无机化学课程线上线下混合式翻转课堂教学模式下学生自主学习的研究与实践

王志有，王翠苹，姚权桐

（1.辽宁科技大学化学工程学院 辽宁 鞍山 114051；2.辽宁科技大学机械工程与自动化学院 辽宁 鞍山 114051）

“互联网+教育”的快速发展，为高校学生提供了越来越多的自主学习资源。2014 年，辽宁省教育厅开展了跨校修读学分试点工作[1]；2018 年、2019 年，教育部连续两年提出推动课堂教学革命的政策，探索“互联网＋教育”的新形态，构建创新性的线上线下教学新模式[2]。在此背景下，广大高校教师依托线上教育资源开启了线上线下混合式教学方法、翻转课堂教学方法改革[3-5]。线上线下混合式翻转课堂教学方法客观呈现了学生是学习的主体，要求学生必须进行自主学习，然而有些课程的线上线下混合式翻转课堂实践中，学生只是通过视频被动接受知识，结果课程翻而不转；自主学习动力不足，自主学习积极性不高，自主学习效率低下，与传统教学方法相比，教学效果未见明显好转[6-7]。

无机化学课程是化学化工及相关专业的专业基础课，面向大一学生开设，讲授了化学反应原理、物质结构的基础理论及元素、单质、无机化合物的基本知识；该课程不但为后续化学课程及相关专业课程的学习打下重要基础，而且在大一就能培养学生的自主学习习惯及自主学习能力，对学生发展至关重要。

课程组在辽宁科技大学泛雅平台自建的无机化学SPOC 课共56 学时、28 讲，每讲均有自制视频；除第一讲外，每讲均设有下一讲的视频学习思考题；每讲均设有课前练习题、课前测验题、线上课堂测验、作业；每章均要求学生上传章小结；课后设置5 次阶段复习测验；期末设置小论文及演讲环节，要求学生撰写体现知识、能力及素养的小论文，在此基础上面向全班同学演讲；本文将学生课上抢答得分输入学习通，最后超星泛雅平台自动统计学生的平时成绩；视频及视频学习思考题均以闯关形式发放。

学生通过“酷学辽宁”平台跨校选学沈阳化工大学的无机化学及实验课，课程组在该课程已有视频基础上自建了每节课的视频学习测验题。

在无机化学SPOC 课程与跨校修读学分课程资源背景下，课程组开展了无机化学线上线下混合式翻转课堂教学模式下学生自主学习研究与实践，创建了“两模式、三融合、五闭环”教学方法，其中“两模式”是指“问学”模式及“问教”模式，“三融合”是指全程融合方法教育、课程思政教育、创新创业教育，“五闭环”是指跨校闭环学习、课前闭环学习、课上闭环学习、课后闭环学习、学期闭环学习；该方法实现学生课前课上课后自主学习，解决了一些课程线上线下混合式翻转课堂实践中学生通过视频被动接受、课程翻而不转、自主学习积极性不高、自主学习动力不足、自主学习效率低下等痛点问题，与传统教学方法相比，教学质量明显提高。

1 学生自主学习实践中存在的问题

部分课程线上线下混合式翻转课堂缺乏相关设计。缺乏问题设计，只是让学生课前看视频学习，没有让学生带着问题看视频，导致学生被动接受，课程翻而不转；缺乏方法设计，没有引导学生发现问题、思考问题、解决问题，最终导致学生自主学习能力不强；教师课内外渗透创新创业教育不足，导致学生不善于学以致用，不利于知识的进一步内化与建构，最终也导致学生自主学习能力低下；缺乏过程考核设计，教师课前、课上、课后没有设计自主学习考核环节，学生大部分自主学习又不在教师视野内进行，所以有些学生对待课前、课上、课后的自主学习基本都是应付了事，得过且过，导致自主学习效率低下。

2 创新学的模式和教的模式

2.1 “问学”模式提高学生自主学习能力

在《论语》中，孔子提出学思结合的方法，即“学而不思则罔，思而不学则殆”。为此，课程组创建了“问学”模式。学生带着无机化学SPOC 闯关问题观看跨校视频、阅读教材，边学习，边思考；学生带着闯关遗留问题或闯关后新产生的问题自主完成无机化学SPOC 相关视频学习；在课前线上练习题中课程组设置“学生自问自答”题，要求学生至少提出一个问题并回答，引导学生“问、思、学”。这种“问学”模式使学生不再通过视频被动接受知识，进而实现学生自主学习，不断提高学生线上线下自主学习能力。

