基于FC模式的分析化學實驗教學設計與應用

丁 靜 葛海燕

泰山醫學院化工學院 山東泰安 271016

基于FC模式的分析化學實驗教學設計與應用

丁 靜 葛海燕

泰山醫學院化工學院 山東泰安 271016

將翻轉課堂這一新型教學模式引入分析化學實驗教學中，以混合堿的分析實驗為例，設計了基于FC模式的教學設計方案，并予以實施。在教學實踐中，采用對照實驗和問卷調查研究方法，對教學效果進行分析。結果證明，FC模式極大地激發了學生自主學習熱情，充分體現了學生為主體的教學理念。

翻轉課堂；教學模式；分析化學實驗；教學設計

培養有創新精神的創新型、應用型人才是高等學校教育教學的目標，而傳統教學模式無法滿足創新型人才培養的需求。實驗教學在促進培養創新型、應用型人才方面起著重要的作用。因此，近年來廣大高校教育教學工作者對于實驗教學模式改革進行了廣泛探索與實踐[1-3]，并取得了一定成效。近幾年起源于美國的翻轉課堂(Flipped Classroom，簡稱FC)教學模式受到國內外教育者們的較多關注并將其引入國內進行實踐。FC 模式主要是指將傳統教學過程中的課堂傳授知識和課后內化知識兩個階段完全顛倒過來，傳授知識過程是學生在課下通過信息技術觀看教學視頻、查閱資料、與教師、同學在線交流等方式完成，內化知識過程則在課堂中通過教師的指導與同學的交流和幫助完成[4,5]。近年來，FC模式被國內教育者引入大學實驗教學研究中，張潞英等人將FC模式應用于大學物理實驗教學[6]，王紅等將FC模式應用于基礎化學實驗教學[7]，鄒曉川等將FC模式應用于有機化學實驗教學[8]。

分析化學實驗是一門綜合性實踐課程，傳統的分析化學實驗教學模式主要是：課前預習，課上教師講解、演示實驗，學生“照方抓藥”地做實驗、完成實驗報告。忽略了實踐教學中學生的主體地位和學生綜合能力的培養，致使學生對實驗原理和實驗方法不求甚解，不能正確地分析問題、解決問題。FC教學模式給分析化學實驗教學提供了一個新的思路：課前，學生通過學習資源包(PPT、微視頻等)完成實驗相關知識的系統學習；課上，學生獨立操作實驗并與教師、同學交流有關問題。真正體現“學為主體，教為主導”的教學理念，實現學生最大化的“學”和教師最大化的“教”。

本文將FC模式引入分析化學實驗教學中，以混合堿的分析實驗為例，討論FC模式在分析化學實驗教學中的可行性，并在教學過程中進行了初步的探索和實踐。

1 FC模式的分析化學實驗教學模式設計(以混合堿的分析為例)

FC模式的基本教學流程主要包括課前學習資源準備和學生自主學習、課堂教師指導、課后反饋與評價3個階段。

1.1 課前學習

1.1.1 教師

教師制訂教學計劃，制作與混合堿的分析實驗有關的學習資源包，包括實驗內容的PPT、實驗操作的微視頻及相關資料網址等，然后把學習資源借助網絡平臺共享給學生，供學生課前自主學習。實驗課前1周發布學習任務單，讓學生有目的的自主學習。內容見表1。

表1 學習任務單內容介紹

1.1.2 學生

學生通過網絡下載學習資源包，依照任務單上面的內容進行自主性學習。學生可以自主地選擇時間、地點，還可以根據自己對知識的掌握情況自主選擇學習重點，充分體現了“學生為主體”這一思想。在此期間，學生如有問題可以與同學、教師進行交流探討，以及時獲得問題的解答。教師在與學生的交流過程中可以及時了解學生的學習情況，發現學習資源包中的不足并及時加以補充、修改，使學習資源包更好地指導學生自主性學習。

1.2 課堂活動

教師組織學生進入實驗室，按2人一組進行分組，學生開始實驗。學生通過課前學習資源的學習，對實驗內容、步驟及操作過程中的注意事項已基本掌握，實驗一開始，2人分工明確，實驗進行有條不紊，不僅實驗時間大大縮短，學生的自信心和動手能力也有了較大提高。在整個實驗過程中，學生能夠更加專注于實驗現象和數據的記錄以及在實驗過程中出現的問題的思考與探討。學生對實驗操作過程的印象更深刻，對實驗原理的理解更透徹，真正實現了“學為主體”這一目標。

而教師在此過程中，觀察、指導學生操作，及時糾正學生出現的儀器使用操作規范問題，幫助學生解答實驗中遇到的實際問題，引導學生對實驗中出現的問題進行思考。例如，酚酞作指示劑，滴定到第一計量點時，終點顏色由紅色到微紅，有些學生把握不好滴定到無色，教師就這一現象及時引出問題：如果滴到無色會對分析結果造成怎樣影響？除了酚酞，還可以選擇其他的指示劑嗎？實驗結束后，由于不同實驗小組混合堿樣品的成分和含量是不同的，教師引導學生根據各自的數據得出相應的結論。樣品相同的小組的數據之間也會有所不同，引導學生判斷他們的數據之間有沒有顯著性差異。另外，對于學生反映較多的問題進行統一講解回答，對于學習任務單中的問題進行梳理，通過問題討論與交流進一步引導學生對于分析化學理論知識的探討。

