“翻转课堂”教学模式在《无机及分析化学实验》教学中的应用初探——以长江大学为例

谷惠文，黄 河，缪 畅，谢芳琴，常艳玲

(长江大学 化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

1 长江大学《无机及分析化学实验》教学的现状

《无机及分析化学实验》是一门集基础理论与实验技能于一体的综合性实践课程，它是我校化学相关专业(包括化学、应化、化工、环工、高材等)的必修课程。作为学生进校后的首门化学专业实验课，该课程在强化理论知识、培养实验技能、激发专业兴趣、开拓创新思维、提升科研素养等方面起着至关重要的作用。当前我校《无机及分析化学实验》教学主要以“课前预习→教师讲解→学生操作→完成报告”的传统教学模式为主，存在以下几方面的问题：(1)在教学过程中，教学的中心仍是教师，学生只是被动接受实验的理论知识与操作技能，很难真正激发他们的学习兴趣；(2)学生的知识基础、学习能力参差不齐，教师在组织教学活动时，很难在有限的时间内满足不同层次学生的要求；(3)学生实验前的预习环节太过形式化，预习情况不能及时反馈给教师，使得教师实验前只能按部就班地进行讲解；(4)教师课堂讲解占用大量时间，学生做实验单纯为了完成任务，导致学生分析问题、解决问题的能力不能有效提高。

2 “翻转课堂”在《无机及分析化学实验》教学中应用的可行性

“翻转课堂”是将传统课堂教学活动与课后学习活动进行转换的一种新兴教学模式，它颠覆了传统教学过程中知识传授和知识内化两个主要阶段，可以满足不同层次学生个性化的学习需求，体现了“以学生为中心”的教学理念[1]。我校开设的《无机及分析化学实验》课程教学内容主要有实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理、结果讨论、注意事项等，教学模块比较固定、授课时间相对宽松、授课环境相对开放，有利于翻转课堂的开展。其次，《无机及分析化学实验》的授课对象是自主学习能力和思维推断能力较强的大学生，他们在前修课程的基础上，已经掌握了一定的理论知识和实验技能，具有通过观看视频、多媒体课件进行知识学习的能力，这为翻转课堂的开展创造了前提条件。此外，学校给教师和学生提供了便捷的网络服务和优质的数据库资源，使具备一定自学能力的大学生可以方便地进行自主学习，同时也为教师制作学习资料提供了丰富的素材，这为翻转课堂的开展提供了物质保障。

3 基于“翻转课堂”教学模式的《无机及分析化学实验》教学实施过程

3.1 教学流程设计

纵观已有翻转课堂的研究案例可以发现，翻转课堂的基本教学流程是学生“提前看材料→做练习→教师指导→总结提升”[2]。为此，针对人才培养目标和《无机及分析化学实验》教学大纲的要求，我们设计了“以学生为主体——教师为主导的”的翻转课堂教学模式，其具体流程如下图1所示。

图1 基于“翻转课堂”教学模式的《无机及分析化学实验》教学流程图

3.2 实施过程

3.2.1 课前自主学习阶段

课前自主学习阶段包括教师准备教学资源和学生课前自主学习教学资源两个方面[3]。第一方面，教师在分析教学目标、细化教学内容的基础上制作微视频、多媒体课件等教学资源。视频通常可分原理介绍和操作演示两种类型，原理介绍视频一般时长10～15 min，主要介绍实验原理、实验步骤、注意事项等。操作演示视频一般时长5～10 min，主要演示基本操作，如电子天平的使用、滴定管的使用、移液管的使用等。接着，教师依据教学目标，设计以问题为导向的学习任务单，并通过QQ群或微信群推送给学生，任务单通常包括学习指南、学习测试、问题与建议等，这里我们以“水的硬度测定”实验为例，其学习任务单如下表1 所示。第二方面，学生根据学习任务单观看微视频、多媒体课件等。在这一过程里，学生可根据自己的时间规划、认知风格和学习习惯等自主安排学习的进度，从而消除传统教学模式中成绩好的同学“吃不饱”、成绩差的同学“不消化”的问题。遇到不懂的地方，学生可随时查阅相关资料或与同学、教师进行线上讨论，学习氛围轻松融洽，这样既不会引起学生的厌学情绪，同时还能激发学生的学习兴趣。教师通过批改课前测试题和预习报告，充分了解学生的学习状况，进而及时调整、优化课中知识内化阶段的授课方案和要点。

