翻转课堂背景下不同实验教学方式对“操作练习型实验”教学效果影响的研究

王素珍

摘要：利用实证研究方式，比较三种常用的“操作练习型实验”翻转课堂教学方法，发现教学效果较好的方法是“利用翻转课堂中微课的优势，课前让学生通过微视频学习实验原理，通过观看微课中教师演示的实验视频，了解实验操作的要点和注意点，课中再引导学生练习实验操作”。

关键词：翻转课堂；操作练习型实验；实验教学方法；实证研究

文章编号：1005–6629（2015）3–0008–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

“翻转课堂”起源于美国科罗拉多州落基山的“林地公园”高中。2007年春，该校两位化学教师开始使用录屏软件录制PowerPoint演示文稿的播放和讲课声音，并将视频上传到网络，以此帮助缺席的学生补课。后来，这两位教师让学生在家看教学视频，在课堂上完成作业，并对学习中遇到困难的学生进行讲解[1]，此教学模式颠倒了传统的“课上教师讲授、课后学生完成作业”的教学模式，这就是日渐兴起的翻转课堂，一种新型教学模式。“翻转课堂”的教学结构特征见表1[2]。近几年中，翻转课堂教学模式进入国内，逐渐应用于各学科教学，包括化学实验教学。

苏教版教材中的实验包括“观察与思考”、“活动与探究”两种形式。“观察与思考”类实验由教师演示，学生观察并记录现象；“活动与探究”类实验由学生设计方案，进行物质性质验证、练习操作和实验探究。两种形式的实验中都有“操作练习型实验”，如“萃取和分液”是“观察与思考”中的操作练习型实验，“配制一定物质的量浓度溶液”是“活动与探究”中的操作练习型实验。

将“翻转课堂”教学模式运用到“操作练习型实验”教学时，由于教师对翻转课堂的理解不同，设计的教学方法也各不相同。有的将实验设计成视频实验，课前由学生自主观看，课中不再做实验；有的课前只让学生自主学习实验知识，课中再做演示实验或学生动手实验[3]；有的将实验录制成视频实验，课前学生先观看，课中再让学生练习操作[4]。为了探索不同的实验教学方法对“操作练习型实验翻转课堂”教学效果的影响，笔者进行了以下研究。

2 研究过程

2.1 选取被试

研究过程中采用了“实证研究法”[5]。选取“萃取和分液”（属“观察与思考”）、“配制一定物质的量浓度溶液”（属“活动与探究”）作为教学案例。选择高一年级条件大致相同的三个班作为对照组，施测被试来自高一年级同一教师执教的三个班的90名学生（每班30名），分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组。三组学生的中考化学成绩均分接近，化学学习情况基本相似。

2.2 实施研究

研究分三步，即设计“操作练习型实验”翻转课堂的教学方案、实施教学、调查测试。

2.2.1 设计“操作练习型实验翻转课堂”的教学方案

针对上面提到的教师常用的实验翻转课堂的教学方法，对“萃取和分液”、“配制一定物质的量浓度溶液”两个操作练习型实验分别设计了三种翻转课堂教学方案，见表2。

方案1和方案3中的实验视频是事先利用摄像机，将教师演示的“萃取和分液”、“配制一定物质的量浓度溶液”两个实验的过程录下，然后用录频软件将录像插在翻转课堂的微课中。三个方案的课中均编制了实验作业，“萃取和分液”实验作业包含4个习题，涉及实验过程中使用的仪器、可用分液漏斗分离的混合物的物理性质特点、如何选择萃取剂、分液漏斗的操作要点等问题。“配制一定物质的量浓度溶液”的实验作业也包含4个习题，涉及主要玻璃仪器容量瓶的结构、配制一定物质的量浓度溶液的步骤、引流操作的要点、简单的误差分析等。

方案1中，学生课前在自主学习“萃取和分液”、“配制一定物质的量浓度溶液”知识和原理的同时观看实验视频，通过观看视频学习使用分液漏斗进行萃取和分液、使用容量瓶配制一定物质的量浓度溶液，课中不再做实验，只需与教师、同学共同完成相关的实验作业。

