“翻轉課堂”推動學生學習《基礎化學》的主動性

侯永平，崔志民

(北京航空航天大學化學學院，北京 100191)

1 基礎化學的特點

化學知識是新時代大學生知識結構重要的有機組成部分，運用所學的化學知識觀察、分析、解決實際問題的能力是大學生素質全面發展的一種標志。化學，作為現代自然科學重要的基礎學科之一，是從事理工科類工作者知識結構中重要的組成部分。《基礎化學》是根據大學專業培養目標開設的重要的化學基礎課程，一般在大一新入學時即開設此課程。

《基礎化學》主要包括化學原理、結構化學和化學平衡等三部分內容，其中化學原理部分包括化學熱力學、化學反應速率、化學反應平衡等；結構化學部分包括原子結構和元素周期律、化學鍵與分子結構等；化學平衡部分包括溶液中的酸堿平衡、溶液中的沉淀溶解平衡、配位化合物與配位平衡、氧化還原反應與電化學等。其主要目的培養學生對化學這門學科的興趣，使學生掌握相關的化學基礎知識、基本原理及基本實驗技能，了解這些知識在實際生活中的應用，培養學生運用相關理論分析和解決實際問題的能力，為今后的學習和工作打下一定的理論基礎[1]。同時使學生訓練一般科學方法的掌握和培養邏輯、思維能力，這一訓練貫穿于課程教學的各個環節中，使學生體會并掌握怎樣從實驗結果出發進行歸納和演繹，或由假設和模型上升為理論。基礎化學的學習在理工科學生知識體系的建立以及科學研究方法的形成過程中具有重要的作用[2]。

2 基礎化學教學中存在的問題

長期以來，基礎化學存在的最大問題是該課程幾乎涵蓋了無機化學、物理化學、分析化學等基礎學科中的絕大多數內容，眾多高等院校雖然都非常重視《基礎化學》的教學，但目前依然存在著如下幾個問題:

(1)基礎化學課程內容“難、煩、舊”。據一項調查表明，學生普遍認為《基礎化學》是最難學的課程之一。由于內容繁瑣冗雜，學生負擔沉重，學習跟不上，給學生造成了很大的壓力。且內容枯燥，不能充分展示化學與人們日常生活的緊密聯系，涉及化學相關前沿課題的內容一般也不會向學生介紹，難以激發學生學習化學的熱情，使學生失去了學習的內在動力[3-4]。

(2)傳統的基礎化學教學方式已不再適應社會和科技發展的需求。隨著科學技術的發展，社會對高校畢業生的知識和能力結構的需求發生了新的變化。而目前不少高校的化學仍采用傳統的填鴨式教學，與社會對高校畢業生的預期培養目標產生脫節，嚴重影響化學課程在高校人才培養中作用的發揮[5]。

(3)理論與實際聯系不足。化學課程是一門以實驗為基礎的學科，要求通過觀察現象、總結規律進而上升為理論。也就是說，學習這門課程需要注意理論與實驗相結合，通過實驗模型來驗證理論的正確性，從而調動學生的思維能力，提高學生的動手操作能力。過去的實驗教學僅僅通過幾個演示實驗來加深學生對化學知識的認知，很少讓學生自主尋找實驗方法和設計實驗途徑，很大程度上限制了學生的主觀能動性，導致培養出來的學生很多高分低能，動手能力較差，畢業后無法很好的適應不同工作崗位的要求[6]。

在傳統的教學思路中，存在著上課就應該是“老師講，學生聽”這種教學模式的固定認識。再加上基礎化學所分配的課時有限，而課堂內容卻繁雜，所以往往形成老師“滿堂灌”，學生“滿堂聽”的現象，導致教學效果并不理想。一方面，老師不能較好地掌握學生的學習動態，許多學生上課即處于“關機”狀態，有些學生雖然看起來聽得很認真，但是心思可能根本不在課堂上，老師無法及時了解學生的學習情況。另一方面，學生“被上課”，學習的主動性會受到抑制。只能被動接受老師講的知識，無法主動投入到學習中，進而學習效率也比較低[7-8]。

