利用翻轉課堂進行大學化學課程建設的探索與實踐

漆文勝 陳聯梅 姚倩 宋芹 王萍 李紅梅

【摘 要】本文以“試樣的采集與制備”一節的教學實踐為例，著重描述了翻轉課堂應用于大學化學課堂的教學流程、教學設計思路和教學反思，探究將翻轉課堂引入大學化學教學的可行性和必要性，創建了翻轉課堂應用于大學化學的教學模式，并闡述了實施過程遇到的困難和挑戰。

【關鍵詞】翻轉課堂;教學模式;化學教學

【中圖分類號】G642? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）16-0003-04

2021年4月1日，教育部高等教育司司長吳巖在陜西西安做了“夯實教學‘新基建，托起培養高質量”的報告，他在報告中指出，人才培養“連續劇”連續接續全面展開，“本科不牢、地動山搖”，必須建設高質量本科教育。大學化學是本專科化學化工類和各相關學科專業的基礎必修課，筆者在多年的一線化學教學中發現，若只在傳統教學方法中引入多媒體技術，會導致教學速度快、反饋少、印象淺、理論與實踐脫節等問題，教學效果堪憂[1]。筆者針對這些大學化學教學中的問題，引入“翻轉課堂”教學模式，以期通過對知識傳授與內化的顛倒安排，把“先教后學”轉變為“以學定教”，從根本上變革傳統教學中的師生觀，重新規劃課堂時間，創設學生自主學習環境，實現對傳統教學模式的革新[2]。在翻轉課堂中，信息技術和學習活動為學生提供個性化、協作式的學習環境，有助于形成新的學習文化，改變教師“一言堂”的現狀，讓學生主動參與教學，體會如何用基本理論解決實際生活、生產、科研中的問題，在生生、師生的互動和個性化溝通中增強學生的興趣，達到引導學生順利走入社會的最終目的[3]。翻轉課堂的應用體現了課程質量是人才培養的核心要素，教材質量乃人才培養的主要“劇本”的理念。

1? ?大學化學常規教學中存在的問題

1.1? 教學內容的取舍有待商榷

大學化學的教學內容經過了再三權衡、精挑細琢，大學化學“試樣的采集與制備”在教學內容上的問題主要表現在以下三個方面：試樣的采集、制備、分解、分離和富集的內容偏少;對四大滴定分別進行介紹，造成滴定分析篇幅偏多;對“量”這個中心概念的強化不夠。

1.2? 教學方式方法上有短板

個別教師的教育理念跟不上時代發展需要，教學方法較為落后。有的教師雖積累了一定的教學經驗，也參加過進修學習或短期培訓，但苦于接受新知識的速度較慢，在教學中由于課時緊張，不得不采取“滿堂灌”的教學方法。啟發式教學應用較少，教學中以講授為主，教學主要憑自己掌握的知識和經驗;較少站在學生的角度考慮，沒有充分發揮學生的主觀能動性，造成課堂教學重點不夠突出，難點不易突破，教學質量堪憂。另外，成績的評定方式也不完善，在評價體系上，平時出勤、作業情況和考試成績不能充分反映出學生分析問題和解決問題的能力。

為解決以上問題，筆者結合本校特點，因地制宜進行了大學化學教學改革。

2? ? 改革理論教學內容和教學方法

2.1? 優化理論教學內容

為了提高教學效果，筆者從改變觀念、提升質量入手。首先調整教學重點，向有特色的學校學習，結合各專業的實際情況，尋求互教互學，強化應用性較強的內容，淡化學生已掌握或應用性不強的內容。如對試樣的采集、制備、預處理等方面的內容進行了強化，因為在實際分析工作的過程中，采樣、制備、分解、分離和富集是不可或缺的重要步驟，也是分析過程中困難且復雜的步驟，直接關系到分析結果的代表性和準確性。如試樣的采集要求具備高度的代表性，否則后續分析工作將毫無意義。隨著化學學科的快速發展，分析測試手段也日趨自動化和智能化，對理論教學內容的優化就顯得尤為重要。如何巧妙地把最新研究成果引入教學內容，彌補以往分析化學理論的缺失部分，讓學生通過實證，立足本土，重點培養專業領域技術開發與應用、工程設計與實施、技術攻關與改造、工程規劃與管理等能力，結合“地方型、應用型、校城融合”，通過教學內容的優化，讓學生能夠扎實基礎、提高素質、強化工程實踐能力，并具有一定創新能力。

筆者在教學中通過實例詳盡且深入地介紹固體、液體、氣體試樣的采集、制備、預處理，弱化公式的推導過程，加強公式的應用。通過調整教學內容，與實際應用盡量吻合。具體操作如下：

