利用翻转课堂进行大学化学课程建设的探索与实践

漆文胜 陈联梅 姚倩 宋芹 王萍 李红梅

【摘 要】本文以“试样的采集与制备”一节的教学实践为例，着重描述了翻转课堂应用于大学化学课堂的教学流程、教学设计思路和教学反思，探究将翻转课堂引入大学化学教学的可行性和必要性，创建了翻轉课堂应用于大学化学的教学模式，并阐述了实施过程遇到的困难和挑战。

【关键词】翻转课堂;教学模式;化学教学

【中图分类号】G642  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）16-0003-04

2021年4月1日，教育部高等教育司司长吴岩在陕西西安做了“夯实教学‘新基建，托起培养高质量”的报告，他在报告中指出，人才培养“连续剧”连续接续全面展开，“本科不牢、地动山摇”，必须建设高质量本科教育。大学化学是本专科化学化工类和各相关学科专业的基础必修课，笔者在多年的一线化学教学中发现，若只在传统教学方法中引入多媒体技术，会导致教学速度快、反馈少、印象浅、理论与实践脱节等问题，教学效果堪忧[1]。笔者针对这些大学化学教学中的问题，引入“翻转课堂”教学模式，以期通过对知识传授与内化的颠倒安排，把“先教后学”转变为“以学定教”，从根本上变革传统教学中的师生观，重新规划课堂时间，创设学生自主学习环境，实现对传统教学模式的革新[2]。在翻转课堂中，信息技术和学习活动为学生提供个性化、协作式的学习环境，有助于形成新的学习文化，改变教师“一言堂”的现状，让学生主动参与教学，体会如何用基本理论解决实际生活、生产、科研中的问题，在生生、师生的互动和个性化沟通中增强学生的兴趣，达到引导学生顺利走入社会的最终目的[3]。翻转课堂的应用体现了课程质量是人才培养的核心要素，教材质量乃人才培养的主要“剧本”的理念。

1   大学化学常规教学中存在的问题

1.1  教学内容的取舍有待商榷

大学化学的教学内容经过了再三权衡、精挑细琢，大学化学“试样的采集与制备”在教学内容上的问题主要表现在以下三个方面：试样的采集、制备、分解、分离和富集的内容偏少;对四大滴定分别进行介绍，造成滴定分析篇幅偏多;对“量”这个中心概念的强化不够。

1.2  教学方式方法上有短板

个别教师的教育理念跟不上时代发展需要，教学方法较为落后。有的教师虽积累了一定的教学经验，也参加过进修学习或短期培训，但苦于接受新知识的速度较慢，在教学中由于课时紧张，不得不采取“满堂灌”的教学方法。启发式教学应用较少，教学中以讲授为主，教学主要凭自己掌握的知识和经验;较少站在学生的角度考虑，没有充分发挥学生的主观能动性，造成课堂教学重点不够突出，难点不易突破，教学质量堪忧。另外，成绩的评定方式也不完善，在评价体系上，平时出勤、作业情况和考试成绩不能充分反映出学生分析问题和解决问题的能力。

为解决以上问题，笔者结合本校特点，因地制宜进行了大学化学教学改革。

2    改革理论教学内容和教学方法

2.1  优化理论教学内容

为了提高教学效果，笔者从改变观念、提升质量入手。首先调整教学重点，向有特色的学校学习，结合各专业的实际情况，寻求互教互学，强化应用性较强的内容，淡化学生已掌握或应用性不强的内容。如对试样的采集、制备、预处理等方面的内容进行了强化，因为在实际分析工作的过程中，采样、制备、分解、分离和富集是不可或缺的重要步骤，也是分析过程中困难且复杂的步骤，直接关系到分析结果的代表性和准确性。如试样的采集要求具备高度的代表性，否则后续分析工作将毫无意义。随着化学学科的快速发展，分析测试手段也日趋自动化和智能化，对理论教学内容的优化就显得尤为重要。如何巧妙地把最新研究成果引入教学内容，弥补以往分析化学理论的缺失部分，让学生通过实证，立足本土，重点培养专业领域技术开发与应用、工程设计与实施、技术攻关与改造、工程规划与管理等能力，结合“地方型、应用型、校城融合”，通过教学内容的优化，让学生能够扎实基础、提高素质、强化工程实践能力，并具有一定创新能力。

笔者在教学中通过实例详尽且深入地介绍固体、液体、气体试样的采集、制备、预处理，弱化公式的推导过程，加强公式的应用。通过调整教学内容，与实际应用尽量吻合。具体操作如下：

