上，供學生自行觀看。由于知識傳授是在課前學生通過看視頻完成，學生可以自行控制時間和學習進度，直到學會為止，所以這種方法能夠適應不同學習能力的學生。課堂的大部分時間用于學生的作業答疑、小組的協作探究以及師生之間的深入交流等。教師可以有時間與每個學生進行互動交流，并且可以具體幫助到需要指導的學生，達到個性化教學的目的。

翻轉課堂是一個較為理想化的教學模式，在實施過程中存在許多不確定的影響因素。翻轉課堂模式的有效實施需要教師不僅擁有過硬的教學能力，還應該具備高水平的信息化素養和課堂管理能力。而且需要重新設計評價體系以適應翻轉課堂模式，目前翻轉課堂模式評價體系尚不完善，需要我們不斷實踐和探索，從而進一步完善。

3 大學化學實驗課程引進翻轉課堂模式的必要性

翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的應用，可以改變傳統實驗教學中教師講、學生聽、簡單練的教學形式，能有效地提高學生的學習積極性和學習效率，并能提升學生自主學習、實驗反思、解決問題的能力，很好地彌補了傳統教學模式的不足［2］。

3.1 預習效果更加明顯

翻轉課堂模式與傳統模式相比，預習效果更加明顯。傳統課堂中，雖然實驗課前，都會明確要求學生對實驗課中涉及的知識和實驗儀器及操作進行必要的預習，要求交預習報告，并會列入對學生的評價范圍。但是由于預習要求不明確，實際的情況是學生抄寫一下實驗原理和步驟交給老師，并沒有起到什么效果，教師仍然需要在實驗課上花費大量的時間講解。而翻轉課堂教學模式中的一個重要方面就是課前的預習，首先老師針對每個實驗都設計了自主學習任務單，學習任務單上有明確的任務和問題，需要學生通過認真預習才能完成；其次關于實驗課中涉及的知識和實驗儀器的操作，學生可以通過觀看教師講解的視頻進行學習，比學生自己看書本更加生動形象而且更加容易理解。

3.2 達到個性化教學的目的

實驗課與理論課的一個明顯差別，就是除了知識的學習理解掌握以外，還涉及儀器的使用、操作技術的學習運用以及通過分析實驗結果加深對所學知識的理解等，其中儀器的使用和操作技術訓練，更需要現場面對面的教學和實際練習方能奏效。而實際的實驗教學中教師花費大量的時間和精力講解實驗知識和操作演示，學生只能在有限的時間內機械地進行實驗操作，教師與學生進行深度交流和學生對學習問題的反饋的時間卻很少。翻轉課堂教學模式知識傳授在課前已經完成，教師在實驗課堂上可以有大量的時間對每一個學生進行面對面的指導，包括講授儀器的使用，實驗操作指導，實驗結果的分析等等，從而能夠提高學生的實驗操作技能，并且能夠幫助到真正需要幫助的學生，達到個性化教學的目的。

通過對翻轉課堂模式內涵的了解以及實踐結果表明把翻轉課堂教學模式應用在大學化學實驗教學中能夠很好彌補傳統教學的不足，所以對于大學化學實驗課的教學，引進翻轉課堂教學模式是非常有必要的。

本文將翻轉課堂教學模式應用在大學化學實驗教學中，以“乙酸解離常數的測定”為例針對該實驗中的問題進行翻轉課堂教學模式的設計。試圖將教師從重復繁瑣的知識講解中解脫出來，將學生放置于實驗學習的中心位置，讓實驗課堂的時間得到解放，讓學生擁有充足的時間在不斷地操作與思考中完成實驗，以期提高學生的實踐動手能力和創新能力。

4 大學化學實驗翻轉課堂教學設計

本文在翻轉課堂教學所要遵循的教學設計原則下，根據丁建英的翻轉課堂教學設計的過程（圖1）［3］，結合化學實驗課的特點，以“乙酸解離常數的測定”為例對教學流程進行了重新設計。

圖1 翻轉課堂教學設計過程

4.1 課下知識的獲取

4.1.1 教學目標分析

該實驗的目的是測定乙酸的解離常數，采用的是pH計法，所以學生首先要了解pH計法測定弱酸解離度和解離常數的原理和方法，以及pH計的正確使用方法。教學的重點是學生對于pH計法測定弱酸解離度和解離常數原理的理解，由于學生第一次接觸pH計，所以教學的難點是如何使用pH計。

4.1.2 學習者特征分析

學習者是非化學專業大一學生，有些學生對化學（包括綜合化學實驗）不是很感興趣，參加實驗僅僅是為了得到相應學分，對實驗缺乏熱情。

4.1.3 設計自主學習任務單

自主學習任務單是保證學生能否完成課前學習的關鍵，用來幫助學生明確課前自主學習內容、目標和方法［4］。自主學習任務單主要有三大塊的內容，第一部分是學習指南，告訴學生獲取視頻的途徑，觀看視頻需要注意哪些方面。第二部分是學習任務，實踐表明教師把教學重點、難點和其他知識點轉化為問題，那么所有的學生都會自主學習，所以大學化學實驗課的任務是提出與實驗相關的問題，讓學生解答。第三部分是困惑與建議，實際上就是學生自主學習以后還有哪些困惑，希望老師在上課的時候能夠采取一些什么樣的指導方法等等。讓學生在任務單上填寫，以便教師在課前了解學生自主學習的情況，為課堂上知識內化做準備。對于實驗“乙酸解離常數的測定”設計的學習任務單如表1所示。

