物理化學課程轉動課堂教學模式的實踐

任冬梅　于清小　馬青山　趙巖

摘? 要：翻轉課堂是對理解性教學理念的有益探索，轉動課堂模式是對翻轉課堂的引申，其實踐本質是幫助學生實現深度學習、培養學生創新實踐能力。我校物理化學課程轉動課堂教學模式的實踐發現，轉動課堂模式下80～89分段學生比例均超45%以上，優于傳統模式下的40%。不及格學生比例明顯降低，僅為2%左右。教學中適當增加板書有利于學生跟隨教師的思路，框架化知識點。該教學模式存在的主要問題是占據教師課余時間過多，平行的轉動課堂科目過多會使學生負擔加重。

關鍵詞：翻轉課堂;轉動課堂;物理化學;教學實踐

中圖分類號： G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）16-0098-04

Abstract： Flipped classroom is a beneficial exploration of the concept of understanding teaching， and the mode of rotating classroom is an extension of flipped classroom， whose practical essence is to help students realize deep learning and cultivate students' innovative and practical ability. Under the rotating classroom mode， the proportion of students with 80～89 sections is more than 45%， which is better than 40% under the traditional teaching mode. The proportion of failing students was significantly reduced （only about 2%）. It is helpful for students to follow the teacher's ideas and frame the knowledge points. However， the main problem of the teaching mode is that it takes up too much of teachers' spare time， and too many subjects using the teaching mode offered in the same semester will seriously burden students.

Keywords： flipped classroom; rotating classroom; physical chemistry; teaching practice

物理化學作為化學學科的一個分支，是化學專業及與化學密切相關專業的一門主干基礎課，其蘊含的世界觀和方法論對于培養學生的化學科學素養起著引領性及關鍵性作用。物理化學具有兩多三強的特點，兩多指概念多、公式多，三強則為理論性強、系統性強、邏輯性強。因此在目前物理化學內容增加而授課課時減少的情況下，提高教學質量成為每一位物理化學一線教師需要解決的重要課題[1-3]。

隨著網絡資源愈加豐富，互聯網與傳統教學模式不斷結合，微課[4]、MOOC[5-7]、翻轉課堂[8-10]、手機課堂[11]等新的教學模式不斷出現。為加強學生的素質教育，培養學生的創新能力，我校在2013年提出“轉動課堂”這一教學新模式[12]。“轉”指轉型、轉法及轉體：轉型指傳統教學模式轉變為新的改革教學模式;轉法指將傳統灌輸式課堂教學方法轉變為啟發式、探究式、討論式和案例式教學方法;轉體則指教學主體由教師轉變為學生。“動”意為互動及動手動腦。互動指師生互動、生生互動、師師互動，其目的為提高學生學習的積極性和主動性。動手動腦則是引導學生自己動腦思考、自己動手實踐，這樣使學生在創新中將所學知識進一步內化。

本文比較了物理化學課程轉動課堂及傳統教學模式的教學方式和教學效果，以期為物理化學課程的改革，分析國內翻轉課堂實踐現狀提供有益探索。

一、不同教學模式下物理化學課程的學時安排

“轉動課堂”教學模式下將物理化學課程的計劃學時按6：4的比例分為兩部分。計劃學時的60%為第一課堂（課內課堂），這部分主要進行課堂教學;計劃學時的40%則為第二課堂（課外課堂），該部分主要用于學生個性化學習和能力訓練，教師則采用課堂集中答疑及課外輔導答疑的教學形式完成。

表1中給出了不同教學模式下的物理化學（下）課程教學內容及學時分配。由表可見，兩種教學模式所選的教學內容相同，均包括物理化學中電化學、化學動力學、表面及膠體化學。傳統教學模式中，計劃教學51學時。轉動課堂教學模式下總的計劃教學學時并未改變，仍為51學時，但課堂講授時間明顯縮短。其中課堂講授部分為30學時，課堂集中答疑學時為12學時，課外輔導學時為9學時。各章節具體學時分配見表1。

二、不同教學模式下物理化學課程的教學過程

物理化學課程的傳統教學模式的主要結構均可分為“講授、練習、評閱”三個環節，其中的講授過程由教師精心編排，并組織學生進行相關內容的操練與練習，最后由教師對學生的作業進行評閱。