鉴于大学化学是一门实践性很强的专业基础课，可在教学中引入翻转课堂模式，让学生主动参与教学活动。一个完整的分析过程包括用户需求、方法研判、试样采集与制备、样本分析测试、质量保证与控制、结果数据处理等步骤。而目前我国高校本科教材偏重介绍各种分析方法的基本原理与测试技术，对于质量保证与控制、试样采集与制备方面介绍篇幅较少，如武汉大学主编的教材就具有上述问题（第五版开始有改进）。若继续套用原有教材内容，学生对实际样品的整个检测过程难以有深刻体验和实际把握[4]。而在实际分析工作中，试样状态要认真考虑、充分认识组成及各成分的复杂性，案例的定量分析不仅要特别重视被测样品的测定，还包括试样的前处理和结果的后处理等过程。为了凸显实际样品操作全过程，笔者在翻转课堂视频的选择上整体规划、精挑细选。如选择分析在食品工程、药学等相关领域均涉及的原料、中间产品、成品等样品，这些紧扣社会生产的案例能使学生充分体会到掌握分析化学各种测定技能的重要性。另外，通过强调大学化学课程的教学目的，可以在培养学生严谨的科学态度和独立分析解决问题能力的同时，逐步帮助学生树立严格的“量”的概念，以后学生遇到类似的现实问题时，就能够有代表性地科学采样、正确地制备试样和分解试样、选择合适的分析化学方法进行测定、正确判断和表达分析测试结果，使学生具备从业应有的基本素质。

2.2  改革教学方法

为了充分发挥学生的主观能动性，提高学生的科学素养和综合能力，笔者对教学方法进行了改革。一是将多媒体技术充分应用于大学化学教学。二是以翻转课堂变革教学方式，讲授、讨论结合，同时展示学生自制的预习幻灯片[5]。通过对以往的理论教学的梳理，笔者发现，在“试样的采集和制备”这部分内容的理论教学结束后，许多学生会选择性地忽略采样、制备和分解的复杂性、重要性。而教材中有关试样的采集和制备的实验项目也很少，但实际分析工作中往往并非如此。所以笔者加强了这方面的选材，收集制备了如下视频：液体（饮料）试样的采集、固体（食物、药品）试样的采集、固体（食物、药品）试样的制备和分解等实验。

当然，实施翻转课堂教学需要多种工具和软件的配合与支撑，如录屏软件、在线交流工具、文件共享工具、在线测评工具等。

3   科学设计教学流程

基于对翻转课堂的内涵的深刻认识，在建构主义学习理论、系统化教学设计理论的指导下，笔者做了如下的教学流程设计。教学流程主要由课前学习和课堂学习两部分组成，体现了教学的逻辑性与层次性。通过直观的教学蓝图可以看出，翻转课堂颠覆了教师先讲授然后学生作业巩固的教学过程，知识传授的过程不是在课堂上完成，学生在上课前借助视频等“信息传递”完成对课程内容的自主学习;“吸收内化”在课堂上通过互动来完成，教师提前了解学生在学习中遇到的问题，然后给予学生有效的辅导，课堂的大部分时间用于教师答疑、生生合作探究以及师生之间的深入探讨等。在整个教学流程中，作为翻转课堂学习环境创设的两个有力杠杆，丰富的信息化资源让学生成为学习的主角，信息技术和学习活动能够保证协作式、個性化学习得以实现。

笔者在教学中也发现，化学分析的后续课程仪器分析有先进、发展迅猛的特点，但其某些反应原理、基本操作、分析过程和数据统计仍然建立在化学分析的基础知识和方法上。简言之，仪器分析和化学分析在方法上相同的地方恰恰是分析化学整门学科的特点和重点[6]。因此，笔者在翻转课堂上，把分析试样的采集与制备单独列为一章，以凸显其重要性，特别增加了目前遇到较多的有机和生物试样处理方法的视频供学生参看。另外，针对学有余力的学生，笔者还补充了现代处理样品的微波辅助消解法和样品分解后测定前的预处理的相关内容。

4   优化教学设计思路

翻转课堂的教学设计应当体现以学生为主体的原则，还应当遵循有效交流的原则。翻转课堂中的交流不仅包含课上的师生间的沟通，还包含课下师生、生生间的交流和互动。学生在自主学习的过程中会体会到“授人以渔”的精髓，从而培养探究思考的精神，提升自主学习

能力。

4.1  注重课程开发

在翻转课堂中，知识的传授一般由教师提供的教学视频完成。教学视频可以由教师亲自录制或者使用网络上优秀的教学资源。笔者本次教学视频选用了网络上的与课程相关的公开视频，其内容基本与教材教学内容

吻合。

4.2  先行学习

自学能力是学生应该具备的重要素质之一。在课堂教学前，笔者在教学平台上公布了学习任务单：①什么是试样采集与制备？②试样采集与制备有哪些类型？

③试样采集与制备在分析过程中的地位和作用是什么？说明原因。④固体、液体、气体试样的采集、制备、预处理有哪些区别？⑤预处理要考虑哪些方面？同时，要求学生自行上网观看学习视频，这样学生就有目标指引，能够带着问题学习新课的内容，不会迷失方向，能达到预期效果。