2.2 “问教”模式实现学生主体作用

针对重点、难点及学生不解的问题，教师进行线下讲解，而教师的讲解过程是由问题贯穿起来的过程，通过“问”实现“教”，由此创建“问教”模式。例如，教师还原知识产生过程，引入化学史实，营造故事性情景，循循善诱，提出系列问题，让学生思考回答，或者将学生学习中遇到的困难化解为若干个小问题，一直把问题分解到学生答出为止。“问教”的实质是把问题抛给学生，最终由学生完成问题的解答，进而实现学生主体作用，增强学生线上线下自主学习能力。

3 创新课程教学“三融合”教学方法

3.1 融合方法教育，培养学生的自主学习能力

达尔文曾说过：“最有价值的知识是关于方法的知识”。线上线下混合式翻转课堂教学模式下，教师先教方法，学生才能更好地自主学习。

引导学生学会“分析概括”的方法，培养学生线上线下自主学习能力。“分析”是把书读厚的过程，“概括”是把书读薄的过程，“分析概括”是重要的学习方法，也是重要的思维方法，所以教师应积极引导学生学会“分析概括”的方法。例如，学生很容易理解“共轭关系”，但很难发现“什么是‘轭’”这个问题，学生很容易理解“螯合效应”，但很难发现“什么是‘螯’”这个问题，教师通过引导，让学生发现这些问题，通过课件展示“轭”和“螯”，让学生得出问题的答案；这样一来，学生不仅学会了知识，还学会了学习。笔者经常带领学生分析概括基本概念、基本理论，让学生既深刻理解了知识，又掌握了学习方法，提高了线上线下自主学习能力，还防止了“囫囵吞枣”。

引导学生讨论交流。朱文辉基于结构主义理论研究翻转课堂时，指出合作学习不仅能使学生习得相对客观、较为体系化的知识，还能在良性竞争的氛围中培养学生的包容意识、批判思维、沟通交流等多维能力。因此，教师需设计成立学习小组，引导学生讨论交流，培养学生的自主学习习惯。上课伊始，学生在组内讨论课前视频学习、课前练习、课前测验中遇到的问题，学生将小组讨论没有解决的问题通过学习通主题讨论进行发布，教师通过词云发现共性问题，再组织讨论交流。学生为取得好成绩，每次测验后都能形成一个讨论交流的高潮。学生这样不断讨论交流，线上线下自主学习能力也得到了提高。

3.2 融合创新创业教育，培养学生自主学习能力

我国高校全面开展创新创业教育，就是为了主动适应当前经济发展新常态和创新型国家的需要而倡导的一种教育理念、推行的一场教育改革[8]。为此，课程组在课内外渗透融合创新创业教育，并以此培养学生线上线下自主学习的能力。

课内，教师还原知识产生过程，联系科学家的探究思路，向学生渗透创新意识；紧密联系工程实践、科研实际激发学生创新兴趣，培养学生自主学习的兴趣。

课外，依托教师科研项目，积极指导大学生开展“大学生创新创业训练计划”项目、积极指导学生参加“微瑞杯”大学生化学实验创新设计竞赛、指导学生开展本科毕业论文工作。学生在课堂所学理论知识基础上积极学习文献，并与科研训练实践相结合，高质量完成大创、大赛及毕业论文工作，取得省级大创结题优秀的好成绩，荣获校级优秀本科毕业论文，取得“微瑞杯”第二届全国大学生化学实验创新设计大赛东北赛区一等奖、全国总决赛二等奖的好成绩。创新创业教育培养了学生理论与实际结合的能力，客观上增强了学生的自主学习能力。

3.3 融合思政教育，促进学生自主学习

综合素养是学生开展线上线下自主学习质量的重要保证。无机化学知识理论的形成、发展及应用中包含着丰富的爱国主义、辩证唯物主义及科学伦理教育元素[9-10]。在教学中渗透爱国主义教育，培养学生的家国情怀；渗透量变质变规律、对立统一规律、否定之否定规律等辩证唯物主义教育，培养学生的科学思维及实事求是的科学态度；渗透科学伦理教育，培养学生环保、健康、安全等意识；在章小结、小论文及演讲等环节中设立素养打分点，再以学生的章小结、小论文及演讲等方式全方位考核教学任务和思政目标的达成情况，实现闭环思政。闭环思政使课程思政教育得以落到实处，使学生思想政治、家国情怀等方面的素养大幅提升，进而提升了学生自主学习的动力，让学生学会耐心积累，使学生善于抓住重点，进而提升学生自主学习的效率。

