翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的實踐與研究

摘 要 文章深入探討了翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的實踐意義及其面臨的挑戰，并提出了有效的對策。翻轉課堂模式通過重新構建教學流程，強化學生的自主學習與課堂互動，為物理化學實驗教學帶來了新的活力。然而，該模式的實施仍面臨學生自主學習能力參差不齊、課堂時間有限及教師適應性差等問題。針對這些挑戰，文章提出了設計差異化預習任務、優化實驗流程、加強教師培訓等策略，以期進一步提升翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的應用效果，促進學生科學素養與實驗技能的提升。

關鍵詞 翻轉課堂模式；物理化學實驗；教學挑戰

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.023

The Practice and Research of Flipped Classroom Mode in Physical

Chemistry Experimental Teaching

FU Jing， LYU Xiao， SONG Jialong

（Zhuhai College of Science and Technology， Zhuhai， Guangdong 519041）

Abstract The article delves into the practical significance and challenges of flipped classroom mode in physical chemistry experimental teaching， and proposes effective countermeasures. The flipped classroom model has brought new vitality to the teaching of physical and chemical experiments by restructuring the teaching process， strengthening students' self-directed learning and classroom interaction. However， the implementation of this model still faces problems such as uneven student self-learning abilities， limited classroom time， and poor teacher adaptability. In response to these challenges， the article proposes strategies such as designing differentiated preview tasks， optimizing experimental processes， and strengthening teacher training， in order to further enhance the application effect of flipped classroom mode in physical and chemical experimental teaching， and promote the improvement of students' scientific literacy and experimental skills.

Keywords flipped classroom mode; physical and chemical experiments; teaching challenges

隨著教育信息化的深入推進和教學改革的不斷創新，翻轉課堂模式作為一種新興的教學模式，逐漸受到廣泛關注。翻轉課堂模式通過重新調整課堂內外的時間安排，將學習的主動權從教師轉移給學生，旨在提高學生的自主學習能力，培養學生的批判性思維。在物理化學實驗教學中，傳統的實驗教學模式往往存在學生參與度低、實驗效果不佳等問題。因此，探索翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的實踐與應用，對于提升實驗教學效果、培養學生綜合素質具有重要意義。本研究旨在探討翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的適用性，分析其對學生學習效果的影響，并為物理化學實驗教學改革提供理論支持和實踐經驗。

1 翻轉課堂模式概述

翻轉課堂模式，作為一種顛覆性的教學范式，徹底打破了傳統課堂以教師講授為主、學生被動接受的教學模式。在此模式下，課前，學生通過教師發布的數字化材料進行自主學習，掌握基礎知識和技能；課中，學生在教師的引導下開展協作探究、問題解決等深層次學習活動，教師則根據學生的學習情況提供個性化的指導和反饋；課后，學生完成拓展任務和反思總結，鞏固和深化學習成果。翻轉課堂模式促進了教學理念的轉變：學生的學習不再是被動接受的過程，而是主動建構的過程；教師的角色也從知識的傳授者轉變為學習的引導者和促進者[1]。這種模式強調以學生為中心，充分利用現代信息技術的優勢，促進教學資源的優化配置和教學效果的顯著提升。同時，翻轉課堂模式還具有高度的靈活性和適應性，可以根據不同的學科特點和學生需求進行個性化的設計和調整，為教學改革注入了新的活力和動力。

2 翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中應用的意義

2.1 預習階段的認知激活與思維預熱

在翻轉課堂的預習階段，教師的角色發生了顯著的轉變，他們不再是傳統意義上的知識傳授者，而是學生認知激活和思維預熱的引導者。為了實現這一轉變，教師精心設計了各種預習任務和問題，旨在激發學生的好奇心和探究欲。例如，教師可以利用模擬實驗軟件，讓學生在預習階段就能夠親自動手操作，觀察實驗現象，預測實驗結果。這樣的設計不僅讓學生提前熟悉了實驗流程和操作要點，更重要的是，它讓學生在實踐中發現問題、提出問題，從而培養了他們的批判性思維和問題解決能力。此外，教師還會提出與實驗相關的現實生活中的問題，引導學生將所學知識與實際生活相聯系，思考實驗背后的科學原理及其在現實中的應用價值。這種預習方式不僅拓寬了學生的視野，還激發了他們的學習興趣和動力。通過這些具體的預習設計，翻轉課堂模式在預習階段為學生的深度學習做好鋪墊。

