“翻转课堂”在大学《无机化学》教学中的初探

(新疆农业大学化学工程学院，新疆乌鲁木齐，830052 )

经验交流

“翻转课堂”在大学《无机化学》教学中的初探

刘尊奇刘洋
(新疆农业大学化学工程学院，新疆乌鲁木齐，830052 )

高校教育信息化对大学课程教学改革产生深远的影响，“翻转课堂”引起全球教育者的重视和青睐。本文尝试将“翻转课堂”带入无机化学课堂，针对课程特点，从前期资料准备、整体规划、课堂具体建设等方面对“翻转课堂”教学模式的具体实施进行分析及讨论。

翻转课堂 无机化学 教学模式 设计方案

“翻转课堂”起源于化学课程教育，是由美国科罗拉多州落基山林地公园高中的化学教师Jon Bergmann和Aaron Sams将教学视频上传到网站，供缺课的学生补课使用，这一模式受到学生们的广泛欢迎[1]。“翻转课堂”在美国受到多种教育机构的认可，得到了学校的普遍认可和推广。“翻转课堂”又被称为“反转式课堂”，这一模式将传统课堂中学生需要课后完成作业解答问题的过程转移到课堂，将教师在课上讲解的内容以视频、PPT、相关资料的方式转移到课前让学生自学知识[2]。

《无机化学》是高等院校化学及化工专业的专业基础必修课，也是我校为农学院、动医学院、食品科学与药学院等部分专业的大一新生开设的一门基础课程，对学生后续的专业学习和科研工作具有十分重要的作用[3-4]。由于《无机化学》课程内容繁杂、知识点多、覆盖面积广，在传统课堂中教学时间紧任务重，学生只对教师讲授的重点难点做了笔记，难以再现课堂的全部内容，对后续复习巩固没有视觉化的资料。同时随着高考改革和学生地区差异等因素的影响，学生的化学基础也不尽相同，这也给教师授课带来困难。将“翻转课程”教学模式引入《无机化学》课程中，要求教师将讲课的视频进行录制，然后放在网络教学综合平台上，学生一方面可以随时随地观看学习，另一方面可以反复观看，直到理解为止，如果有疑问，可以在网络教学平台上提出问题，教师负责解答。下面具体分析怎样借鉴国内外的成功案例和经验，利用 “翻转课堂”教学模式促进《无机化学》课程的改革[5-6]。

1 “翻转课堂”前期资料的准备及开发

1.1 无机化学 “翻转课堂”中相关教材及辅助资料

“翻转课堂”颠覆了传统的教学过程，首先要求教师提供教学视频，如事先录制的讲座或者编辑的课件。选择一本好的学习教材，提供优质的教学视频，是实现“翻转”的关键。根据多年教学经验，本次设计以大连理工大学无机化学教研室编写的第五版无机化学为主要教材，以唐宗薰主编的《中级无机化学》、吉林大学等编写第二版《无机化学》、浙江大学化学教研组编写的《普通化学》等作为参考教材。为使学生在观看教学课程视频以后能够更好地对课程内容进行消化，快速掌握课程的重点、难点，我们同时选择大连理工大学无机教研室编写的《无机化学学习指导》，作为“翻转课堂”的课前及课后的辅助教材。

1.2 “翻转课堂”网址建设、优质视频筛选及制作

随着“翻转课堂”模式在无机化学课程中的应用，将在中国大学MOOC(慕课)在线学习平台、博视网、新疆农业大学教师在线学习中心、第一视频教程网等优秀视频网址下载《无机化学》课程的相关优秀视频作为参考。根据本校课程特点和学生情况，通过摄影机、录像机等电子设备录制相关视频，上传至新疆农业大学教师课程网站，供学生学习使用。

表1 学习问题卡的内容设计

1.3 “翻转课堂”问题卡片及实物模型

学生第一次观看《无机化学》教学视频，很难第一次就马上抓住课程重点，盲目性较大，为了让学生带着问题有目的地去观看视频，在此之前将制作一系列的问题卡片，学生看完卡片后再看视频，就能够较好地抓住知识点，同时学生需要在观看视频的时候完成问题卡片的题目，课堂上老师将根据问题卡的回答情况，有目的讲解一部分集中的问题(表1)。为了使学生对比较抽象的章节内容进行理解，例如物质结构基础中的晶体部分、分子原子的空间位置等，需要学生有一定的想象力，这时可以由教师带领制作晶体模型，帮助学生更好地在头脑中建立空间模型。

