翻轉(zhuǎn)課堂在高等物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

季辰辰

（新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，人們能夠通過計算機(jī)、筆記本電腦以及智能手機(jī)等眾多技術(shù)工具方便快捷地訪問互聯(lián)網(wǎng)，即時獲取各種知識信息。學(xué)生們更多時候?qū)r間花在各種技術(shù)工具上，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，在任何地方與朋友或老師對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，讓學(xué)生自助規(guī)劃所學(xué)內(nèi)容，教師則起著協(xié)作的作用幫助每個學(xué)生完成他們的個性化學(xué)習(xí)過程。物理化學(xué)課程是一門交叉學(xué)科，課程涉及內(nèi)容廣泛，并具有數(shù)學(xué)計算公式多、公式推導(dǎo)過程復(fù)雜繁瑣、公式使用條件嚴(yán)格以及基本理論概念晦澀難懂等特點。如何在現(xiàn)有課時條件下，提高物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量值得深思。

1 翻轉(zhuǎn)課堂較傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢

翻轉(zhuǎn)課堂調(diào)整了教師與學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)的角色與作用，并對課堂時間進(jìn)行了重新規(guī)劃，顛倒了傳統(tǒng)教學(xué)的知識傳授與知識內(nèi)化的過程。學(xué)生在課前首先通過網(wǎng)絡(luò)資源觀看和學(xué)習(xí)教學(xué)視頻完成自學(xué)的過程，從而達(dá)到知識傳授的過程，知識內(nèi)化的過程將在課堂中教師通過例題講解、小組討論以及隨堂測試等方式完成。這種新型的教學(xué)模式使學(xué)生成為學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的核心，教學(xué)方式由指導(dǎo)式變?yōu)殚_放式，而教師只充當(dāng)著協(xié)助者與指導(dǎo)者的作用，有助于提高學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，提高教學(xué)的質(zhì)量和效果[1]。目前，許多名校的視屏公開課等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源為翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展提供了有力的保障。

2 如何開展翻轉(zhuǎn)課堂在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 課前部分

課前首先明確每章的重點、難點以及學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如：在熱力學(xué)第一定律的學(xué)習(xí)中，幫助學(xué)生明確本章的學(xué)習(xí)重點主要包括熱力學(xué)第一定律的文字表述及數(shù)學(xué)表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上要了解熱力學(xué)能、焓等熱力學(xué)函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)生成焓以及反應(yīng)進(jìn)度等概念；要學(xué)懂和掌握物質(zhì)在PVT變化、相變化以及化學(xué)變化過程中熱、功的計算以及各種狀態(tài)函數(shù)變化值計算的原理和方法等內(nèi)容。在課前輔助指導(dǎo)的過程中，告知本章中的難點有物質(zhì)在PVT變化，相變化過程中熱、功的計算以及各種狀態(tài)函數(shù)變化值計算的原理和方法[2]。讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和查閱文獻(xiàn)的過程中，留意和加強(qiáng)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)和理解，將重點與難點問題在課前就有所預(yù)習(xí)。布置一定的習(xí)題，讓學(xué)生通過合作討論的方式完成，提高學(xué)習(xí)效果。

錄制視屏。圍繞物理化學(xué)課程的重點與難點，結(jié)合往屆學(xué)生在學(xué)習(xí)過程遇到的主要問題，進(jìn)行細(xì)致深入的講解。由于物理化學(xué)這門課程內(nèi)在的邏輯性與理論性都很強(qiáng)，要求學(xué)生將錄制好的視屏提前學(xué)習(xí)和觀看有助于提高學(xué)生內(nèi)化的質(zhì)量，加深學(xué)生對物理化學(xué)系統(tǒng)性與關(guān)聯(lián)性的學(xué)習(xí)。

課前討論。要求學(xué)生在課前進(jìn)行合作討論，圍繞物理化學(xué)中公式適用條件、公式推導(dǎo)內(nèi)在的邏輯性、理論性等方面進(jìn)行全面的探討，要求學(xué)生在討論中加強(qiáng)知識的理解，掌握了各種公式與定理解決問題的基本思路與方法。在充分掌握基本概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種習(xí)題，討論解題思路，加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