4 五闭环学习

学习过程评价对教学质量、人才培养质量都具有重要意义。众多学者对此进行了研究[11-12]，其中牛亏环对全国范围内16 所本科高校的大学生学习过程评价进行了调查研究，给出六点建议，建议中提到“过程评价实施过程中，可以进行多次考试、测试，衡量学生不同时间阶段的学习效果。”受此启发，课程组在学生跨校、课前、课上、课后及整学期自主学习的各个环节均设置了有监考的测验。因有五个自主学习环节的考核设计，以及五个环节的线上线下混合式学习，所以五个自主学习环节又被称为五闭环自主混合式学习模式，简称五闭环学习。五闭环学习模式因考核设计强化了学生的自主学习，将“教”为中心转成“学”为中心，培养了学生良好的自主学习习惯，提高了学生的自主学习能力。

4.1 跨校闭环学习

跨校视频可以作为解决本校无机化学SPOC 闯关问题的资源，学生带着闯关问题自主完成跨校相关视频的学习，在此基础上完成跨校自建测验题，实现跨校闭环学习，并获得跨校学习分数，不但拓展了学生的知识视野，还强化了学生自主学习的习惯。

4.2 课前闭环学习

课前线上学习视频，线下撰写学习笔记，线上完成课前教师发布的练习题，取得课前练习分数；上课前完成线上测验，取得课前线上测验分数。设计问题让学生带着问题看视频，边看边思考。这样一来，学生课前不但取得了好的练习成绩、测验成绩，还养成了好的自主学习习惯，提高了自主学习能力。

4.3 课上闭环学习

上课伊始，学生围绕课前学习中遇到的问题展开讨论；教师根据学生课前线上视频学习、线上练习、线上测验及讨论等情况，凝练问题，再组织学生讨论、练习，写作业并上传到学习通，最后进行课堂线上测验，由此学生获得课堂测验分数，实现课上闭环学习；课上闭环学习充分调动了学生课上讨论、练习、作业的积极性和主动性，促进了学生课上自主学习。

4.4 课后闭环学习

学生每完成一章的学习，都要以思维导图的方式撰写章小结，在小结中除总结知识外，还要总结能力和素养提升情况，再将小结上传到学习通，经教师批阅获得小结分数；学生进行线上线下复习，完成阶段复习测验，并将答案上传到学习通，经教师批阅获得复习测验分数。课后闭环学习促进学生认真复习各章内容、认真概括各章内容，进而强化了学生课后自主学习的好习惯。

4.5 学期闭环学习

期末学生撰写展示知识、能力、素养方面的小论文，并进行演讲，由此学生获得小论文与演讲分数。最后学生进行学期总复习，经期末考试，获得卷面分数。学生认真对待小论文撰写、演讲及期末复习，进而促进了学生自主学习能力的进一步提高。

5 学生自主学习成效

“两模式、三融合、五闭环”教学方法，明显提升了学生的学习成绩，例如应化2022 级无机化学期末卷面成绩明显好于应化2016 级无机化学期末卷面成绩，如图1 所示，其中优秀率提高了14.64 个百分点，良好率提高了14.68 个百分点，不及格率下降了4.62 个百分点；无机化学期末卷面成绩的提升充分说明教学质量明显提高了，进而显示学生自主学习能力、动力增强了，自主学习积极性及自主学习效率提高了。

图1 应化2016 级应化2022 级无机化学期末卷面成绩

6 结语

无机化学线上线下混合翻转课堂教学模式下“两模式、三融合、五闭环”的教学方法使学生学习由被动变为主动，让学生成为学习真正的主人。与传统教学方法相比，学生学习成绩进一步提高，知识、能力、素养进一步增强，教学质量明显提高；经过多年实践，收到了良好的育人效果；“两模式、三融合、五闭环”教学方法为其他课程线上线下混合翻转课堂教学模式下学生的自主学习提供了经验和参考。