基于网络教学平台的翻转课堂教学模式在分析化学课程中的实践*

薛茗月，湛志华，马 琳，叶 翠，周国华，贾永梅，李志果，刘玉革，晏 蜻

(岭南师范学院化学化工学院，广东 湛江 524048)

分析化学课程主要以无机化学知识为课程基础，借助物理和高等数学的基本知识，研究物质的质和量的科学。它是化学化工、制药工程等专业的基础课，也是从事医药、环境、能源、化学及其它化学分支学科相关工作的基础，与这些学科的相关课程有着紧密的联系。通过该课程的学习可以锻炼学生从事理论研究和实际工作的能力，培养求实严谨的科学作风。课程涉及面非常广，知识点多，内容枯燥，计算量大，还要求具有扎实的无机化学、高等数学等基础知识，这些因素导致许多学生对分析化学缺乏学习兴趣，也对教师的教学提出了新的要求和挑战。

网络教育平台是一种具有全新的教学方式和教育资源的共享平台，越来越多的师生选择使用网络教育平台，它是目前高校教育教学改革的重要方向[1]。“互联网+教育”模式经过多年的实践与发展之后，催生了颇具规模且开放的在线课程学习平台(例如慕课、好大学等)，以及以“雨课堂”、“超星学习通”等为代表的教学平台。此类教育平台的突出优势体现在如下两点：(1)克服时空限制实现优质资源共享，促进自主学习和终身学习；(2)短视频结合在线习题作业以巩固知识，图文与声音并茂，简单易学。但其缺点也不容忽视，主要体现在：(1)缺乏传统课堂的相互感染、即兴互动和欢声笑语，忽视人的社会属性不可能有好的教育效果；(2)教学组织形式以结构化碎片化的知识传授为主，缺乏高阶思维能力培养，对高等教育人才培养而言，学生系统的分析、解决问题的能力比知识点的掌握更重要，而这种能力的培养需要教师潜移默化的言传身教；(3)教学模式单一，教学设计简单，缺少分层的教学目标规划，也不能满足不同学习对象的差异需求，难以适应高等教育诸多学科课程的具体要求，尤其是分析化学这类以实验为基础的课程。长期使用慕课这类平台会引发学习效果两级分化的问题，对于学习能力和学习自主性均有待提高的低年级学生，此问题尤为突出[2-3]。基于网络教学平台的翻转课堂在一定程度上弥补了慕课类平台的不足。特别是在新冠疫情时期，翻转课堂依托“雨课堂”、“超星学习通”等在线教学平台的教学模式，因为注重提高学生的思维创新能力和自主学习能力的特点，已成为了高校教育教学改革研究的热点。

1 传统分析化学课程教学存在的主要问题

疫情前，我院的分析化学课程主要以传统的线下教学为主，教师是教学过程中的绝对主体，其通过呆板的教案、板书或PPT演示，以课堂讲授的教学方法按教材章节结构面对全班学生讲解新知识，师生互动多停留在课堂提问这一方式，学生参与度低，覆盖面窄，只有少部分学习兴趣浓厚的学生接受到任课教师大部分的关注，可以说是以教师和成绩优秀的学生为中心，没有真正做到以学生为中心。这种程序化、模式化的授课模式往往导致课堂教学活动没精打采，活力不足，很难激发学生学习的主观能动性。传统分析化学教学过程中存在的突出问题主要体现在：(1)分析化学课程的学时相对较少。例如岭南师范学院化学专业的无机化学有112课时，分两个学期完成；而同为专业基础课的分析化学课时为56课时，一个学期上完；分析化学的教学内容、重点难点并不比无机化学和有机化学少，并且对计算能的力要求较无机化学有机化学更高。因此，部分学生对所学内容一知半解，难以掌握和理解关键内容。(2)学生对学习分析化学缺乏兴趣。主要表现在课前预习困难(基础知识不扎实)、课后作业完成质量差(或网上寻找参考答案或抄袭同学作业)，课堂中师生缺乏互动，更多时候是学生跟不上教学节奏，对教师的提问沉默以对，一问三不知，教师上课逐渐失去激情。(3)教学效果难以达到预期。分析化学作为一门基础学科，教材信息量大，教学资源多而杂，没有精心的整理和疏导，学生很难有效利用，学习效果差。2020年疫情期间，分析化学课不得不采用单一的网络教学，暴露出的主要问题是教师缺乏对学生听课情况的有效管控，甚至连真实的上课考勤都无法掌握，不能满足教学要求。学情问卷调查和期末考试成绩均反映出纯粹的网络教学效果远比不上传统教学的效果。然而，这一时期的网络教学实践对分析化学教学改革有重要意义，它引导教师在分析化学教学过程中探索新的教学方法和形式，推陈出新，以激发学生学习分析化学的积极性。