2.2 課中部分

2.2.1 明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

課中首先解決學(xué)生在自學(xué)過程遇到的難點問題，開展相應(yīng)的教學(xué)活動，以其中的難點與重點為切入點，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識尋求結(jié)題思路。在充分調(diào)動學(xué)生思考積極性的基礎(chǔ)上，對于學(xué)生仍然難以解決的問題給與指導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對知識的熟練程度。例如：根據(jù)學(xué)生在觀看視屏以及做習(xí)題的過程中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生對卡諾循環(huán)及熱力學(xué)第二定律的推導(dǎo)，熵、熵增原理，Helmholtz函數(shù)和Gibbs函數(shù)等熱力學(xué)函數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵和標(biāo)準(zhǔn)生成Gibbs函數(shù)等概念等推導(dǎo)過程及其各個熱力學(xué)公式的適用條件不理解，不掌握。在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時，從熱力學(xué)第一與第二定律作為切入點，推導(dǎo)公式及引用條件時著重講解，加深學(xué)生對知識理解程度。順勢逐步推導(dǎo)出其他熱力學(xué)函數(shù)及判據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生理解和逐步掌握各類公式在物質(zhì)的PVT變化、相變化、化學(xué)變化過程中計算各種狀態(tài)函數(shù)變化值的原理和方法。在確保學(xué)生將知識點、重點與難點等問題掌握的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物理化學(xué)知識內(nèi)在的邏輯性、系統(tǒng)性以及關(guān)聯(lián)性對所學(xué)知識進(jìn)行歸類總結(jié)，讓學(xué)生對知識的完整性有整體的把握，建立內(nèi)化的知識體系，明確學(xué)習(xí)任務(wù)與目標(biāo)。

2.2.2 獨立思考與探索

物理化學(xué)公式多且繁瑣，僅憑課上老師講解，學(xué)生很難完全掌握，久而久之，容易讓學(xué)生對學(xué)習(xí)物理化學(xué)失去興趣。為此，在課程講解時，要培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力。例如：對于熱力學(xué)的四個基本公式的推導(dǎo)，首先要求學(xué)生聯(lián)立熱力學(xué)第一和第二定律推出dU=TdS-PdV，進(jìn)而推導(dǎo)出另外三個（dH=TdS+VdP，dA=-SdT-PdV，dG=-SdT+VdP）。學(xué)生通過獨立的推導(dǎo)過程能夠?qū)λ鶎W(xué)知識掌握的更深入，對待學(xué)習(xí)物理化學(xué)更有信念與興趣[3]。2.2.3 合作討論

翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，讓知識的傳授與內(nèi)化過程更多地集中在學(xué)生身上。為了提高學(xué)習(xí)效果，在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過程中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)協(xié)作設(shè)計，提高學(xué)生對知識的掌握能力。例如：在每章課程學(xué)習(xí)完成后，可以將學(xué)生分為若干組，通過實驗加深知識的理解。在講到稀溶液的依數(shù)型時，可以開展相關(guān)的實驗，要求分組同學(xué)通過自己查閱文獻(xiàn)和相關(guān)資料以及提前觀看網(wǎng)絡(luò)視屏，根據(jù)已有條件自己設(shè)計實驗，合作完成，同學(xué)之間通過測量純?nèi)軇?(水)與蔗糖稀溶液的凝固點，獲得凝固點降低值，ΔTf=kf·MB，進(jìn)而獲得蔗糖的摩爾質(zhì)量。學(xué)生通過自己動手做實驗對稀溶液的依數(shù)性及其應(yīng)用都有直觀的理解與掌握。

3 翻轉(zhuǎn)課堂對物理化學(xué)教學(xué)的意義

翻轉(zhuǎn)課堂通過改變了現(xiàn)有的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性，并對課堂時間進(jìn)行了重新規(guī)劃，學(xué)生在課前首先通過自學(xué)和觀看網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)視頻完成自學(xué)的過程，在后續(xù)課堂講解、小組討論以及隨堂測試等方式，將教學(xué)過程由指導(dǎo)式變?yōu)殚_放式，有助于提高學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，提高教學(xué)的質(zhì)量和效果。通過開展翻轉(zhuǎn)課堂，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣都有明顯的提高。因此，翻轉(zhuǎn)課堂有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與學(xué)習(xí)能力。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)、筆記本電腦以及各種網(wǎng)絡(luò)公開課的線上免費使用，都為翻轉(zhuǎn)課堂的開展提供了有力的保障，學(xué)生可以不拘泥于課堂學(xué)習(xí)，可以在任何場所與任何時間自主學(xué)習(xí)，在這種情況下，如何將物理化學(xué)的教學(xué)過程與現(xiàn)有資源與技術(shù)結(jié)合起來，改變現(xiàn)有教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是每一位物理化學(xué)教師必須要考慮與解決的問題。實踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂有助于激發(fā)學(xué)生對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合能力與素質(zhì)。