基于角色互换的翻转课堂教学模式在有机化学实验教学的应用

钟益宁，贾智若，李春玲（广西中医药大学，广西 南宁　530001）

基于角色互换的翻转课堂教学模式在有机化学实验教学的应用

钟益宁，贾智若，李春玲
（广西中医药大学，广西 南宁530001）

角色互换；翻转课堂；教学模式；有机化学实验

有机化学实验是有机化学学科的重要组成部分，对后续课程如药物合成、药物化学等学科的学习起到举足轻重的作用。但由于教学任务重，课时不足和实验室有限等教学条件限制以及受传统教学观念的影响，目前在有机化学实验教学过程中还主要采用“灌注式”的教学模式和方法，课前学生预习，课堂上教师讲授，然后学生操作实验。这样“灌注式”的课堂教学活动是以教师为主体，学生处于被动地位，其积极性、主动性都受到抑制，缺乏学习的热情和兴趣。为了克服传统“灌注式”教学方法存在的弊端，实现从“教师的教学为中心”到“学生的自主学习为中心”教学理念的根本转变，激发兴趣，增强学习的主动性，让学生学会自主学习，达到提高教学质量的目的，很有必要对有机化学实验的教学模式和方法进行改革创新。

1　基于角色互换的翻转课堂教学模式的内涵

“翻转课堂”的教学模式给有机化学实验教学改革提供了一个新的思路。“翻转课堂”（Flipped Classroom，FC）教学模式源于美国，目前已经发展成为全球最流行的教学模式之一。该模式借助于现代发达的网络信息技术，将传统“课堂教师讲授知识，课后学生复习、完成作业”的教学过程进行彻底翻转。课前，学生先通过视频、资料、在线交流等方式进行知识学习；课堂上，教师将主要时间用于与学生交流讨论、释难答疑、指导完成作业、组织参与小组活动等。因而，这是一种全新的教学形式。加拿大《环球邮报》将它评为2011年影响课堂教育的重大技术变革［1］。

近年来，“翻转课堂”发展非常迅猛，大量文献报道了“翻转课堂”教学模式探索研究结果［2－11］。但是“翻转课堂”也存在一些要注意的问题：首先，学生自主学习的有效性问题。由于该环节处于教师的视线之外，容易导致学生学习不够深入，流于形式，不利于学生的自主创新学习，学习效果得不到保证。其次，“FC”教学模式的实施受到时间、精力和人数的限制。在课堂教学中，老师精力、时间有限，与学生面对面的深入交流难以展开。为了探索形成一种更加可靠而有效的可用于有机化学实验教学的模式，促进实验教改的不断深入，本文提出了“角色互换的翻转课堂”（Role Reversal Flipped Class room，简称“RRFC”）教学模式，与“FC”的主要区别是：“RRFC”教学模式在课堂上将教师和学生的角色进行互换，随机抽选学生上台演讲，演示实验仪器安装操作，并进行学生之间的全方位互动交流，最后才是教师的总结、归纳、点评，由于角色互换，迫使学生在课前进行充分的准备和主动深入的学习，为课堂上实施“角色互换”打好基础，克服了学生在预习过程中变成简单照抄书本，自主学习流于形式的弊端。

2　“RRFC”教学模式的基本架构

2．1课前教师准备学习材料下图1是“RRFC”教学模式的基本构架，其中，以正溴丁烷的实验制备为教改实例（见表1）。教师精心设计与实验相关的学习材料，制定教学目标任务，构建微视频、音频、PPT和文本等学习文件，并要求学生充分利用互联网等资源进行阅读、查询，引导学生进行深入的课前自主学习和准备。

图1　“RRFC”教学模式的基本构架

表1　学习目标任务及主要内容（以兰州大学王清廉主编《有机化学实验》第三版为教材载体）

2．2课前自主学习课前的自主学习是翻转课堂的关键环节，成功与否关系到课堂活动是否能够顺利进行。学生按照教学目标任务进行深入的课前自主学习。根据要求逐一解读学习内容，标记疑难所在，学生之间可以相互讨论或者向学长们咨询，无法解决的疑惑可以通过QQ、微信、邮箱等多种途径反馈给教师，获得及时解答。这样有利于学生自主选择学习时间，实现了个性化的学习；教师能够实时调整、有效地制定实验的教学计划、目标和进度。这样，传统的“灌注式”实验教学模式实现了翻转，实现了由“教师灌输－学生接受”向“学生自主学习－发现问题－教师引导解决问题”的自主学习转化。

