基于MOOC+SPOC的无机化学实验翻转课堂教学改革与探索

赵立杰 汪建新 王舒 赵桦萍 白丽明

(齐齐哈尔大学化学化工学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

无机化学实验是化学、化工及相关专业学生进入大学后接触的第一门实验课，主要目的是培养学生分析问题、解决问题的能力，为后续课程及今后的实际工作打下良好的基础。然而，由于种种因素的限制，传统的无机化学实验教学效果不够理想。

1 传统教学对无机化学实验的制约因素

1.1 学生实验基础差，课前预习准备不充分

由于化学实验不是高考必考科目，很多学校高中阶段没有开设化学实验课，致使很多学生对化学实验仪器的认知不到位，大都停留在认识课本上图例的水平。同时，由于学生自学能力不强，实验教材上的实验内容描述往往又过于简洁，学生无法领会，只是把教材上的内容机械的抄在预习报告上，根本没有弄懂实验，导致课上忙于照方抓药,严重影响教学效果。

1.2 实验课课堂学时少，教学方式单一

传统无机化学实验教学采取教师讲解-演示，学生做实验的模式，教师担心学生预习不充分，在课堂上讲解过细。这种教学模式使学生在学习上处于被动接受状态，不能够积极思考实验问题，不利于培养学生的自学能力和创新意识。另一方面，由于课堂时间有限，学生要在短时间内完全理解和记忆教师的讲解和演示细节也有一定的困难。有时还会因人多等原因而无法完整观摩实验演示。讲解过细还会过多占用课堂时间，减少了学生动手做实验的时间，学生只能够手忙脚乱地完成步骤，根本谈不上在实验中培养学生的创新能力[1-2]。

2 慕课(MOOC)引入无机化学实验翻转课堂教学的优势

翻转课堂指课堂师生角色互换，由学生来决定如何学习以及什么时候学习，是对传统课堂教学的大胆突破[3]，能提高学生学习的主观能动性，深受自学能力强的学生的青睐。

翻转课堂的组织实施可分为“课前自学、课内深化、课后升华”三个阶段。课前自学阶段教师提供资料，布置学习任务，并指导、督促学生自学。课前自学是翻转课堂最重要的环节，但传统的书本自学枯燥、不直观，自学难度大，容易产生厌学情绪。作为互联网与传统课堂深度融合而产生的新型教学模式——慕课可以作为学生课前自学的重要平台，为翻转课堂的教学提供了一种更适于学生课前自学的方式。

根据学生注意力持续时间短的特点，慕课视频将实验的知识点分割制作成多个不超过10分钟的视频。通过分步演示、详解介绍每一个化学器皿、仪器的使用方法，保证每个学生都能够清楚观看实验操作步骤，观察实验现象，既避免了传统教学中由于人多使得个别学生无法清楚地观摩实验的问题，也能够避免因教师讲解时间过长而导致的学生注意力不集中、溜号等现象。慕课视频将实验仪器直观呈现在学生面前，生动形象，使枯燥乏味且难于理解的实验术语、原理和仪器操作通过视听认知联系起来，使实验教学变得生动有趣、形象直观，有助于激发学生的学习兴趣[4]。

传统实验教学中教师在有限的时间内讲解实验内容，难免存在个别学生听不清、听不懂、记不住的现象。慕课视频具有回放性，为不同基础的学生提供了根据需要进行反复观摩实验的机会。重复多次的观摩学习有利于实验操作的强化记忆，为实际操作做好准备。同时，学生通过提前观看慕课视频，可以提高学习参与度，激发学生的学习兴趣，促进学生对实验内容的理解和记忆。另外，由于班级较多，教师要向每个班级的学生重复讲授相同的内容，工作强度大；学生提前观看慕课视频进行线上自主学习，避免了老师大量的重复劳动，提高了实验课堂教学效率。节省下来的课堂教学时间还可以用于现场交流与讨论，提高了教学质量[5]。

一些偏远地区的高校实验室条件相对落后，师资力量薄弱，学生动手机会少，化学实验教学质量不高。慕课资源是免费开放的，这些高校的学生可以通过慕课平台参加国内知名院校实验课程的在线学习，从而提高教学质量和学生的科学素质，提高教学质量。

3 基于MOOC+SPOC翻转课堂教学的无机化学实验教学

尽管慕课有着很多传统课堂无法比拟的优势，线下教学所具备的多方位互动效果和教学控制仍是线上教学较难达到的。另外，不同学校教学大纲、教学内容也不尽相同，因此线上线下的融合就成为当前最好的尝试。SPOC(small private offline course)是将传统教学模式与互联网教学模式相结合的混合教学模式，是二者优势的融合创新。我校使用的清华大学的在线学堂就提供了这样一个个性化教学平台。

课前自学阶段：教师在平台的通知栏目通知需要预习的实验题目，在课程导学中上传需要掌握的知识，把选定慕课资源推荐给学生。对于慕课中没有的实验项目，教师自己录制教学视频，上传到知识点微视频模块中。要求学生通过观看视频了解实验的目的、原理、实验步骤和注意事项，以及涉及的基本操作。为了更好地督促学生自学，可以把学生分为若干小组，由组长负责组织小组成员的自学、讨论。我们设计了大量判断题和选择题，要求学生在在线测试中回答。对于一些重点、有共性的问题要求学生在答疑讨论模块中积极讨论，并引导学生得出正确结论。

课内深化阶段：教师提前检查学生的预习成果，要求学生以小组为单位讲解实验，演示实验涉及的基本操作和仪器的使用。让学生走上讲台、参与课堂教学，是一个“知识输出”的过程，只有将知识充分内化，才能自由地组织、表达。这一过程中学生真正成为了学习主体，教师只是起引导作用，这有助于培养学生自主学习、探究协作的能力。

课后升华阶段：实验结束后，学生可以在平台上对实验过程中遇到的问题难点提出自己的想法，互动交流，分析原因，总结经验并讨论分享。该过程是对知识的升华，对培养学生能力更加重要。这一过程极大的调动了学生学习的积极性、培养了发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高了学习质量，并有效地支持了学生深度学习。

4 结论

MOOC提供了丰富的教学资源，给学生创造了良好的自主学习条件，弥补了传统教育模式的不足，SPOC极大地促进了慕课与传统教育方式的融合，使两者优势互补。基于MOOC+SPOC的翻转课堂能最大限度实现线上线下融合的混合式教学，达到传统教育模式下难以达到的教学效果。我校2019级无机化学实验教学中运用了MOOC+SPOC翻转课堂教学的教学模式，培养了学生自主学习能力，提高了教学效率，取得了较好的教学效果。