鑒于大學化學是一門實踐性很強的專業基礎課，可在教學中引入翻轉課堂模式，讓學生主動參與教學活動。一個完整的分析過程包括用戶需求、方法研判、試樣采集與制備、樣本分析測試、質量保證與控制、結果數據處理等步驟。而目前我國高校本科教材偏重介紹各種分析方法的基本原理與測試技術，對于質量保證與控制、試樣采集與制備方面介紹篇幅較少，如武漢大學主編的教材就具有上述問題（第五版開始有改進）。若繼續套用原有教材內容，學生對實際樣品的整個檢測過程難以有深刻體驗和實際把握[4]。而在實際分析工作中，試樣狀態要認真考慮、充分認識組成及各成分的復雜性，案例的定量分析不僅要特別重視被測樣品的測定，還包括試樣的前處理和結果的后處理等過程。為了凸顯實際樣品操作全過程，筆者在翻轉課堂視頻的選擇上整體規劃、精挑細選。如選擇分析在食品工程、藥學等相關領域均涉及的原料、中間產品、成品等樣品，這些緊扣社會生產的案例能使學生充分體會到掌握分析化學各種測定技能的重要性。另外，通過強調大學化學課程的教學目的，可以在培養學生嚴謹的科學態度和獨立分析解決問題能力的同時，逐步幫助學生樹立嚴格的“量”的概念，以后學生遇到類似的現實問題時，就能夠有代表性地科學采樣、正確地制備試樣和分解試樣、選擇合適的分析化學方法進行測定、正確判斷和表達分析測試結果，使學生具備從業應有的基本素質。

2.2? 改革教學方法

為了充分發揮學生的主觀能動性，提高學生的科學素養和綜合能力，筆者對教學方法進行了改革。一是將多媒體技術充分應用于大學化學教學。二是以翻轉課堂變革教學方式，講授、討論結合，同時展示學生自制的預習幻燈片[5]。通過對以往的理論教學的梳理，筆者發現，在“試樣的采集和制備”這部分內容的理論教學結束后，許多學生會選擇性地忽略采樣、制備和分解的復雜性、重要性。而教材中有關試樣的采集和制備的實驗項目也很少，但實際分析工作中往往并非如此。所以筆者加強了這方面的選材，收集制備了如下視頻：液體（飲料）試樣的采集、固體（食物、藥品）試樣的采集、固體（食物、藥品）試樣的制備和分解等實驗。

當然，實施翻轉課堂教學需要多種工具和軟件的配合與支撐，如錄屏軟件、在線交流工具、文件共享工具、在線測評工具等。

3? ?科學設計教學流程

基于對翻轉課堂的內涵的深刻認識，在建構主義學習理論、系統化教學設計理論的指導下，筆者做了如下的教學流程設計。教學流程主要由課前學習和課堂學習兩部分組成，體現了教學的邏輯性與層次性。通過直觀的教學藍圖可以看出，翻轉課堂顛覆了教師先講授然后學生作業鞏固的教學過程，知識傳授的過程不是在課堂上完成，學生在上課前借助視頻等“信息傳遞”完成對課程內容的自主學習;“吸收內化”在課堂上通過互動來完成，教師提前了解學生在學習中遇到的問題，然后給予學生有效的輔導，課堂的大部分時間用于教師答疑、生生合作探究以及師生之間的深入探討等。在整個教學流程中，作為翻轉課堂學習環境創設的兩個有力杠桿，豐富的信息化資源讓學生成為學習的主角，信息技術和學習活動能夠保證協作式、個性化學習得以實現。

筆者在教學中也發現，化學分析的后續課程儀器分析有先進、發展迅猛的特點，但其某些反應原理、基本操作、分析過程和數據統計仍然建立在化學分析的基礎知識和方法上。簡言之，儀器分析和化學分析在方法上相同的地方恰恰是分析化學整門學科的特點和重點[6]。因此，筆者在翻轉課堂上，把分析試樣的采集與制備單獨列為一章，以凸顯其重要性，特別增加了目前遇到較多的有機和生物試樣處理方法的視頻供學生參看。另外，針對學有余力的學生，筆者還補充了現代處理樣品的微波輔助消解法和樣品分解后測定前的預處理的相關內容。

4? ?優化教學設計思路

翻轉課堂的教學設計應當體現以學生為主體的原則，還應當遵循有效交流的原則。翻轉課堂中的交流不僅包含課上的師生間的溝通，還包含課下師生、生生間的交流和互動。學生在自主學習的過程中會體會到“授人以漁”的精髓，從而培養探究思考的精神，提升自主學習

能力。

4.1? 注重課程開發

在翻轉課堂中，知識的傳授一般由教師提供的教學視頻完成。教學視頻可以由教師親自錄制或者使用網絡上優秀的教學資源。筆者本次教學視頻選用了網絡上的與課程相關的公開視頻，其內容基本與教材教學內容

吻合。

4.2? 先行學習

自學能力是學生應該具備的重要素質之一。在課堂教學前，筆者在教學平臺上公布了學習任務單：①什么是試樣采集與制備？②試樣采集與制備有哪些類型？

③試樣采集與制備在分析過程中的地位和作用是什么？說明原因。④固體、液體、氣體試樣的采集、制備、預處理有哪些區別？⑤預處理要考慮哪些方面？同時，要求學生自行上網觀看學習視頻，這樣學生就有目標指引，能夠帶著問題學習新課的內容，不會迷失方向，能達到預期效果。