結合基礎化學課程的教學特點，我們需要深刻考慮調整“教”與“學”的關系，探討改變單一的、沉悶的教學模式，增加課堂討論，使學生作積極參與教學過程，從而豐富授課形式，提高學生自學能力，增強學生自信心，激發學習化學的興趣，達到較好的教學效果，進一步提高教學質量。

3 國內高校基礎化學教學改革措施

近年來，北京航空航天大學提出將70個本科招生專業按照學科門類歸并為4大類招生，分別是工科試驗班類、工科試驗班類、理科試驗班類、社會科學試驗班。《基礎化學》作為大一本科生必修課程，對于本科學生良好的基礎知識結構的形成具有不可替代的作用，尤其對將來從事材料、化工、化學相關工作的學生來說，基礎化學知識的牢固與否，將在很大程度上影響他們掌握專業知識的深度。北航現實施大類招生，基礎化學面對的學生有600多人，每個人的化學知識基礎參差不齊，興趣點也不同。針對這一實際問題，如何滿足大多數學生對化學授課方式的需求是急需考慮的問題。針對北航大類招生政策下學生的實際情況，探討教學方法改革、提高教學質量和教學效果，現提出主要措施如下：

(1)針對學生特點，提出改革方案

調研國內基礎化學課程教學現狀，分析課堂教學中存在的優缺點。結合我校特色，調研學生化學基礎知識以及學習目標，提出適合大多數學生需求的基礎化學改革措施，調動學生自主學習的主觀能動性，探索以學生為中心的教學模式。在課堂上著重講解較難理解和掌握的知識點，引導學生對一些僅要求了解的知識點進行課下自主學習(公式推導)。

(2)充分利用現代多媒體技術手段，提高學生的學習興趣

多媒體教學可以將多種信息集合在一起，將抽象的概念轉化為形象直觀的圖像，具有靈活的交互功能。多媒體表現力豐富，一些在傳統教學手段下很難表現的教學內容都能形象、生動、直觀地顯示出來，從而加深學生對問題的理解，調動其學習積極性。多媒體教學信息量大，變換快，教學中師生雙向交流少，屏幕上的影像、文字接踵而至，時間一長學生容易疲勞，教學親和力下降。因此，應用多媒體教學要適度，根據教學需要選擇合適的方法，讓多媒體與常規教學方法有機結合，以達到最優的教學效果。

(3)探索靈活多樣的教學方法，激發學生學習興趣，培養學生綜合能力

運用比較法，有利于知識間的融會貫通。基礎化學概念、公式多而復雜，通過比較法可使學生全面掌握知識，運用比較法進行概念教學和公式的推導，挖掘其內在聯系，尋找共同規律，同時找出各自的特點幫助學生將所學的知識連貫起來；

(4)自學指導法在化學教學中的應用

自學指導法是在教師的指導下，學生自學教材和參考資料以及進行實驗，并通過思考和研究而獲得知識、掌握技能的一種教學方法。自學指導法在基礎化學教學課時減少的情況下，理應得到進一步重視。通過指導學生自學，既可以拓寬學生的知識面，培養其查閱文獻的能力和主動獲取知識的能力，也可以培養學生學習的自信心、責任感、忍耐力和獨立分析問題、解決問題的能力和習慣，這也是素質教育所需要的。這個教學方法主要針對化學基礎較好的學生，對于將來從事化學相關行業的學生，更應大力培養，提高其通過自學獲取化學知識的能力。

4 教學改革—“翻轉課堂”