2．3课堂上师生角色互换和互动翻转课堂教学模式中，课堂活动是一个知识内化的过程。课堂上教师深入到学生中间，组织学生进行协作探究、小组讨论、完成课后作业等活动，为学生提供有针对性的指导。通过自主学习，课堂上采取学生主动报名或教师随机点名抽选学生到讲台上演讲，对正溴丁烷的制备原理和机理进行演讲，演示反应装置的安装操作，其他学生认真听演讲，互动提问，还可以让另外的学生上讲台进行纠错和点评，对存在的问题进行修正。学生之间经过充分的全方位互动，找到问题所在，解决重点、难点，最后由教师进行点评、归纳总结，对学生课前的自主学习知识进行加深巩固。接着，学生按照正确的操作安装装置，开展实验。通过师生角色互换和全方位互动，学生能够流畅地实施实验的各项步骤，极大地提高了学生的动手能力和效率，加深印象，基本不需要老师反复强调实验注意事项，学生能够更加专注于实验现象的记录以及问题的研究探讨，而教师针对新问题与学生讨论和点拨，引导学生积极思考，提出更好的改进方案，鼓励学生在第二课堂进行实验的设计验证。实验结束以后，教师对于反馈较多的问题统一回答，带领学生归纳总结，梳理学习目标任务。

2．4反馈与评价反馈与评价在翻转课堂的实施过程中是十分必要的，因为该教学模式是对传统教学模式和方法的一个挑战和翻转。虽然优势明显，成功案例很多，但是，如何克服实施过程中存在的问题还需要在实践中不断地总结和摸索。通过反馈和评价，教师可以掌握学生是否能够适应这种教学模式，从中发现问题并不断调整和修正教学策略。“RRFC”教学模式改革实践采用如下几种方式进行反馈和评价。首先，学生认真撰写实验报告是必须完成的任务，教改实践中将此任务转变为实验报告书写比赛和互动评比，从实验目的和任务、原理和机理、试剂及其物理常数、装置图、步骤、现象及数据记录、产量和产率、注意事项和思考题等主要方面进行评比，着重评价原理和机理的叙述是否完整、正确；装置图是否认真作图还是应付了事；步骤、现象及数据记录书写是否完整、正确；能否具有正确、创新性地回答思考题等方面。其次，教师开展学生、教师问卷调查，教师还可以参与课程互评和交流。分析“RRFC”教学模式改革的收获和存在的问题，并进行相应的改革深化，从而提升翻转课堂的应用效果。再次，通过实验笔试和操作测试，检查学生掌握知识的情况。第四，从学生参与第二课堂的实验设计和验证、实验操作大赛以及参与教师科研的动手能力等方面进行评价。调研发现，“RRFC”教学模式改革能够促进学生之间的良性“竞争”，加之教师及时的肯定评价，使得一部分学生的实验幸福指数迅速得到提高，对于有机化学实验的求知欲愈发增强；而对于实验操作结果不理想的学生，通过正确的引导、沟通，能够起到良好的鞭策、促进作用。

3　“RRFC”教学模式的实践

在“RRFC”教学模式的基本架构设计基础上，我们选择了本校药学专业2015级的204位学生作为对象，随机分成实验班103人、对照班101人。实验班采用“RRFC”教学模式，对照班采用传统教学模式。并采取问卷调查分析、实验报告书写比赛、笔试测试等三种方式进行评价，考查实验教学改革效果。

3．1调查问卷分析课程结束后，对实验班以问卷展开调查，了解学生对有机化学实验“RRFC”教学模式的认可程度，并作为后续改革实践的参考依据。结果表明，对于有机化学实验“RRFC”教学模式超过95%的学生给予充分肯定。首先，通过课前针对教学目标任务的学习资源的深入自主学习，能够加深学生的认知度和记忆程度；其次，学生真正做到认真预习和学习，避免流于形式的预习和抄写实验报告；再次，对实验过程胸有成竹，遇到突发问题能够认真思考解决，而不是手忙脚乱；第四，角色互换方式可以给予学生充分表达自己意见的机会，锻炼学生的演讲口才和胆量，激发学生成功的欲望，直接激发学习的兴趣，真正实现了以“学生为中心”的教学理念转变。有学生针对“RRFC”教学模式提出了富有建设性的建议，如提高微视频、音频和PPT的制作水平，布置学习目标、任务的时间尽量提前，方便自主安排学习时间。

