“翻轉課堂”在高等農業院校短學時物理化學實驗教學中的實踐

陶亞奇 徐江艷

摘要：在南京農業大學物理化學實驗課中運用“翻轉課堂”教學模式。實踐表明，該方法能夠使教學從“教師主導”向“學生為主”轉變，從“知識傳授”向“自學為主”轉變，使學生的學習能力、動手能力和合作能力等得到全面提高。為農業院校短學時實驗教學提供新的教學模式案例，具有重要的實踐意義。

關鍵詞：翻轉課堂；短學時；物理化學實驗

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）43-0268-02

物理化學實驗課是一門獨立開設的，理論性、實踐性和技術性很強的課程，是高等農業院校生物化學、土壤化學、食品化學、環境化學、農藥學、動物醫學等多個專業課程的實驗基礎。物理化學實驗課程除了讓學生通過實驗來驗證已有的理論，更為重要的是要向學生展示科學知識的實驗起源，發展新的研究途徑，培養學生發現問題、解決問題的能力。

南京農業大學的物理化學實驗課學時只有18學時，實驗內容與物理化學理論課內容不完全同步，導致學生在學習和教師在指導過程中帶來一些困難。這就需要任課教師研究探索新的教學方法和提高教學環節的有效性從而來提高教學質量。本文在介紹南京農業大學物理化學實驗教學現狀的基礎上，運用先進的教學設計理論和先進的信息技術手段，在物理化學實驗教學實踐中運用“翻轉課堂”教學模式，為高等農業院校物理化學實驗的教學實踐提供新的教學模式案例。

一、高等農業院校物理化學實驗課程的特點

1.物理化學實驗課的學時較少，動手的機會較少。在南京農業大學，物理化學實驗是基礎實驗課程。課程共計18個學時，1個學分，每學年選課人數近300人，學生每兩周才能做一次物理化學實驗。實驗的設備數量限制了學生的動手機會，采用的是分組實驗的方法，是4人一組。分組的結果是個別學生在實驗過程中不動腦筋，不動手，實驗課的教學效果不盡如人意。

2.物理化學實驗內容與理論課內容不同步。物理化學實驗課開展過程中要求學生具備一定的理論課知識，但在本校物理化學理論課開課的第二周后實驗課也幾乎同時開課了，物理化學實驗內容與物理化學理論內容很難做到同步，所以教師在學生動手前要花比較多的時間來給學生介紹理論課上的內容，如實驗原理、實驗數據處理方法、實驗注意事項等。結果就是學生實驗過程照著書本一步一步機械操作，實驗后還是一知半解，達不到實驗的目的。

3.學生專業不同，水平參差不齊。在南京農業大學，物理化學實驗的學生有動物醫藥、環境工程、食品工程、生物工程等不同專業，而這些專業所學習的前期課程又不完全相同，因此學生們基礎理論知識和實驗操作技能水平都表現出參差不齊的現象。

4.單一的考核方式。南京農業大學物理化學實驗課程是考查課，一般采用的評分方式是平時實驗報告和實驗課上的表現綜合打分。因為分組實驗的限制，同組學生的實驗報告雷同現象普遍存在，而且教師對于學生在實驗課上的表現也沒有量化的統一標準，導致考核分數不能完全反映出學生掌握該課程的真實水平。

二、“翻轉課堂”教學模式在物理化學實驗教學中的實踐

1.“翻轉課堂”教學模式?！胺D課堂”教學模式是指學生在課堂外完成知識的學習，這就要求學生在課前對知識進行初步學習，將難以解決的問題記錄下來，在課堂上與老師交流討論進而解決問題。而課堂變成了師生之間和學生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識的運用等，從而達到更好的教育效果。這種教學模式翻轉了傳統的教學理念、教學流程以及教學參與者的角色，真正意義上體現了“學生為本”的思想。

“翻轉課堂”教學模式實施對象為南京農業大學動物醫藥、生物工程、食品工程及食品安全、環境工程等專業的學生，每個班分為6組，每組4-5人。在實驗課程開始之前就布置好任務，要求學生在備課時必須密切聯系物理化學理論課的知識，每一組承擔一個實驗的講解工作，小組內成員須分工合作，收集資料，講授時間不超過20分鐘。老師在課堂上的大部分時間用于對學生講授內容的補充和深入交流，在此過程中教師和助教每個學生進行充分的互動交流，可以一對一的回答或幫助學生在實驗過程中的具體問題，從而達到個性化教學的目的。

每一組講解必須包含：實驗目的、實驗原理、操作步驟、儀器使用方法、數據處理方法、每個實驗項目都說明本實驗可能涉及的安全問題，包括儀器的安全操作和廢棄物品回收等，以保證參加實驗學生的安全。

