基于翻轉課堂的“無機及分析化學”課程改革

劉偉華 李曉慧

（河北農業大學理學院，河北保定 071001）

1 研究背景

《無機及分析化學》是高校眾多非化學專業培養方案中要求開設的一門必修課程。其課時往往較長，學生受眾面廣，課程內容也存在一定難度，是一門重要的基礎課。當前，該課程與教學存在一些問題，如傳統講授式課堂中學生聽課興趣不高，有限的課堂學時下學生期末考試通過率不高，課堂教學不能滿足學生的個性化需求等，亟需改革。

翻轉課堂是當代課程建設的一個重要形式，它將傳統課堂的“教-學”的模式轉化為“學-教”模式。開展翻轉課堂的基本程序是在課前要求學生通過“微課”等以教學視頻的形式實現“先修”，課堂上學生在教師引導下或與教師共同完成問題討論，實現學生知識和技能的有效獲取。在翻轉課堂模式下，教師從傳統的知識傳授者的角色轉換為引導者；學生充分參與了學習，其學習積極性得以充分調動；同時，學生對知識的掌握更加扎實，學習成績得以有效提高。

本研究嘗試在“無機及分析化學”課程中局部引入翻轉課堂模式，進行基于翻轉課堂的“無機及分析化學”課程教學改革探索，以提高教學質量，也期望為相關學科提供一種可供參考的課程改革范式。

2 基于翻轉課堂的“無機及分析化學”課程改革方案

基于翻轉課堂的課程改革在“無機及分析化學”課程中采用局部應用的模式試點改革。區分于整體課程的全部翻轉模式，本課程在實施過程中擬對部分章節的部分內容采用翻轉課堂的模式。

（1）“無機及分析化學”改革試點的章節。我校使用中國農業出版社2016 年版的《無機及分析化學》教材。該教材分為無機化學部分和分析化學部分，在教學中分為無機及分析化學上、下兩部分行課。“無機及分析化學·上——無機化學”的課程安排在大學一年級上學期，“無機及分析化學·下——分析化學”的課程安排在大學一年級下學期的前半學期。

本研究選取“無機及分析化學·上”的內容進行了教學改革。課題組討論后，決定選取第1 章（溶液和膠體）、第3 章（化學反應速率）和第4 章（物質結構基礎）第2 節（四個量子數）為試點，進行翻轉課堂的教學改革。

（2）微視頻的制作和網絡課程的建設。針對以上擬進行翻轉課堂的章節，研究組成員進行了多次研討，制定了微視頻錄制的方案。研究組將以上內容分為幾個專題，落實到人。專題教學設計的過程由負責教師先進行初步擬定，再由課程與教學論專家把關，最終小組討論定稿完成。微視頻錄制在計算機專業的老師指導下，借助EV 錄屏軟件制作完成。每個專題的負責教師初步錄制完成后，視頻小樣由其他老師檢驗和修訂，專題負責老師將以上反饋整理后對視頻的細節進行修改和完善，再重新錄制成最終確定了的專題微視頻。

在對擬試點的章節內容的微視頻錄制完成后，課題組成員經過了進一步討論決定對“無機及分析化學·上”全書進行微視頻制作，作為學生課堂學習的補充。也就是，擬進行翻轉課堂試點的章節的微視頻在課堂教學之前開放，并要求學生在規定時間內完成學習；未列入翻轉課堂計劃的章節的微視頻在課堂教學之后開放，不對微視頻的學習提出過多要求，僅作為學生課外的學習參考。

3 基于翻轉課堂的“無機及分析化學”課程改革實踐

（1）教學改革試點班級的選取。教學試點實驗班級選取了筆者（第一作者和通訊作者）的教學班級，2018 級本科一批的8 個班級，選取了另外2 名教師名下的8 個平行班級進行常規講授式授課。其中實驗班選取劉偉華（任課班級：種子1802、中荷1601、園藝1806、園藝1807 班，共112 人）和李曉慧老師所承擔的班級（資環1801-1802、生信1801-1802 班，共117 人）；對比班選取郝琳（設施1801-1802、動檢1802-1803 班，共119 人）和趙影老師所承擔的班級（植保1803-1806 班，共110 人）。以上各班級學生高招入學成績相當。

（2）基于翻轉課堂的“無機及分析化學”課程實施。筆者將微視頻制作成網絡課程上傳到“超星學習通”平臺上，實驗班的8 個班的學生可以看到以上課程，網絡課程對其他教師的其他班級不可見。實驗班的兩位教師在試點章節授課前，對所授課的班級布置課程微視頻的學習任務，并規定好學習的截止時間。在課堂授課時，教師提前編制課堂研討問題，并引導學生在課堂上積極發言，可靈活采用小組討論的模式。

以第4 章第2 節（四個量子數）為例，翻轉課堂的實施情況詳述如下：課前微視頻（約12 分鐘）布置于具體班級的課前前一天，時間設置在18:00-22:00。上課時，教師和學生共同完成了一些關于“四個量子數”的練習題，并對核外電子排布式的寫法稍作指導后教師布置小組任務。全班學生共分為10 個討論組，學生自由結組。小組任務是每一組嘗試給出21-30 號元素其中之一的核外電子排布式，并請各組派代表同學上臺講解。教師根據學生活動中存在的問題進行適當的指導和總結，完成教學。

（3）教學試點實踐后數據采集。完成一學期的教學試點后，課題組成員對實驗班的學生進行了課后訪談，根據學生的反饋情況總結了該學期基于“翻轉課堂”的“無機及分析化學·上”課程與教學改革的成效。

期末，課題組對參與研究的實驗班8 個班的學生和對比班8 個班的學生進行了問卷調查，收集了數據，并進行了對比分析。同時，分別選取了實驗班和對比班的部分學生進行了跟蹤訪談，整理了訪談記錄，進行了對比分析。

4 研究結論和問題討論

通過本輪基于“翻轉課堂”的無機及分析化學試點教學改革，課題組得出以下結論。

（1）基于翻轉課堂的課程更有利于激發學生的學習積極性。實驗班的學生普遍反映“微視頻”引入課堂有效提高了學生學習的興趣，有不少表示“非常愿意提前學習教學微視頻”，“更愿意上化學課了”，等等。雖然課堂教學也同樣生動，但是不可否認的是教師在制作“微視頻”時必定更加用心，“微視頻”的整體設計和效果要優于平時的課堂教學。同時，教學微視頻一般控制在較短的時間（10 分鐘左右），相比于45 分鐘的連續課堂教學而言，學生能夠更加集中精力來學習微視頻。問卷調查的數據顯示，實驗班的學習積極性比對比班的學習積極性高17%。

（2）基于翻轉課堂的課程更有利于促進知識的內化。實驗班的學生認為“微視頻”更有利于掌握課程內容，“是一種非常有效的學習模式”。由于微視頻可以反復觀看，成績較好的同學可以反復體會和深入思考其中的細節，成績較差的同學在反復觀看的過程中也很容易完全領會該專題的教學內容。通過問卷調查顯示，實驗班的學生比對比班的學生的知識學習的更加扎實，相關的問卷題目的正確率要高出21%，差異性顯著。

不過，基于“翻轉課堂”的課程改革也存在一些尚待討論的問題。如翻轉課堂在整門課程中采用多大的比例比較適宜值得探討。因為若高于這個比例學生就會疲于應對，大量的微視頻也可能使他們會視覺疲勞，而若低于這個比例則略顯單薄，效果不明顯。

綜上，翻轉課堂是一種有吸引力的教學模式，在新一輪課程改革中值得推廣。如何合理利用翻轉課堂模式，是一項值得長期探討的課題。