3．2实验报告书写比赛评比实验报告书写比赛结果表明，实验班的整体书写水平远高于对照班，体现在实验目标叙述清楚完整，实验原理和机理清楚规范，作图比较工整认真，实验步骤格式规范，书写认真，不出现糊涂的情况，产量、产率计算正确，尤其是对实验注意事项和思考题能进行比较深入的探索、回答。笔者认为，实验班学生的学习态度更为积极、兴趣更高，互动参与程度大为提高，求知欲明显增强。

3．3笔试测试对两个班进行随机的有机化学实验笔试测试，实验班的平均分（88．6±1．2分）高于对照班（81．8±1．2分），差异有显著意义（t＝40．4661，P＜0．01）。

结果表明，有机化学实验的“RRFC”教学模式改革实践取得一定的成功，值得鼓励和推广。

4　总结与思考

翻转课堂的课前知识学习、课堂知识内化的教学模式翻转了习以为常的传统教学模式，它是利用信息技术促进传统教学方式变革和实现教育教学创新的大胆尝试，体现先进的教学理念，所以受到教育工作者的极大关注和积极实践。本文的改革尝试将“RRFC”教学模式应用于有机化学实验教改实践，改变了“老师讲+学生操作”的教学模式，得到实验班学生的认可和好评，然而，这一教学模式还有待优化和深入，需解决如下的问题：首先，微视频、音频、PPT以及文本材料等资源的制作要求更加准确、清晰，教学目标、任务需要教师精心设计和凝练，避免数量过多，难度过大，任务过重，尤其是教学视频，时间不能太长，否则学生在有限的时间内不能完成学习任务。其次，学生课前自主学习的有效性是“RRFC”教学模式改革实践能否成功的关键，在教师视线之外的学生是否真正做到自主学习，学习效果是否有保证，作为教师可以选取更为生动、更有吸引力的学习资料，同时借鉴翻转课堂实践者的宝贵经验解决自主学习的有效性问题。第三，“RRFC”教学模式的工作量非常大，必须正确处理教师和学生的课前、课堂和课后的时间和精力安排问题。尽管困难客观存在，我们将继续巩固已经取得的实践成果，吸取学生、同行合理的建议，并根据实践反馈不断改进，形成一种更加可靠而有效的模式，促进实验教学改革不断深入，取得更好的改革效果。

［1］Bergmann J，Sams A．Flip Your Classroom：Reach Every Student in Every Class Every Day［M］．International Society for Technology in Education（ISTE），2012：1－112．

［2］Pierce R，Fox J．Vodcasts and Active－Learning Exercises in a“Flipped Classroom”Model of a Renal Pharma－cotherapy Module［J］．American Journal of Pharmaceutical Education，2012，76（10）：196．

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［4］段雪琳，廖丹，钟静，等．基于微课的生理学翻转课堂教学模式研究［J］．广西中医药大学学报，2016，19（2）：124－126．

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［6］张金磊，王颖，张宝辉．翻转课堂教学模式研究［J］．远程教育杂志，2012（4）：46－51．

［7］曾淑煌．“翻转课堂”的理论意蕴与实践探索［J］．教育评论，2014（10）：118－120．

［8］寇晓娣，尹飞，琚辉，等．翻转课堂在药学专业有机化学双语教学中的应用［J］．药学教育，2015，31（6）：23－26．

［9］邹晓川，王存，石开云，等．基于FC模式的有机化学实验教学设计及应用研究［J］．西南师范大学学报：自然科学版，2015，40（9）：234－240．

［10］王彦沙，刘松艳．翻转课堂教学模式在大学化学实验教学中的应用［J］．大学化学，2016，31（4）：17－21．

［11］徐妲，钟绍春，马相春．基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究［J］．广州化工，2016，44（9）：196－198．

（编辑汤敏华）

G642．0

B

2095-4441（2016）03－0095－04

2016－08－10

广西中医药大学校级教改课题（编号：2013D08）

钟益宁（1967－），男，副教授，博士，研究方向：有机药物合成和中药药效物质基础研究