1.3 課后學習反饋與評價

課后學生認真完成實驗報告。教師根據學生實驗報告中的實驗數據和實驗結果的不同，進一步讓學生評價一下兩小組的分析結果有沒有顯著性差異。讓學生更深刻地明白了分析人員、儀器、時間等分析條件對分析結果準確度和精密度的影響。隨后，教師又將第一計量點的指示劑改為甲酚紅和百里酚藍的混合指示劑的滴定視頻上傳到網上，讓學生檢驗兩種方法的分析結果有沒有顯著性差異。使學生進一步理解了分析方法對分析結果準確度和精密度的影響。學生的理論知識得到進一步鞏固，科學素養得到了進一步提升。教師通過調查分析實驗翻轉教學的收獲和問題及時改進、擬定應對措施，為下一次實踐做準備。

2 教學效果分析

2.1 實驗方法

本實驗課程采取對照的方式進行。實驗對象為本校2014級藥學專業學生。挑選出實驗組20人，對照組20人，均分為10個小組，前者采用本文的實驗教學模式，后者采用傳統的實驗教學模式，以混合堿的分析為例，對學生的實踐過程進行對比評價。

2.2 對比評價

實驗組與對照組均使用同一混合堿試樣、同一分析方法，分別從測定結果的精密度、完成時間等指標進行比較，結果見表2。分析表明，兩組學生的測定結果的精密度有一定差別，原因在于實驗組的同學通過在課前的學習，他們的實驗操作更加規范，終點顏色判斷把握較準確。實驗完成平均時間較對照組提前了1小時，實驗過程中出現錯誤次數也更低，對照組中教師講授內容花去了大約20分鐘的時間，實驗時由于實驗內容、實驗步驟不熟，將更多的時間花在閱讀實驗內容上，看一步做一步，而且當實驗出現問題時不知道怎樣解決，整個實驗過程無法有機串聯起來。

表2 教學效果對比表

2.3 調查分析

課程結束后，我們向實驗班的學生以問卷方式實施調查，目的在于了解學生對分析化學實驗翻轉課堂教學模式的認可程度以及對課程實施的意見，為后續進一步實踐教學提供參考。結果顯示，大部分學生對于此教學模式給予充分肯定，他們認為該教學模式很好地調動了學習的積極性，與同學和教師的交流大大增加，提高了實驗過程中分析問題和解決問題的能力；通過課前微視頻的學習，對于實驗操作步驟和現象印象較深，整個實驗過程進行得有條不紊，不再出現手忙腳亂現象。同時，學生對此教學模式也提出了一些建議，主要有：學習資源內容需要再豐富一點；微視頻質量需進一步提高；希望建立一個更通暢的學習和交流平臺。

3 結束語

翻轉課堂教學模式徹底顛覆了“教師講＋學生操作”的傳統實驗教學模式，真正實現了“教為主導，學為主體”的教學理念。本文將FC模式引入到混合堿的分析實驗中，得到了學生的充分認可，提高了學生自主學習、分析問題以及解決問題的能力。 翻轉課堂作為一種新型的教學模式，它的優點顯而易見，但是要實現有效的課堂翻轉，還有很多問題有待解決：教師在實驗內容設計、信息技術處理、課堂組織等方面的能力還需要進一步提高；學生對FC教學模式認識不足，在課前學習的學習方法不當，難以抓住學習資源中的重要內容。在以后的實踐教學工作中，我們將該模式繼續付諸實驗課程教學中，不斷探索與總結，完善FC實驗教學模式的各個環節，促進分析化學實驗教學改革。

[1]杭義萍,許琳.構建基于問題解決的分析化學類實驗課程體系[J].實驗室研究與探索,2011,30(9):290-292.

[2]陳森,張師平,吳平.基于課題型的研究性實驗教學模式探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2013,32(7):171-174.

[3]王海滔.研究型化學實驗教學模式的創新與實踐[J].實驗室研究與探索,2011,30(2):117-120.

[4]張金磊,王穎,張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志,2012(4):46-51.

[5]徐妲,鐘紹春,馬相春.基于翻轉課堂的化學實驗教學模式及支撐系統研究[J].遠程教育雜志,2013(5):117-112.

[6]張潞英,朱傳云,陳國杰.“翻轉課堂”在大學物理實驗教學中的應用探索[J].教育觀察,2015,4(29): 96-97.

[7]王紅,曾秀瓊,劉秋平.基礎化學實驗翻轉課堂教學模式的研究和實踐[J].實驗技術與管理,2015,32(5):196-199.

[8]鄒曉川,王存,石開云.基于FC模式的有機化學實驗教學設計及應用研究[J].西南師范大學學報:自然科學版,2015,40(9):234-240.

On Application of FC Model for Analytical Chemistry Experimental Instructional Design

Ding Jing, Ge Haiyan

School of Chemical Engineering, Taishan Medical University, Taian, 271016, China

The flipped classroom as the new teaching model is introduced into the analytical chemistry experiment teaching. In the experiment of "Mixed Base Analysis", according to the model based on the flipping classroom, we construct instructional design scheme, and implemented. In the teaching practice, the teaching effects were analyzed by using the methods of comparative experiment and the questionnaire investigation. The results show that the "FC" model has greatly stimulated the enthusiasm of students' autonomous learning, and embodied the “student-centered” teaching concept.

flipped classroom; teaching model; analytical chemistry experiment; instructional design

2016-05-11

丁靜，碩士，講師。葛海燕，碩士，講師。