翻转课堂教学模式下无机化学实验教学改革探索

吴 宇，司玉军，郑兴文，王 军

(四川轻化工大学 化学与环境工程学院，四川 自贡 643000)

无机化学实验是我校化学类学生进入大学阶段学习后接触到的第一门实验课程，它不仅仅是化学实验的重要分支，也是学生学习其它化学实验课程的重要基础。其教学目的一方面要培养学生的“化学”思维能力和“化学”实践动手能力，验证和巩固无机化学的基础知识和基本理论，掌握实验基本操作与技能；另一方面，要培养学生严谨的科学态度，细致观察实验现象，正确记录与处理实验数据，以及独立思考、独立分析与解决问题的能力。因此，无机化学实验是化学专业实践课程体系中十分重要的基础实践课程[1]。当今世界范围内，国家与国家的竞争最终比较的是人才的创新能力，习近平书记将“创新”视为影响中国未来发展的关键要素[2]。实验教学作为大学教学活动的重要有机组成部分，在培养学生创新精神和实践能力方面占有重要地位[3]。

深入分析我校化学专业近年来的无机化学实验教学情况，虽然化学专业的学生在近两年的四川省大学生化学实验大赛和创新创业大赛中均取得了可喜的成绩，但必须清醒的认识到，现有的无机化学实验课程在实验教学内容的选取和安排、教学手段的改进以及考核标准的科学性等方面与人才培养目标还有一定的差距，因此，进行教学改革是非常有必要的。本文在分析现有无机化学实验课程存在的不足之处的基础上，针对性的从实验教学内容的调整、教学模式的优化以及考核方式的完善等方面提出改革具体措施，实现切实提高教学质量以及培养学生的科学精神、创新思维习惯和创新能力的教学目标。

1 现有无机化学实验课程存在的不足之处

(1)实验教学内容选取上偏重于“三基”实验，不利于学生创新意识和综合能力的培养。我校无机化学实验课程规划课时是64学时，分为两学期，其中基础性实验有10个，包括溶液的配置和滴定操作练习、气体常数的测定、氯化钠的提纯、氧化还原反应与氧化还原平衡、弱酸pKa常数的测定等；综合性实验有4个，包括硫酸亚铁铵的制备、营养药葡萄糖酸锌的制备、由鸡蛋壳制备丙酸钙、硫代硫酸钠的制备等。从以上教学内容的安排可以看出，验证型的基础实验所占比重偏大，而且缺乏研究性实验的安排。

(2)现有的“满堂灌”教学模式无法激发学生的学习主动性，不利于创新意识的培养。囿于教学设备、实验操作特点和安全因素考虑等多方面的制约，现有的无机化学实验教学模式为任课教师将实验目的和原理结合板书详细叙述一遍，然后演示并讲解实验中会用到的仪器和具体实验操作，最后强调实验过程中应注意的关键要素和安全问题。这种以教师为中心，固定且僵化的教学模式无法激发学生的学习主动性[4]，而且一个教学班通常都有30多人，不可避免地存在部分学生无法清楚的观察到教师实验操作的情况，也存在学生开小差而教师无法及时制止的情形，这样，既影响到了教学效果，也造成了一些安全隐患。

(3)现有的无机化学实验考核方式过于单一。无机化学实验的最终成绩由学生的考勤、实验操作和实验报告按照一定权重加合构成。由于没有考试环节，部分学生思想上重视不够，无论是课前预习，还是听讲、实验过程，存在“混日子”的现象。对于实验报告，有些同学虽然操作技能不到位，实验做的一般，但只要用心写好报告，也能得到一个不错的成绩。虽然任课教师会在实验过程中一直巡视并记录学生的实验操作，并给出实验操作成绩，但现实情况是，对于一个人数超过30人的教学班，教师极有可能在检查记录并指导某些学生的操作时，而无法观察到其余部分学生的实验错误操作， 这样一来，既无法锻炼学生扎实正确的实验技能，也不利于实验成绩的公平评定。

2 无机化学实验课程教学改革的具体举措

(1)围绕课程教学目标，合理优化实验教学内容。如前所述，现有无机化学实验课程的教学内容缺乏创新型实验的安排，这样既不利于提高学生的学习兴趣，也不利于学生创新能力培养和提升教学质量。任课教师完全可以结合自己的研究方向，选取一些和环保、新材料等学生感兴趣的具体研究课题，将基本的研究方法和研究手段给学生做下介绍，然后指定学生查阅一定数量的相关科研文献，在此基础上，要求学生独立提出实验方案，完成实验，对结果进行分析，形成研究报告。整个实验过程，自始至终，要求学生以小组为单位，独立完成。比如，笔者计划将溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛及其光催化降解罗丹明B以及水热法制备金属有机框架化合物及其荧光传感检测Fe3+等研究课题作为新的无机化学实验内容引入到教学内容中去，以实现培养学生创新能力和团队合作意识、激发科研兴趣和提高教学质量的目的。

(2)翻转课堂教学模式探索。翻转课堂作为一种新型的教学模式，伴随着互联网的普及和计算机技术在教育领域的运用，正受到越来越多的关注与应用，并取得了良好的效果[5]。翻转课堂教学模式重构了传统的学习过程，信息传递环节在课前由学生通过学习短视频的方式完成，更为核心的吸收内化环节则在课堂上通过教师与学生的互动来实现。这种新型的教学模式便于教师及时的针对性的解决学生学习过程中存在的问题，同时师生之间和生生之间的互动交流也更有利于学生对知识的深刻理解和吸收运用。具体来说，任课教师所在的教研室同事通力合作，将无机化学实验课程中的难点或重点教学内容分解到位，逐一录制成视频，发布到校园网上。接下来在课前要求学生认真学习和领会，课堂上教师组织学生进行讨论，对实验原理、实验步骤和注意事项进行详细讲解。学生的讨论发言作为成绩评定的一环，以此激发学生的重视程度和讨论积极性。可以预见，在无机化学实验课程的教学中引入翻转课堂教学模式，在增强了学生学习参与性和主动性的同时，也必将切实提升教学质量。

(3)完善成绩考核方式。本着激发学生的主观能动性和提高教学效果的目的，笔者对无机化学实验成绩的评定标准进行了完善细化。具体而言，总成绩由平时成绩和期末考试成绩共同构成。其中期末考试成绩占总成绩的25%，考试内容为一项创新性实验课题，教师提前3周告之学生，查阅文献、设计实验方案、数据分析和处理、形成实验报告、做口头汇报展示，整个过程全部由学生独立完成。为保证考试的公平性，具体做哪一个实验，考试前抽签决定。平时成绩占总成绩75%，由讨论发言表现、考勤、预习报告、实验操作、实验习惯、实验报告构成。采取考试与平时成绩相结合的方式评定总成绩，一方面激发了学生的学习主观能动性和学习兴趣，另一方面实现了培养学生创新能力的目标。

3 结论

本文针对我校当前无机化学实验课程教学过程中存在的不足，从将来源于任课教师科研的研究型课题引入到教学内容、教学环节中引入翻转课堂教学模式以及科学地完善实验成绩考核方式等方面提出了针对性的改进和完善措施，可以有效提升学生的创新能力和综合素质，并切实提高教学质量。