2.2 課堂內的協作探究與實驗創新

翻轉課堂模式下的物理化學實驗課堂已然成為學生協作探究與實驗創新的熱土。在這一教學環境中，教師摒棄了傳統的單向知識灌輸，轉而倡導學生以小組合作的形式共同探索實驗。每組學生都自行設計實驗方案，這要求他們深入理解實驗原理，將理論知識與實際操作相結合，發揮創新思維以解決實際問題。課堂上，各小組紛紛展示自己的實驗方案，并進行激烈的討論與交流。在小組競爭與合作中，學生的新想法和觀點層出不窮。而教師在這一過程中扮演著重要的角色，他們不僅要引導學生發現問題、提出問題，更要鼓勵學生勇于嘗試、不斷創新。通過翻轉課堂模式下的協作探究與實驗創新，學生不僅提升了自身的實驗技能和科學素養，更在實踐中培養了團隊協作能力、創新思維和問題解決能力等[2]。這種教學模式的轉變不僅彰顯了教育理念的革新，更為物理化學實驗教學的未來發展指明了方向。

2.3 實驗后的深度反思與知識重構

這一環節要求學生詳盡地記錄實驗數據，并利用這些數據展開深入的分析與討論。通過細致地審視實驗數據，學生能夠洞察實驗中隱藏的變量關系和規律，從而更加深刻地理解科學原理的奧妙。教師在此過程中扮演著引導者的角色，他們鼓勵學生將新獲取的實驗數據與已有的知識體系有機融合，進而實現知識的重構和拓展。在這一過程中，學生不僅需要回顧和整理實驗中的關鍵發現，還需要將這些發現與所學的知識相互關聯，從而構建起更加完整、系統的科學認知結構。通過翻轉課堂模式在實驗后的深度反思與知識重構中的應用，學生得以在實驗的基礎上進一步鞏固和拓展知識，培養批判性思維，提升科學素養。這種以實驗數據為驅動的教學方法不僅凸顯了翻轉課堂模式的創新性，更為科學教育注入了新的活力。

2.4 技術的融合應用與教學革新

翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的創新實踐，顯著地體現在技術的融合應用與教學革新上。借助虛擬實驗、在線模擬等前沿技術手段，該模式成功地突破了傳統實驗教學在時間和空間上的束縛，為學生打造了一個更加廣闊且多元的學習空間。在這些技術的助力下，學生可以隨時隨地進行實驗操作和學習探究，不再受制于實驗室開放時間和座位數量的限制。此外，這些技術手段還通過豐富的交互功能和視覺呈現，極大地提升了實驗教學的趣味性和互動性，激發了學生的學習興趣和熱情。同時，教師也能利用這些技術手段實時監控學生的學習進度，精準地把握學生的學習需求和難點，從而及時調整教學策略，提供更加個性化和有針對性的教學指導。這種技術與教學的深度融合，不僅彰顯了翻轉課堂模式在教學革新上的獨特作用，更為物理化學實驗教學的未來發展注入了新的活力[3]。

3 翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中應用的挑戰及對策

3.1 遇到的挑戰

關于翻轉課堂模式在物理化學實驗教學實踐過程中遇到的挑戰，可從學生自主學習能力、課堂內實驗時間的限制以及教師對新模式的適應性三個方面進行深入剖析。

首先，學生自主學習能力參差不齊是翻轉課堂模式面臨的首要挑戰。在傳統教學模式下，學生的學習進度和能力差異往往可以通過教師的統一授課進行一定程度的彌補。然而，在翻轉課堂模式下，學生的自主學習成為教學的重要環節，這就要求學生必須具備一定的自主學習能力和方法。但實際上，由于學生的學習背景、學習習慣和學習動力等方面的差異，他們在自主學習階段的學習效果參差不齊。部分學生可能無法有效地完成預習任務，從而影響了課堂內深度學習的效果。

其次，課堂內實驗時間的限制是翻轉課堂模式實施的又一重要制約因素。在翻轉課堂模式下，原本用于講授新知識的時間被轉移到了學生的自主學習階段，而課堂內的時間則更多地用于學生的實驗操作、討論和交流。然而，由于物理化學實驗的復雜性和其操作要求較高，往往需要較長的時間來完成一個實驗。這就導致在有限的課堂時間內，學生可能無法充分完成實驗操作，更無法進行深入的實驗結果分析和討論。這種時間上的壓力不僅影響了學生的學習效果，也給教師的教學安排帶來了挑戰。