表1 “水的硬度测定”实验的学习任务单

3.2.2 课中知识内化阶段

课中知识内化阶段教师的主要任务是想办法增加课程的研究性，培养学生的动手能力，创设情境、在师生互动的良好氛围中帮助学生进行知识内化，该阶段可细分为三个方面即实验前准备、实验中操作和实验后总结[4]。实验前准备方面，教师需根据实验的性质和需求灵活选用不同的授课方式。如“化学实验基础知识、粗食盐的提纯”实验是学生接触本门课程的第一个实验，实验前可采用教师讲授，但时间不宜过长，主要强调化学实验的注意事项和应急措施；“元素化学实验”等验证类实验可通过颠倒上课顺序，安排先实验操作后理论讲解的方式，将其变为研究性实验，并在实验前向学生提问实验的预期现象；“混合碱的测定”实验可采用小组探究的方式，分组探究当V1>V2和V2>V1时样品的组成；“三氯化六氨合钴(III)的制备及组成分析”等综合设计性实验可采用学生讲授和分组讨论相结合的方式。教师上课前一周通知学生以小组为单位分工协作进行准备，学生观看视频、查阅资料，设计方案，经教师审定后制作多媒体课件然后试讲。最后由教师进行总结、点评，引导学生思考更深入的问题。这样灵活多变的授课方式改变了传统教学模式中学生被动学习的状态，使其真正成为实验的主人，大大提高了学生实验的主动性和学习的积极性，其想象力与创新思维也都到充分地激发。

在实验中操作方面，学生依据自己设计的实验方案独立操作，力求做到“多动、多看、多想、多记、多问”。实验过程中如遇任何疑惑或难点，可直接与教师进行沟通。教师则要深入学生当中进行巡查指导，引导学生发现实验中的错误并予以纠正。实验过程中教师要认真观察学生的实验操作并做好相关记录，对课前自主学习认真、操作规范的学生加以表扬，鼓励其积极思考，开拓思维；对学习态度不端正、学习效果较差的学生也要耐心引导，使其慢慢体会实验成功的乐趣，养成良好的实验习惯。实验结束后，教师组织学生开展实验总结，引导学生独立反思，总结实验成功的经验，分析实验失败的原因，还有今后做实验应当注意与改进的地方，让学生在自由讨论中体会共同进步的乐趣。同时教师还可对学生的自主学习情况、操作熟练程度以及分工合作情况等进行点评。

3.2.3 课后评价反馈阶段

实验结束后，学生巩固复习所学知识，认真完成实验报告。教师批阅实验报告，通过线上平台展示优秀的报告，与学生在线讨论实验过程中的问题和异常现象；教师还可有针对性地推送一些综合性的实验视频或设计一些拓展性的知识，引导学生进一步升华[5]。同时，学生可以在总结中提出自己对实验的认识和对教师授课的意见或建议，便于教师补充授课内容，优化和改进授课的方式方法。最后，由师生双方共同参与客观、全面地评定实验成绩，成绩评定采用过程考核(60%)与结果考核(40%)相结合的方式。过程考核成绩主要包括学生课前自主学习情况、课中回答问题情况、小组探究情况、交流汇报情况、实验操作情况、课后总结提升等方面。结果考核成绩则主要包括学生的课前测试情况、预习报告和实验报告等情况。

4 结束语

“翻转课堂”作为一种对传统教学模式“颠覆式革新”的新兴教学模式，它真正体现了“以学生为中心”的教学理念。从笔者应用初探的效果来看，采用“翻转课堂”教学模式后，学生能积极主动地参与到《无机及分析化学实验》的教学活动中来，课堂气氛非常活跃、互动明显增多，学生的自主学习能力、分析问题与解决问题的能力以及实验动手能力都有较为明显的提高。但在探索过程中也遇到了一些问题，如部分学生的自觉性较差、教师课前备课的工作量较大等，这些都需要我们在未来的教学中不断地探索与总结，在持续的教学实践中改进翻转课堂教学的各个环节，以期充分发挥它的教学效果，使翻转课堂教学模式成为有效提高我校《无机及分析化学实验》课程教学质量行之有效的办法。