2 将“翻转课堂”引入课堂教学中的具体方法

在大学无机化学课堂上，“翻转课堂”是一个重要的契机。它首先运用到的是教师制作的视频教学片断，我们将它们称之为“微课”。这些视频的制作一定要事先考虑学生的想法，因为它们是学生自主学习的主要渠道，对于“翻转课堂”的教学十分重要。基于“微课”的“翻转课堂”教学模式，我们将教学内容设计成课前准备、课堂讨论及课后作业三部分来建设(图1)。

图1 “翻转课堂”教学流程图

2.1 “翻转”课前准备

设计课前学习任务单及相关问题，需要学生观看视频后完成卡片上的问题，培养学生带着问题观看视频的习惯。根据《无机化学》课程特点，对优秀的视频资料通过软件分割成为10-15分钟左右的微视频。并将视频放入指定视频网址，供学生学习使用。针对重点和难点，需要教师制作一些讲解性视频，供学生复习使用。为了促进全班同学相互学习，建立全班“翻转课堂”QQ学习群，方便同学将自己不懂的问题发在群里，同学之间相互讨论。

2.2 “翻转课堂”讨论

根据视频内容，课上可以将学生分成若干小组进行讨论，每一组为5-6人左右。以每一位学生回答一个问题的方式，回答问题后，让其他学生提出不同答案，在相互问答的过程中，找到最佳答案。同时针对教材的例题内容互相讲解、相互讨论、归纳总结。通过讨论依然不能解决的问题，教师对学生进行一对一的辅导讲解，充分调动了学生对《无机化学》课程学习的积极性。

2.3 “翻转”课后安排

讨论结束后，教师根据本节内容布置作业，可以让学生采取相互协作的方式，让每一位学生都能独立完成，并在课上主动提交。这种方式一定程度也避免了学生相互抄袭作业的不良行为。课程结束，每位同学还需要准备一个笔记本，根据课前视频观看、课堂问题讲解等，总结出本节课的知识点，锻炼学生自学及总结归纳的能力，并在一章后提交总结笔记给任课教师。

3 “翻转课堂”在大学无机化学教学中的具体案例

作者采用了大连理工大学出版社的《无机化学》教材中第八章的“原子结构”一课作为案例，将基于“微课”的“翻转课堂”教学模式融入其中，从而验证“翻转课堂”在无机化学中的实际教学效果。

3.1 研究过程

教师提前制作好一段20分钟左右关于“原子结构”的微视频。视频以原子结构理论发展的历史进程中，有些开创性的工作值得我们回顾为开头。从“Dalton 原子论，电子的发现和Rutherford核式原子结构模型”三个方面引出本节课的主题。视频播放后用10分钟左右讲解教材中所提出的Bohr原子结构理论，包括理论要点定态假设，跃迁规则。帮助学生运用Bohr原子结构理论理解原子的稳定性、氢原子光谱的产生和不连续性。例如氢原子在正常情况下，电子处于基态，不会发光。当氢原子受到放电等能量激发时，电子由基态跃迁到激发态，并以光子的形式释放出能量。同时，给学生5分钟时间进行教材阅读，以此让学生加深对Bohr理论要点理解，缩短学生的课外消化知识时间。随后，播放一段课外视频，目的在于了解Bohr理论的重要应用，借此扩大学生的知识面，将理论与实际结合，提高学生的学习兴趣。最后利用5分钟进行一个小的测试练习，对教材中出现的的理论要点，氢原子光谱中各能级间的能量关系进行一个综合测试。对于准备的教学视频，一定要精练教学内容，将重点、难点进行提炼，节省时间详解重点、难点和开展案例式、问题导向式培养学生的创新能力教学。教师在录制视频时候，一定要注意微视频的长度，幽默感的运用，还要添加必要的注解，争取兼顾所有的环节。视频中要提醒学生注意知识点的补充，提高学生自学和理解能力。这样一套综合了视频及教师讲解、学生理解和自测练习等元素的翻转教学课堂，有力地改造了传统课堂的教学模式，不仅将知识进行了高效的传达，而且可以获得更优的教学效果。

3.2 研究结果

首先建立多元化考核模式，学生在“翻转课堂”的课前、课堂、课后的表现，都会在期末考试成绩中占有一定的比例，这也符合“翻转课堂”对传统考核体系的改革要求。因此需要老师制作课堂表现记分卡，根据每一位学生回答问题、看视频程度、协助性等方面给出课堂成绩。“翻转课堂”更加重视课前及课堂表现，为了更能客观体现学生的成绩，我们将采取“课前任务完成情况 + 课堂教学参与情况 + 在线测试 + 期中考试 + 期末考试”多元化考核模式，加强考核平时成绩，将课前及课堂的表现纳入考核体系，注重考核学习过程，让学生考核更加公平、合理。