根據轉動課堂教學模式的學時安排，轉動教學過程主要分為課堂講授、課堂答疑及課外輔導部分。課堂講授學時的主結構可以精煉為“自學、研究、測試”三個環節，分別由“課前-課中-課后”完成。表2給出了轉動課堂教學模式下的教學過程。由表可見，學生在“課前”要通過網絡平臺發布的授課內容進行自主學習和獨立思考，從而完成“自學”環節。由于學生在大一時進行了先導課程——無機化學的學習，已經初步掌握了最基礎的物理化學內容，因此課前學生可以在一定程度上完成自學任務。根據學生在網絡平臺上所發布的預習中所遇到的疑難問題，在“課中”環節教師將與學生一起集中精力攻克重點及難點。這樣在教師的指導和幫助下學生能夠有效地消除難點，將知識不斷地內化、重組，達到在較少的課時進行“研究”的目的;課后學生進行在線練習及作業測評，而教師主要進行輔導答疑、批改作業等，該種互動形式可以達到“測試”的目的，即以評促學。

物理化學課程的集中答疑學時達總學時的24%，主要實現轉動課堂中的“互動”環節，是課內課堂的重要補充。該部分通過調動學生自身的學習主動性及積極性，用以培養學生的分析和解決問題的能力，也是培養學生表達能力的重要手段。由表2物理化學轉動課堂集中答疑學時的教學過程可見，整個教學過程仍由“課前-課中-課后”組成。課前教師將根據章節通過網絡平臺向學生發布討論課題，而討論的題目基本是選取學生容易模糊的知識點，如體系與環境、自發過程等基本概念等;課中主要是讓學生通過閱讀推薦參考教材自己舉例認證，給出不同教材中對該知識點的理解，最后由教師對主要內容給出總結;課后教師將課上的知識點總結通過網絡平臺發布，并給出相應章節現代科技發展的新成果，如納米材料的新性能，以豐富和開闊學生眼界。

物理化學課程的課外輔導答疑學時為總學時的16%，主要實現轉動課堂中的“動手動腦”環節，加強生生互動。該課時對于學生和教師來說是沒有硬性規定地點的，不是封閉的、固定的，而是開放的，活動的形式完全由學生和教師自主設定。物理化學課程由其特點決定需要通過大量習題的運算來加深對抽象概念和理論的理解，因此本課程在課外輔導答疑學時推薦學生進行網絡“大學專業課學習數據庫”中“物理化學試卷中心”進行擴展性的自測學習，而后通過網絡或面對面的方式對習題測試中所出現的問題進行課外輔導答疑。此外，根據具體章節安排課外實踐活動，如在膠體化學學習中安排學生調查研究本地區PM2.5的成分及結構。可見，在轉動課堂教學模式下，教師的角色發生了明顯轉變，成為了學習的引導者、促進者、服務者，而學生則由被動接受成為主動探究。

表3給出了不同教學模式下課堂講授的教學設計。在2013級及2014級的授課對象中，新內容講解步驟中技術手段的運用有所差別。2013級學生以多媒體教學為主，而2014級學生則以板書為主。傳統課堂的教學按課程導入-新課講解-內容總結三部分完成，其中以教師為主學生互動為輔的新內容講解占據約80%的時間，課程導入及教師引導下的本課總結均約5min。轉動課堂在講授教學中，最初5min左右將組織學生分組就布置的預習任務進行討論，并派一個為代表匯報討論結果。根據討論結果，通過問題或實驗數據引出新課，例如，通過討論得知強電解質的極限摩爾電導率可以通過外推法得出，可以拋出思考問題“如何得到弱電解質的極限摩爾電導率”。而后借助PPT輔助新課教學的完成（約講解30min）。針對本節課內容或案例進行分組討論、習題強化，時間控制在10min左右。最終，通過問題解決的過程，引導學生對概念進行歸納和總結，形成本節知識點概念圖（約5min）。師生一起集中精力“研磨”為數不多的疑難問題，包括經過測試環節篩選出來的老問題和研磨過程中產生的新問題，通過師生互動、生生互動協作學習解決問題。通過多方的互動學習，學生可以逐一地攻克重點和難點，能順暢地將每節課上的知識進行內化，不斷重組、完善和優化自己的知識體系。

三、不同教學模式物理化學課程的教學評測

傳統課堂教學模式下物理化學課程的考核模式采用平時成績：期末成績=3：7，即平時作業與測試成績占總成績的30%，而期末考試成績為總成績的70%。這使得學生習慣于考前突擊復習，死記硬背公式例題。雖考試成績及格，但并不能說明就真的理解和掌握了所學內容，甚至還會出現高分低能的現象。因此，該評價方式在一定程度上不能反應學生的真實水平。