2 基于教学平台的翻转课堂在分析化学课程中的优势

基于教学平台的翻转课堂教学模式是将信息技术手段应用于理论教学的一种新型教学模式，实现了课堂教学和网络教学深度融合。其教学过程可概括为两步，首先是学生线上对学习资源的深度学习(线上资源包括课程标准、教学计划、教学视频、作业库、参考文献等)，然后是线下课堂上老师针对性的讲解及师生交流讨论等活动。对于分析化学这种知识点多和理论性强的课程教学，采用“教学平台+翻转课堂”模式教学具有以下三个优势：(1)翻转课堂的教学模式吸收了众多高校的信息化教学资源和技术手段，学生在教学平台上学习最新的分析化学教学素材。(2)促使学生转变学习方式以适应新的教学模式，增强学生的主观能动性，自觉融入到课程之中，从而加深对课程的理解。(3)突破时间和空间的限制，学生可根据自身情况做合理安排，提高学习能力和效率，完成学习任务。对于教师来说，可以不拘泥于固定的教学模式，抓住核心教学内容，为学生制定易懂、生动全面的课程，从而改善课堂气氛和学生的参与积极性。

3 基于教学平台的翻转课堂教学模式的实施策略

3.1 “网络教学平台+翻转课堂”模式的授课内容

分析化学课程一般是在本科第三学期开设，虽然大二学生求知欲、创造性和网络学习能力强，但也存在个人能力、生源地教学质量等差异，再加上多年的灌输式学习导致他们缺乏主动学习意识。因此，我们对分析化学这门课开展“教学平台+翻转课堂”模式的改革实践，以探索出新的教学方式。分析化学课程包括定量分析、化学平衡与滴定分析基础、四大滴定、分光光度法等理论基础及误差与实验数据处理，知识点繁多，计算量大，传统的课堂教学主要是老师利用多媒体结合板书的形式教学，这种教学方法不能体现具体的操作过程，很难兼顾到不同程度的学生。这种学生觉得课堂枯燥乏味，而知识结构逻辑性强的教学内容，非常适合设计为翻转课堂教学。

3.2 “教学平台+翻转课堂”教学模式的实施

3.2.1 提前准备资源

基于教学平台的翻转课堂成功的关键是基于学校学习通平台准备教学资源。教师在上课前提前收集各种视频材料和自己录制的教学视频，以及其他形式的学习资料，有效整合后再上传到学习平台，可分为课程资源、拓展资源、课后作业三个部分。课程资源是指与大纲要求掌握内容的相关资源，包括教学设计、视频等；拓展资料是基于课堂所学知识的扩展，包括一些最新研究进展和相关科学家的介绍。课后作业分为线上作业和线下作业，线上作业以客观题和系统评分为主，辅以主观题和学生互评；线下作业以计算题为主，旨在锻炼计算能力和规范解题步骤，每项作业都会选出优秀的作业，并在学习通平台上进行通报和展示，为其他学生的学习提供参考，同时也提高学生的荣誉感和积极性。