其次通过建立电子学档记录学生的学习过程，分析学生在学习过程中是否取得进步。教学过程中教师评学和学生评教也可以反映“翻转课堂”的教学效果。对学生评教成绩进行收集和计算分析后，可以发现，“翻转课堂”教学中，学生对教师的评分大致呈现上升的趋势，表明学生的自学能力和对教师的认可度在不断提高。教师评学成绩从发现大量问题，不满意学生的学习态度到满意学生端正学习态度，成绩明显上升跨越升级的变化，表明获得良好的教学效果和学生学习兴趣的提高。总的来说，双方评分呈现出逐渐接近的趋势，说明了“翻转课堂”教学模式有助于学生和教师的互相认同。

4 “翻转课堂”在无机化学教学中的分析及讨论

“翻转课堂”相对传统的教学模式在教学方式、教学设计、课堂教学、效果反馈、知识定点跟踪等多方面，以一种开放型、自由型、交流型的模式受到国内外高校的广泛关注，尤其是录制、编写网络课程写越来越方便的今天，更加有利于“翻转课堂”模式在大学教育中的普及和推广[7]。大学《无机化学》课程是化学及化工专业、农林及畜牧专业等农业大学大一新生必修的化学课程，起到链接高中知识与大学知识的桥梁作用，同时也是让学生走出高中为备战高考的“死记硬背”学习方式，快速适应大学相对独立、敞开的新型学习模式，其中《无机化学》课程起到了举足轻重的作用。而“翻转课堂”的引入大学教育为传统的教育模式改革带来一丝春意，一定程度对课程教学模式改革指明了方向。传统的知识传授过程主要在课堂上以教师讲授为主，学生更多的作为被动的对象接受知识，而知识的吸收、巩固、转化的过程都是学生在课后通过作业、练习等方式完成，考察知识掌握情况大多数通过期末考试成绩，由于考察形式单一，不能完全反映学生对知识点的掌握情况。“翻转课堂”教学模式将学生掌握知识的过程移到课堂之前，通过教师提供的视频、知识点练习、PPT等方式完成知识的学习，而知识点的巩固与内化环节放在课堂与教师一起完成，在课堂上通过答疑、应用等环节促进知识的掌握，同时以练习的方式对学生学习效果进行有效的检验，能够及时进行课程后的教学结构调整[8-9]。

5 结语

《无机化学》作为化学专业及农林专业的基础课程，授课范围广，更加适合应用“翻转课堂”模式进行授课[10]。“翻转课堂”教学模式的引入符合我国教育信息化发展的要求，不仅在教学顺序上颠覆了传统教学，更重要的是遵循学生接受知识、内化知识、运用知识的过程。通过对 “翻转课堂”教学模式的研究和实践，不仅需要教师对课程内容和方法进行重新设计，而且也增强了学生自主学习兴趣和创新能力；如何让“翻转课堂”这种教学模式与大学课程深层次融合，还需要在实际教学中不断进行实践和探索。

[1] 曾平莉,王东. 翻转课堂:基于“慕课”资源的《药用基础化学》教学改革探索[J]. 广州化学,2016,41 (02):85-88.

[2] 刘小晶,钟琦,张剑平. 翻转课堂模式在“数据结构”课程教学中的应用研究[J]. 中国电化教育,2014,331 (08):105-110.

[3] 包永华. 基于翻转课堂的《食品生产品质控制技术》课程教学研究[J]. 天津农业科学,2014,20 (08):64-67.

[4] 马秀麟,赵国庆,邬彤.大学信息技术公共课翻转课堂教学的实证研究[J].远程教育杂志,2013,31(01):79-85.

[5] 胡洪羽. 翻转课堂及其对高师院校化学教学论教学改革的启示[J]. 化学教育,2015,36(12):19-22.

[6] 刘钢,朱万春. 翻转课堂在物理化学基础实验教学中的应用[J]. 化学教育,2016,37(20):31-34.

[7] 施致雄,黄沛力,王晖. 翻转课堂在医学院校卫生化学实验教学中的应用[J]. 化学教育,2016,37(22):52-56.

[8]卜彩丽. 翻转课堂的研究热点、主题与发展趋势解析——基于共词分析的可视化研究[J]. 现代教育技术, 2016,26(01):73-79.

[9] 叶青,李明. 高校传统教学与翻转课堂对比的实证分析[J]. 现代教育技术,2015,25(01):60-65.

[10] 何翔. 基于翻转课堂教学模式的课例研究——以“离子反应”为例[J]. 化学教学,2015,7(07):44-48.