表1 實驗“乙酸解離常數的測定”的學習任務單

4.1.4 課前知識的創建

教師根據課程標準和教學目標，在分析課程中重難點和實驗操作的基礎上制作相關的PPT進行教學演示，同時配合內容的講解，錄制一段15分鐘左右的微視頻。重點講解一下pH計法測定乙酸的解離度和解離常數的原理，簡單介紹一下不同濃度的乙酸溶液的配制，最后演示一下pH計的正確使用方法。保證每一個學生都能夠清楚地看到實驗的整個過程，了解實驗操作的流程。把一些無法用語言描述清楚的知識內容通過視頻文件播放，并配合解說，可以從多個角度刺激學生，激發學習的興趣，進而更好地學習和吸收知識。同時建立網絡教學平臺和學習社區（QQ群）供學生課前學習和交流互動。

4.1.5 學生課前自主學習

學生在課前觀看教師的微視頻講解，完成教師布置的學習任務單上的問題。學習任務單在實驗前由班長交給老師，以便老師確保每位學生都完整的看過視頻和了解學生的疑惑。

4.2 課堂知識內化

實驗內容的講解已經在課前傳授給學生，所以在課堂上學生有大量的時間去操作和探索，教師可以跟學生進行互動交流，還可以進行個別輔導，利用課堂時間幫助學生領會、吸收、應用、提升。

4.2.1 創建課堂探究情境

課堂上主要是學生的獨立探究和生生、師生的交流互動，創建適合學生獨立探索和互助協作的實驗環境，有利于激發學生做實驗的興趣和熱情，以及有利于提高學生的思維能力。例如，在設計“乙酸解離常數的測定”這節實驗課的情境時，可以把學生熟悉的山西老陳醋引入這節課，可以激發學生的興趣。再設問題情境：用什么方法來測定乙酸的解離常數？實驗的步驟是什么？通過實驗結論可以驗證什么？這樣的幾個問題會促使學生結合視頻的講解，大腦開始思考怎樣進行接下來的實驗操作。

4.2.2 學生進行實驗操作

在大學化學實驗課堂上，教師以培養學生創新和探究能力為目標，可以通過分組的形式，學生之間互動交流，一起動手進行實驗。第一步配制不同濃度的乙酸溶液，利用實驗臺上的儀器和試劑小組合作進行配制。第二步使用pH計測定乙酸溶液的pH。要鼓勵學生在課堂上獨立操作，教師通過觀察，針對學生的實際情況進行個別指導和點撥，學生對課前預習中做錯和不懂的地方可以通過師生、生生互動交流解決。通過這種翻轉的教學方式，真正實現了個性化指導。教師的角色也從一名傳授者變成學生學習的引導者。

4.2.3 交流展示學習成果

學生經過獨立操作、協作學習之后，教師要鼓勵學生對問題的解決情況進行成果交流，完成個人或小組的成果展示。例如在使用pH計時遇到了哪些困難，是如何解決的？展示自己實驗記錄的結果等等，讓學生大膽去展示，提高學生的信心和膽量。

4.2.4 自主反思和教學反饋

在課堂活動的最后，教師引導學生進行自主反思，反思和總結自己在實驗中做的好的地方以及不足之處，在以后的實驗中要注意和改正。同時鼓勵學生說出不理解的地方和教師提出學生忽略的問題。這時就可以集中解決。例如pH計為什么要校準？這樣的問題大部分學生可能沒有重視和不理解，教師就可以提出了，引導學生一起思考，最后解決這個疑惑。通過教師積極正確的引導，便于提高學生自我總結和反思能力。學生的反饋也給教師提供依據，指導以后的實驗教學，從而不斷地促進教學效果和效率。

5 教學設計反思

使用翻轉課堂教學模式進行這樣的設計，有一定的使用價值。第一由于知識的講解學生已在課前完成，解放了教師的時間，教師可以為學生提供個性化的指導；第二精彩的視頻能夠激發學生的興趣，可以增加學生的參與度；第三可以增加學生的團隊合作能力和思考能力。但是翻轉課堂的有效實施需要教師有很強的能力，包括學習任務單的設計是否能引起學生的思考，拍攝的視頻是否能引起學生的興趣，讓學生愿意去看；如果學生不愿意看，那么翻轉課堂的實施就相對難，在課堂上探究情境的創設對于教師也是一個不小的考驗。

綜上所述，本文從翻轉課堂教學模式的特點著眼，結合大學化學實驗教學的特點，針對其在大學化學實驗課堂教學中實施的方法進行分析和探討。盡管對翻轉課堂的教學模式進行了簡單的分析和設計，但仍然存在很多不足，對翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的應用仍需不斷地進行實踐和探索。

參考文獻

［1］張金磊，王 穎，張寶輝.遠程教育雜志，2012，30（4），46.

［2］黃 琰，蔣 玲，黃 磊.中國電化教育，2014，No.4，20.

［3］丁建英，黃煙波，趙 輝.課程整合，2013，No.21，89.

［4］金 陵.中國信息技術教育，2013，No.3，20.

中圖分類號：O61；G64

doi:10.3866/PKU.DXHX20160417www.dxhx.pku.edu.cn

*通訊作者，Email:songyan@jlu.edu.cn

Application of Flipped Classroom Teaching Mode in Experimental Chemistry Courses

WANG Yan-Sha LIU Song-Yan*
（College of chemistry，Jilin University，Changchun 130012，P.R.China）

Abstract:In this paper，the implementation of the flipped classroom teaching model in experimental chemistry courses was discussed.

Key Words:Flipped classroom；Teaching method；Experimental chemistry courses