轉動課堂的教學模式將能力考核及平時考核的結果計入期末考試成績總成績。表4給出了轉動課堂教學模式的考核辦法。可以看出，轉動課堂模式下，期末成績僅占學生最終總成績的40%，而平時互動訓練占總成績的10%，能力考核占20%。從表中可以看出能力考核是轉動課堂總成績的重要組成部分。不參與就沒有成績，或學習不認真，成績不合格，就可能會造成該門課程的期末總評成績不合格。這樣能夠促進學生參與課外課堂活動，并認真完成相關的作業。相應地，期末考試卷中題目靈活性及實用性增強，實際生產、生活相關的題目比例增加，以評價學生學以致用的能力。

圖1給出了不同教學模式物理化學課程的評測結果。從圖中可以看出，兩種教學模式下學生的成績均為百分制，且呈現良好的正態分布，說明題目的難易適中。兩種教學模式中80～89分段與不及格分段差異較為明顯。轉動課堂模式下80～89分段學生比例較高（均超45%以上），傳統授課模式該分數段學生比例僅為40%左右。同時轉動課堂模式中不及格學生比例明顯降低（僅為2%左右），相較于傳統模式降低了約8%左右。同時可以看出，轉動課堂模式的兩個年級相比，2014級在70～100分段的學生比例稍高，結合表3的教學手段可知適當增加板書有利于學生跟隨教師的思路，框架化知識點。

四、物理化學課程不同教學模式啟示

傳統教學模式是在工業化社會背景下所形成的，并且在班級授課制中逐漸形成和發展。這種教學模式在于適應規模化培養人才的教學目標，最大的弊端在于強調教師的主導作用，忽視了眾多學生面對知識點時理解力的個體差異，同時也忽視了學生的個性化發展需求。

轉動課堂模式通過“問題引導-課堂討論-框架講解-問題解決”的流程幫助學生多次內化知識，形成正確的知識概念，使學生在單位時間內掌握最大量的知識。目前學習資源十分豐富，視頻和音頻以及互聯網均為問題引導中的知識內化提供了良好的平臺。課堂討論過程則使學生按照自己的學習進度克服自我的難點，進一步實現個性化的知識內化。在課堂和網絡上師生共同進行知識框架化，從而使學生完成深度的拓展性學習。同時由于過程考核權重增加，學生更加注重平時的學習效果。課堂發言及討論環節極大地調動了學生學習的積極性和主動性，學生小組之間的“唇槍舌戰”鍛煉了學生分析問題能力。科研新動態的引入，提高了學生對于枯燥知識點的興趣，與實際生活緊密相關的綜述性作業加強了對知識點的理解。

然而，轉動課堂教學模式與傳統教學模式絕不是簡單的你強我弱。兩年教學實踐表明，轉動課堂教學模式對于物理化學課程的教學過程仍存在諸多局限性。

（一）學生因素

轉動課堂對學生提出了更高的要求，其各個環節的運轉都需要學生良好的自主學習能力相配合。課前學生需要自覺自主地儲備相關的知識，課中需要積極參與討論預習中所遇到的難點問題，而課后需要自覺測試鞏固所學知識。因此學生所表現出的自我控制力的差異使學習效果呈現了較大的不同。并行的其它學科的轉動課堂改革也使學生投入的時間及精力過大，這易于增加學生對課程負擔的不滿意情緒，使課堂的教學效果受到影響。

（二）教師因素

一方面，轉動課堂模式中教師需要花費更多的時間進行教學設計，而大量的課余時間則用來郵件及各種即時聊天軟件回復學生的問題，這使得教師的責任感在課程實施中占據著核心位置。另一方面，個性化輔導本身又要求教師對知識點進行深度拓展。尤其對于學生所提出的不常見的問題，教師需要查閱更多的參考資料，甚至需要整個教研室的教師進行研討。因此，教研團隊是教師實施轉動課堂實踐不可或缺的力量。

（三）外部環境因素

信息技術手段、資源與設備、學生規模與教室條件都影響著轉動課堂的實施效果。隨著網絡的發展，新的平臺與技術工具的出現也成為推動教師實施轉動課堂的重要因素。

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