4.3  教学实施

贯穿教学过程的教学视频，笔者每周会发布5～8个，每段时长尽量在6～10分钟，最长不超过15分钟，以免学生产生倦怠心理，部分视频会附1～2个随堂测验。课上安排几个案例分析，通过学生相互评分，培养学生归纳演绎的批判性思维。随后布置课后作业，学生可独立选做，以巩固所学的知识。最后为衡量学生的学习效果，有每半月一次的的练习题，大约需要花费半小时[6]。当然，学期结束时，为考查学生对综合知识的掌握和能力的培养情况，期末练习也是必须完成的。具体教学过程见表1。

5   总结与反思

翻转课堂教学理念为化学教学改革提供了新方向，全新的教学模式为化学教学注入新的生命力，也带来一系列问题。教师要转变观念，成为整个教学活动的引领者、设计者。在教师为主导、学生为主体的教学改革中，师资队伍培养已成为关键因素。

5.1  课堂教学活动由单一的面授到新学法需要新设计的挑战

与传统教学相比，翻转课堂对革新大学教学、提升教学效果具有重要意义，但已有的实证研究证明，课堂上的学习活动仍然是决定学习效果的重要部分。正是因为翻转课堂是由教师的“教”和学生的“学”所组成的双边互动过程，所以不能过分强调“学”而忽略“教”。学生有了课前的自主学习，课堂上的知识传授环节减少，变成知识巩固的平台，教师与学生才有更多机会进行思想上的交流与情感上的沟通，在答疑解惑、头脑风暴中，才能达到教学相长的效果。

另外，在概念原理类知识的教学上，也许传统教学方式更有优势。教师要分析不同的知识的特点，分析其是否适合翻转，怎样翻转，采取什么教学策略，并且要结合学生的反馈情况而定。因此，翻转课堂对教师提出了更高的要求：除了需要具备学科专业背景知识，还要懂教育心理学和计算机网络技术。此外，翻转课堂有时需要更多的课堂时间来组织教学活动，容易使课堂教学失去计划性，也会降低教学效率。翻转课堂还要求大学生具备较强的自我管理和自主学习能力。

5.2  本研究在实施过程中遇到了一些困难和挑战

在翻转课堂中，课外教学视频承担着“知识传授”的重任，视频质量的优劣是能否引导学生课外学习时间延伸、实现高效学习的关键。录制质量高的教学视频是实施翻转课堂教学首先需要解决的问题，但适合用于课堂翻转的微课视频，并不一定需要教师亲自制作。若教师把大部分精力都放在制作视频上，就容易忽视合理支配课堂时间，拓展学生的学习时空等关键问题。视频自然重要，但比视频更重要的是课堂教学活动的组织。特别是近年来众多教学资源平台对外开放，教师便可方便地获取与利用其中的教学资源，这样，翻转课堂教学实施的门槛无形中就降低了，这也让教师有更多时间和精力进行个性化指导和组织教学，真正做到因材施教。

5.3  翻转课堂虽好但要量力而行，不必全盘吸收

教师要把握好翻转课堂的“度”。实施翻转课堂的阻力也许会来自于学生，因为学业繁重，学生用于课前翻转学习的时间有限。学生也有可能不适应翻转课堂，会不满意课堂结构的调整，学习活动的多样性也易引发更多的不确定性。而且，在后进生多的班级应用翻转课堂，一旦学生不能完成教师分配的课前学习任务，课堂教学活动就难以进行，教学效果将大打折扣，甚至以失败

告终[7]。

总之，探讨运用网络教育技术、开发微课程教育资源、规范大学生课堂微课程学习行为、评价大学生课堂学习行为的评价研究还任重道远，翻转课堂到底能在多大程度上实现“减负增效”的目标，还需要进一步探讨和实践。

【参考文献】

[1]张华山，达世禄.《分析化学》（第五版）教材的特色及使用范围[J].分析科学学报，2008（2）.

[2]刘东霞.高校翻转课堂的建设研究[J].宜春学院学报，

2014（7）.

[3]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）.

[4]吴志鋐.十多年课改之路：从探究课堂到翻转课堂[J].上海教育科研，2014（8）.

[5]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].远程教育杂志，2013（5）.

[6]王春.基于“翻转课堂”教学模式下的同课异构——以“化学平衡常数的应用”为例[J].化学教学，2014（9）.

[7]刘月.小学语文阅读课教学生成的机制研究[D].重庆：西南大学，2020.

【作者简介】

漆文胜（1968～），男，教育硕士，成都大学食品与生物工程学院副教授。研究方向：化学教育。