StudyonFlippedClassroominUniverisityoftheInorganicChemistryTeachingMode

LiuZunqi,LiuYang
(CollegeofChemicalEngineering,XingjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,Xinjiang,China)

Higher education informatization have a profound effect on college course. Flipped classroom approach, is causing the attention and favor of global educators. This paper tried to introduce flipped classroom approach into the higher education of inorganic chemistry. According to the characteristics of the course, specific implementation of teaching mode of flipped classroom proceeded with analyzation and discussion through the preparation of relevant materials of flipped classroom, a total planning in the course and classroom concrete construction.

flipped classroom approach; inorganic chemistry; teaching mode; design proposal

新疆农业大学校级教研教改翻转课堂建设项目(No：XJAUJG201618)；新疆农业大学2612教学建设团队：基础化学

简 讯

宁夏平罗县凯迪化工建设20万吨/年硫铁矿制酸扩建项目

宁夏回族自治区平罗县凯迪化工有限公司20万吨/年硫铁矿制酸扩建项目位于宁夏石嘴山生态经济区，本项目总投资12000万元，主要扩建20万吨/年硫铁矿制酸项目，形成厂区年产30万吨硫酸的生产规模。生产技术以硫铁矿为起始反应物，经焙烧、催化氧化两步反应制取工业硫酸，工艺路线主要依托企业自主研发，并且同时产出液体SO2及液体SO3。项目由宁夏特莱斯环保科技有限公司承担项目环境影响评价，2017年08月16日发布了项目的公众参与信息公告。

(汪家铭)

福建福化天辰气体建设大型煤气化项目

福建省福化天辰气体有限公司大型煤气化项目位于福建省福清市江阴工业集中区，总征地面积约560亩(约37.33公顷)，规划建设周期为2017年8月至2020年8月。本项目主要采用液氨低压合成技术，变压吸附制氢(PSA)和深冷分离技术制取一氧化碳。生产工艺均为国内外同类工程采用的成熟工艺和设备，自动控制及安全设施先进，符合国家、地方及行业相关安全标准要求和清洁生产要求。建设规模为36万吨/年液氨、40000立方米/时氢气、20000立方米/时一氧化碳，同时副产1.19万吨/年硫酸、100吨/天(液氧+液氮)和85.6吨/天液氩。项目建成投产后，不仅向园区内邻近企业提供液氨、氢气和一氧化碳等生产原料，促进产业升级和优化结构，符合循环经济的发展理念。同时还可以带动复合肥行业的发展，改善当地农村施肥结构，提高施肥水平，促进农业经济发展。

(汪家铭)

新疆天业建设100万吨/年合成气制乙二醇项目

新疆天业股份有限公司拟与控股股东新疆天业(集团)有限公司共同投资设立新疆天业汇合新材料有限公司，注册资本25亿元，建设及运营100万吨/年合成气制乙二醇项目。该项目建设地址位于新疆石河子十户滩新材料工业园区(147团)，执行年限为2017-2019年，总投资79.97亿元。年产100万吨合成气制乙二醇项目一期60万吨工程，计划2018年12月31日前投运。项目公司将充分发挥天业集团在乙二醇项目建设、安全生产、质量管理、市场销售、产品研发等方面人才与技术领先优势，结合公司资金和融资平台优势，实现优势互补，强强联手，通过该项目的建设和运营，整合双方资源，以风险共担、互利共赢为原则，提高市场竞争力，为上市公司良性发展开拓新的业务领域。随着项目公司业务的推进，将有利于提升上市公司利润。

(汪家铭)

内蒙古易高煤化科技建设24万吨合成气制乙二醇项目

内蒙古易高煤化科技有限公司年产24万吨合成气制乙二醇项目位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗大路化工园区，采用上海浦景化工技术股份有限公司的合成气制乙二醇专利技术，由华陆工程科技有限责任公司(原化六院)进行工程设计，属于国家大力推广的高科技项目。易高乙二醇项目主要是在原有甲醇装置基础上，依托备煤、气化及公用工程系统，将甲醇合成装置改造为乙二醇合成装置，生产市场紧缺、竞争力强的乙二醇产品。项目占地287亩，总投资12.78亿元，于2017年3月开工建设，预计2018年10月全部建成投产，可实现年产值12.6亿元，净利润2.3亿元，上缴税金7900万元。项目的开工建设为准旗能源发展和绿色转型发展注入新动力，不仅填补了准旗煤化工产品空白，同时可以提升煤炭资源高效清洁转化利用水平，对于加快煤炭深加工，丰富下游产品、培育产业集群、打造千亿元园区、促进产业转型发展都具有重要意义。

(汪家铭)