最后，教師對翻轉課堂模式的適應性問題也是不容忽視的挑戰之一。翻轉課堂模式作為一種新興的教學模式，要求教師必須具備較高的教學素養和信息技術應用能力。然而，在實際的教學實踐中，部分教師可能由于缺乏必要的培訓和支持，對翻轉課堂模式的教學理念、實施方法和評價標準等認識模糊，導致他們無法有效地運用該模式進行教學。此外，由于翻轉課堂模式對教師的課堂管理和組織能力提出了更高的要求，一些教師在面對課堂內的多樣化和動態化教學時感到力不從心，從而影響了翻轉課堂模式的教學效果。

3.2 對策

首先，針對學生自主學習能力參差不齊的問題，教師應設計差異化的預習任務和個性化的學習路徑。具體而言，教師可以根據學生的學習背景、能力水平和興趣點，為不同學生群體制定有針對性的預習任務，確保每個學生都能在自身基礎上得到有效提升。同時，教師還可以利用信息技術手段，如智能教學平臺、在線學習管理系統等，為學生提供個性化的學習資源和路徑推薦，滿足他們多樣化的學習需求。此外，學校也應加強對學生自主學習能力的培養，通過開設相關課程、舉辦講座、提供學習資源等方式，幫助學生掌握有效的學習策略和方法，提升他們的自主學習能力。

其次，為充分利用有限的課堂時間，教師應優化實驗設計、改進實驗方法，以提高實驗效率。具體來說，教師可以對實驗內容進行精選和整合，去除冗余和不必要的部分，保留核心和關鍵的實驗環節。同時，教師還可以引入先進的實驗技術和設備，改進實驗方法和操作流程，減少實驗中的等待時間和無效勞動，提高實驗效率。此外，教師還可以將部分實驗內容移至預習階段或課后拓展階段進行[4]。例如，在預習階段，教師可以通過發布實驗視頻、模擬實驗軟件等學習資源，引導學生提前了解實驗原理和操作步驟；在課后拓展階段，教師可以布置與實驗相關的思考題、探究題或拓展實驗任務，深化學生對實驗的理解和掌握。

最后，為提升教師對翻轉課堂模式的適應性，學校和教育機構應加強對教師的培訓和支持力度。具體來說，學校可以組織定期的翻轉課堂模式專題培訓和研討活動，邀請專家學者和優秀教師進行授課和經驗分享，幫助教師轉變教學理念、提升教學技能。同時，學校還可以建立相應的激勵機制和評價體系，將翻轉課堂模式的應用實踐納入教師考核和晉升的指標體系中，鼓勵教師積極嘗試和創新該模式的應用實踐。此外，教育機構也可以為教師提供豐富的教學資源和技術支持服務，如提供優質的教學課件、教案模板、實驗視頻等教學資源以及在線教學平臺、互動教學工具等技術支持服務，幫助教師更好地實施翻轉課堂模式[5]。

4 結論

翻轉課堂模式在物理化學實驗教學中的實踐，雖然為學生帶來了更加豐富、互動和深入的學習體驗，同時也面臨著多方面的挑戰。學生自主學習能力的差異、課堂時間的限制以及教師對新教學模式的適應性，都是影響翻轉課堂模式有效實施的關鍵因素。然而，通過采取一些對策，這些挑戰可以得到有效的應對。差異化的預習任務和個性化的學習路徑能夠提升學生自主學習的效果；優化實驗設計和提高實驗效率可以充分利用有限的課堂時間；加強對教師的培訓，則有助于提升他們對翻轉課堂模式的適應性。

基金項目：珠海科技學院高等教育教學改革項目（實踐性）（ZLGC20230708）。

參考文獻

[1] 曹建霞.初中生物教學翻轉課堂模式的構建[J].文理導航（中旬），2024（2）：46-48.

[2] 鄧寒冰，周云成，苗騰，等.移動翻轉課堂在程序設計類課程的實施與探討[J].中國教育技術裝備，2024（3）：113-116.

[3] 趙強，趙興旺，張宏，等.新時代紡織工程專業實驗課教改的探討[J].西部皮革，2024，46（3）：53-55.

[4] 趙君君.翻轉課堂教學在電氣自動化課程中的應用[J].遼寧高職學報，2024，26（1）：51-55.

[5] 潘倩.互聯網+背景下智能化翻轉實驗課堂的構建與實踐[J].實驗室科學，2023，26（6）：111-114，118.