上學期，我們教研室在上面教學改革的基礎上，嘗試了“翻轉課堂”這種新形式在基礎化學教學中的應用。以調查問卷的形式，我們對近三屆大一新生、約1500人的高中化學學習情況進行調研，74.4%的同學表示，對“反應平衡”這一章節內容比較熟悉。考慮到這一章內容較簡單、易自學的特點，我們嘗試了通過“翻轉課堂”這種形式，讓學生參與到教學中來，提高他們學習化學的主動性。

改革目的：

提高學生自學能力，激發其學習化學的興趣，

改革依據：

(1)借鑒其他學校的教學經驗。

(2)化學平衡這一章的特點以及高中的知識基礎情況。

具體措施：

(1)老師提前將該章內容整理成ppt發給學生，課下自學。

(2)每個班90個人，分為18個小組，每組5人，以小組為單位討論，提前自學。

(3)每個小組通過自學以后，結合本章大綱學習要求，出一道計算題或解答題，做題時間大概控制在15分鐘以內。學生提前把題目發給老師，老師整體把握題目的難易程度，適當給出一些建議。

(4)老師出兩道題，學生任選一道。

(5)課堂上由學生隨機抽取其他組學生和老師的題目，以小組為單位解答，可以查書，可以討論，做題時間限定在30分鐘。

(6)本次測試成績 = 出題成績(知識點明確、不超綱)(10分)+答題成績(每道題10分，共20分)， 占平時課堂小測驗成績的40%，計入期末考試成績。

通過分析學生課堂答題情況，掌握學生對自學知識的掌握程度，再帶學生一起復習本章知識點。具體分成三步實施：

(1)每一組派一個代表，準備ppt講解自己所出題目，對題目知識點進行講解，并給出習題答案，時間控制在2分鐘左右。如果學生有疑問，可以隨后提問，原則上，老師不解答，但組員可以幫忙回答。

(2)老師根據學生課堂測試的整體情況整理ppt，把整章內容串講一遍，大概30分鐘，主要結合學生給出的題目，重點講解存在的問題。

(3)最后留10分鐘學生提問，自由討論。

5 改革的實際效果

整體上來講，學生對本章知識點掌握牢固、參與積極性高、調動了學生主動學習的興趣，達到了預期目的(本次測試評價成績26.5分，滿分30分)。從學時上來講，按教學大綱安排，本章需要4個學時講解+1個學時的習題講解，共5個學時，而改革以后，只需要3個學時。多出來的2個學時，可以用于講解其他較難的章節，比如氧化還原平衡、配位平衡等。

從學生出的題目來看，基本上包括了本章所有的知識點，其中有幾組所出的題目不僅包含了本章知識點，同時把本章內容與實際生活問題、前面幾章內容(理想氣體狀態方程，道爾頓分壓定律)相結合，很好地結合了課堂知識和實際問題，學以致用。其中，只有一個組題目有點超綱，通過學生討論，重新修改了題目。

從學生參與課堂講解情況來看，學生參與積極性高，課前準備充分，ppt制作簡潔明了，課堂講解重點突出，能準確把握知識要點，課后也積極參與討論。通過課后和部分同學交談，同學們都很認可這次教改措施，激發了學生學習化學的興趣，達到了預期的目的。

6 結 語

新時期高等教育面臨新的挑戰，化學課程教學同樣面臨著新的挑戰，我們要嘗試新時期的北航人才培養模式，圍繞培養目標做好針對性的頂層設計，建立健全“教”與“學”的培養體系，推動實施有效的改革措施。傳統的基礎化學教學方式越來越不適應社會和科技發展的要求。隨著社會和科技的發展，社會對人才的知識和能力結構有了新的需求，也對高校培養出來的畢業生提出了新的要求。目前，大學化學教學過程中，需要把握和調整好“教”與“學”的關系，改變以往單一的、沉悶的教學模式，讓學生積極主動參與教學過程，使授課形式多樣化，提高學生學習的主動性和趣味性，是提高大學生學習效率的關鍵所在。讓學生在掌握知識的同時，體會到學習帶來的快樂和自信，從而促進學生的學習效率和能力的全面發展[9-10]。