2.“翻轉課堂”教學模式的教學效果評價。（1）“翻轉課堂”轉換師生角色，更新教學理念。在“翻轉課堂”的物理化學實驗課中，課堂上的“以教師為主”轉變為“以學生為主”，課堂大部分時間由學生主導。教師在課堂上的作用是回答學生的問題，與學生討論，完成實驗?！胺D課堂”教學模式使教師的教學理念發生轉變，同時也改變了學生的學習方式，完全體現了個性化的教學和學習。（2）“翻轉課堂”彌補課堂學時不足?！胺D課堂”可以適當彌補物理化學實驗課課時不足的缺點，它顛覆了傳統的教學結構和流程，將原本課堂講授的知識轉到課余時間完成，而課堂則變成了“討論、交流”的時間，課堂大部分時間由學生主導。學生在實驗的過程中教師可隨時解答學生的疑問，幫助學生解決實驗過程中遇到的問題，這種教學方式即節省了課堂上的時間，又增加了教師與學生之間的交流與互動，有利于學生更深入地學習以及對知識的深度理解，真正實驗課教學的目的。（3）培養學生應用計算機軟件處理實驗數據的能力。物理化學實驗結果的數據一般較多，并且數據處理一般需要用到計算機軟件，有時候數據處理的數學方法不當還會使實驗結果誤差較大。所以在教學中要強調計算機軟件在實驗數據處理和圖表繪制工作中的重要性，比如數據擬合中擬合公式的選擇依據，反常數據的判斷與取舍，圖標繪制的注意事項等，這樣不僅可以縮短數據處理的時間，提高數據處理的效率和有效性，更能準確反映實驗數據的數學規律，得到科學規范正確的實驗數據處理結果。（4）“翻轉課堂”改變考核方式。“翻轉課堂”教學模式的評價則貫穿于整個課堂的始終，教師在課堂上有時間充分的和學生進行交流，能夠更清楚的掌握每一位學生真正的動手和解決問題的能力，考核評價的依據更科學合理，也更具有可靠性。在實驗成績評定過程中課堂學習表現占10%、動手操作能力占30%，以及獨立解決問題的能力占20%的比例，實驗報告占40%。這種考核方式重在全面考查學生的動手操作能力、解決問題和撰寫報告等方面的能力，真正實現了評價的公平和合理性。（5）重視實驗報告的撰寫。實驗報告是對整個實驗的總結和反思，其內容應該包括實驗的原理、實驗的數據、圖表繪制、結果討論和文獻引用等環節。物理化學實驗課程要教會學生像科學工作者那樣寫作，而不是照搬實驗書上的內容。

三、結論

本文在分析動物醫藥、生物工程、食品工程及食品安全環境工程等專業的物理化學實驗教學現狀的基礎上，結合先進的教學設計理論和信息技術手段，在物理化學實驗教學實踐中運用“翻轉課堂”教學模式，從“教師主導”變成了“學生為主”，從“知識傳授”向“自學為主”的轉變，使學生的學習能力、動手能力和合作能力等得到全面提高。為農業院校短學時物理化學實驗的教學實踐提供新的教學模式案例，提高教學質量，具有重要的實踐意義。但是在實踐中，“翻轉課堂”對教師和學生都提出了更高的要求，教師如何加強開展翻轉課堂的專業能力及如何公平合理地進行教學評價，學生如何提升自主學習能力，仍需要進一步的思考和完善。

參考文獻：

[1]鄒桂華，沈廣志，等.制藥工程專業物理化學實驗的教學改革探討[J].實驗室科學，2015，18（1）：103-105.

[2]許新華，王曉崗，王國平.中美物理化學實驗教材內容的比較研究[J].中國大學教學，2016，（6）：81-85.

[3]彭淑靜，周迎春等.微課在材料專業物理化學教學中的應用初探[J].大學教育，2016，（2）：117-118.

[4]許秀芳.物理化學理論課教學和實驗課教學相結合的一些探索[J].大學化學，2016，31（3）：17-22.

[5]李欣，趙玉紅等.基礎生物化學實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2016，35（3）：161-165.

[6]王彥沙，劉松艷.翻轉課堂教學模式在大學化學實驗教學中的應用.大學化學[J]，2016，31（4）：17-21.

[7]許新華，王曉崗，王國平.中美物理化學實驗教材內容的比較研究.中國大學教學[J]，2016，（6）：81-86.

Abstract：We apply the flipped classroom approach in physical chemistry experiment teaching in Nanjing Agricultural University.Our teaching practice results show that it can change "Teacher-Centered" to "Student-Centered" Education.It can change "teacher-impart knowledge" to"student-Self-study".It can also improve students' learning ability，hands-on skill and team cooperation ability.This study provides a novel example of teaching model，which can be applied to other experimental teaching with less course hours.

Key words：flipped classroom；short credit- hour；Physical Chemistry Experiment