3.2.2 翻转课堂的执行

教师在“学习通”教学平台提前发布学习任务及具体要求。在学生层面，应在课前规定的时间内学习平台资料区的课件及视频，完成在线作业，分小组互助讨论，提出讨论主题并完成课前思考题。此环节教师应积极线上参与，引导学生进行探究式个性化学习，培养学生自主学习能力，知识运用能力，表达沟通能力，交流能力及团队合作精神。新课堂以学生为主体，学生预先学习平台上的视频和资料，根据教学大纲列出的重点难点，设计讨论内容主题(教师通过教学平台课前引导学生展开分组讨论，并对主题进行审核和排序)。在教师层面，应依托课件，在线下课堂上进行有针对性的讲解，师生之间、生生之间进行互动和交流，使学生从前期知识的灌输，转变到知识的内化吸收、输出和知识拓展，调动学生的学习积极性和主动性，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习，从而提升学生灵活运用知识、分析问题和解决复杂问题的能力。以分析化学课程中的络合滴定为例，学生通过在线观看视频教学，完成预习题(题目设计应有明确考点，注重难度梯度)，做好课前准备。教师根据知识点和学生线上的学习情况，设计课堂上需要解决的难点和重点，并将典型习题作为例题讲解。如计算题中分析水的硬度时，教师提出问题“络合滴定曲线与酸碱滴定曲线有什么异同点？”，让学生进行分组讨论，并组织回答问题。利用线上作业中实际水样检测方法和计算，作为课上案例进行分析，能够将线上和线下课堂有机结合，使学生对副反应和解蔽方法相关知识难点更好的理解和吸收，提高了学生分析问题和解决问题的能力。课后，学生通过做作业巩固知识点，并使用平台讨论区进行学习和交流，教师还可以在学习通平台的答疑讨论区进行在线答疑等活动。在每章的最后一节课，教师结合思考题、作业、讨论区问题进行串讲，最后学生做章节测试题，评价学习效果。教师可以给学生以发送公告的形式推荐网上学习资源链接鼓励有余力的学生开展进一步深入学习。总之，教师充分借助于信息化技术与教学内容融合，利用平台课程管理数据督促、监督学生学习，培养学生自主学习意识，提升学生学习积极性。

3.2.3 线上线下融合

分析化学有很多知识点，需要长期积累。如果我们仅仅依靠在课堂上学习，是很难消化教师的授课内容的。通过教学平台整合线上和线下的教学是必然改革创新的必然趋势。提前在线上预习知识点并达到课程目标的基本要求，然后通过线下课堂的探究学习确保学生能够拓宽学习的思路和方式，上课过程中的生动互动将显著提高教学效果。

3.2.4 结合实验内容讲解理论课

以实验为基础是化学学科的基本特征，化学实验室是培养综合性化学人才最有效的场所[4]。教师在分析化学课程教学时必须注重实验环节，引导学生在实验训练中结合理论知识积极思考每步操作背后的科学意义，积极分析每步操作对实验结果的影响，从而激发学生的兴趣和参与，锻炼学生的自主学习能力和分析能力，加深对化学理论知识的理解和掌握，培养实事求是的科学态度。例如学习氧化还原滴定内容时，结合高锰酸钾溶液的配制与标定实验中对反应条件的控制，系统全面理解氧化还原滴定的原理，并培养学生对定量分析的科学严谨态度。

4 基于“教学平台+翻转课堂”教学模式的考核方式

“教学平台+翻转课堂”的教学模式的考核应不同于传统的教学模式，合适的课程考核办法不仅能最大限度地了解学生对知识点的掌握情况，还能借此机会鼓励学生不断改进自己的不足，取得更大的进步[5]。在制定考核标准时，需要权衡教学过程中学生的主动学习能力、课堂参与度和课程作业完成度三个方面的考核比重，发挥导向作用，为学生提供更灵活的自我展示舞台，进一步培养学生的创新能力和思考能力。我们的翻转课堂课程考核主要包括课前准备(15%)、课中出勤(10%)、课中参与讨论(15%)、课后线上作业(10%)、课后线下作业(10%)、其中测试(10%)，期终测试(30%)。可以看到，考核内容全面而有所侧重，一方面显示预习和课堂参与度为课程翻转的核心地位，以及期终测试的重要性，另一方面又强调出勤、作业等的不可忽视。

5 结 语

翻转课堂的核心理念是教学主体地位的翻转，通过改变课堂中师生之间的教与学关系，盘活了分析化学课程的教学活动，极大地提高了学生上课的积极性和学习主动性。结合雨课堂、学习通等教学平台的翻转课堂教学模式具有丰富的教学资源、友好的教学界面、便捷的交流互动渠道等优势，能提高分析化学的教学质量，是值得深入探索和实践的新型教学方法。