4.3? 教學實施

貫穿教學過程的教學視頻，筆者每周會發布5～8個，每段時長盡量在6～10分鐘，最長不超過15分鐘，以免學生產生倦怠心理，部分視頻會附1～2個隨堂測驗。課上安排幾個案例分析，通過學生相互評分，培養學生歸納演繹的批判性思維。隨后布置課后作業，學生可獨立選做，以鞏固所學的知識。最后為衡量學生的學習效果，有每半月一次的的練習題，大約需要花費半小時[6]。當然，學期結束時，為考查學生對綜合知識的掌握和能力的培養情況，期末練習也是必須完成的。具體教學過程見表1。

5? ?總結與反思

翻轉課堂教學理念為化學教學改革提供了新方向，全新的教學模式為化學教學注入新的生命力，也帶來一系列問題。教師要轉變觀念，成為整個教學活動的引領者、設計者。在教師為主導、學生為主體的教學改革中，師資隊伍培養已成為關鍵因素。

5.1? 課堂教學活動由單一的面授到新學法需要新設計的挑戰

與傳統教學相比，翻轉課堂對革新大學教學、提升教學效果具有重要意義，但已有的實證研究證明，課堂上的學習活動仍然是決定學習效果的重要部分。正是因為翻轉課堂是由教師的“教”和學生的“學”所組成的雙邊互動過程，所以不能過分強調“學”而忽略“教”。學生有了課前的自主學習，課堂上的知識傳授環節減少，變成知識鞏固的平臺，教師與學生才有更多機會進行思想上的交流與情感上的溝通，在答疑解惑、頭腦風暴中，才能達到教學相長的效果。

另外，在概念原理類知識的教學上，也許傳統教學方式更有優勢。教師要分析不同的知識的特點，分析其是否適合翻轉，怎樣翻轉，采取什么教學策略，并且要結合學生的反饋情況而定。因此，翻轉課堂對教師提出了更高的要求：除了需要具備學科專業背景知識，還要懂教育心理學和計算機網絡技術。此外，翻轉課堂有時需要更多的課堂時間來組織教學活動，容易使課堂教學失去計劃性，也會降低教學效率。翻轉課堂還要求大學生具備較強的自我管理和自主學習能力。

5.2? 本研究在實施過程中遇到了一些困難和挑戰

在翻轉課堂中，課外教學視頻承擔著“知識傳授”的重任，視頻質量的優劣是能否引導學生課外學習時間延伸、實現高效學習的關鍵。錄制質量高的教學視頻是實施翻轉課堂教學首先需要解決的問題，但適合用于課堂翻轉的微課視頻，并不一定需要教師親自制作。若教師把大部分精力都放在制作視頻上，就容易忽視合理支配課堂時間，拓展學生的學習時空等關鍵問題。視頻自然重要，但比視頻更重要的是課堂教學活動的組織。特別是近年來眾多教學資源平臺對外開放，教師便可方便地獲取與利用其中的教學資源，這樣，翻轉課堂教學實施的門檻無形中就降低了，這也讓教師有更多時間和精力進行個性化指導和組織教學，真正做到因材施教。

5.3? 翻轉課堂雖好但要量力而行，不必全盤吸收

教師要把握好翻轉課堂的“度”。實施翻轉課堂的阻力也許會來自于學生，因為學業繁重，學生用于課前翻轉學習的時間有限。學生也有可能不適應翻轉課堂，會不滿意課堂結構的調整，學習活動的多樣性也易引發更多的不確定性。而且，在后進生多的班級應用翻轉課堂，一旦學生不能完成教師分配的課前學習任務，課堂教學活動就難以進行，教學效果將大打折扣，甚至以失敗

告終[7]。

總之，探討運用網絡教育技術、開發微課程教育資源、規范大學生課堂微課程學習行為、評價大學生課堂學習行為的評價研究還任重道遠，翻轉課堂到底能在多大程度上實現“減負增效”的目標，還需要進一步探討和實踐。

【參考文獻】

[1]張華山，達世祿.《分析化學》（第五版）教材的特色及使用范圍[J].分析科學學報，2008（2）.

[2]劉東霞.高校翻轉課堂的建設研究[J].宜春學院學報，

2014（7）.

[3]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013（1）.

[4]吳志鋐.十多年課改之路：從探究課堂到翻轉課堂[J].上海教育科研，2014（8）.

[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）.

[6]王春.基于“翻轉課堂”教學模式下的同課異構——以“化學平衡常數的應用”為例[J].化學教學，2014（9）.

[7]劉月.小學語文閱讀課教學生成的機制研究[D].重慶：西南大學，2020.

【作者簡介】

漆文勝（1968～），男，教育碩士，成都大學食品與生物工程學院副教授。研究方向：化學教育。