方案2中，课前并不让学生观看实验视频，而是在学习任务单中设计了与实验相关的学习任务。“萃取和分液”实验中设计了“阅读教材‘观察与思考中萃取和分液的文字叙述及图1-13，了解萃取和分液的实验操作方法，注意操作的关键”的学习任务；“配制一定物质的量浓度溶液”实验中设计了“仔细观察教材‘活动与探究中图1-20配制一定物质的量浓度溶液的过程，注意操作的关键点”的学习任务。课中，“萃取和分液”是教材中的“观察与思考”类实验，设计了演示实验；“配制一定物质的量浓度溶液”是教材中的“活动与探究”类实验，设计了学生分组实验。

方案3中，课前学生通过微课学习两实验的实验原理及实验操作的要点和注意点，课中，无论是“观察与思考”中的“萃取和分液”，还是“活动与探究”中的“配制一定物质的量浓度溶液”，都让学生自己动手实验、练习操作，教师巡视、引导、纠正学生的操作错误。将“萃取和分液”实验由演示实验改为分组实验，为学生增加了操作练习的机会。

2.2.2 实施教学

当教学进行到相应的内容时，由同一教师对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别采用表2中教学方案1、2、3完成翻转实验教学。“萃取和分液”三种方案的教学所用学时均约为0.5课时，“配制一定物质的量浓度溶液”三种方案的教学所用学时均约为1课时。两个实验的三种方案在教学时间分配上略有差异，方案1课中不做实验，师生花较多的时间讨论学生观看视频过程中不理解的操作，同时完成实验作业；方案2和3中，将更多时间花在实验操作上，实验作业花的时间较少。

2.2.3 调查测试

为了比较三组学生对实验操作的掌握情况，分别编制课后测试题。其中“萃取和分液”测试时间为20分钟，见表3，“配制一定物质的量浓度溶液”测试时间为25分钟，见表4。两套测试题与课中实验作业相比较，在考查实验基本概念、原理等知识上基本相似，只是题型稍作改变，增加了利用学会的实验操作解决实际化学问题的操作能力考查。

3 数据统计和分析

3.1 测试成绩统计

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别采用三种翻转教学方案完成“萃取和分液”和“配制一定物质的量浓度”实验教学，并且分别进行了测试，测试成绩统计见表5。

“萃取和分液”实验翻转课堂教学中，方案3（课前学习实验原理，且通过观看微课中的实验视频了解实验操作要点和注意点，课中学生练习操作）教学效果明显优于方案2（课中教师演示实验操作，学生观察），方案2略优于方案1（仅在课前学生观看实验视频）。“配制一定物质的量浓度”实验翻转课堂教学中，方案3（课前学习实验原理，且通过观看微课中的实验视频了解实验操作要点和注意点，课中学生练习操作）教学效果明显优于方案2（只在课中学生自主练习操作），方案2略优于方案1（仅在课前学生观看实验视频）。

3.3 原因分析

“操作练习型实验”是实践性较强的一类实验，操作的技能需要通过不断的练习才能熟练掌握。方案1的实验教学过程中，虽然教师提供的实验微视频对实验操作相关的概念、流程、注意事项、操作规范进行讲解，并且有标准实验过程示范，但却没有提供环境让学生进行操作练习。因此，方案1的教学效果不理想。

方案2中，“萃取和分液”实验是通过教师的演示将实验有关的概念、操作要点和注意点呈现给学生，学生只通过观察教师的操作示范来学习，同样缺失了独立操作练习。“配制一定物质的量浓度”的翻转实验教学中，尽管课前学生根据学习任务单预习了实验的相关知识、方案和操作，但课文中呈现的图片只是对实验方案作简要说明，如对“引流”操作提示时，只说注意“不要让溶液洒到容量瓶外”，至于如何不让溶液洒到容量瓶外，并没有说明，因此，操作错误很多。课中教师也进行了指导，但由于操作错误多，指导不能做到及时。方案2中两个实验的教学效果虽略比方案1好，但并不是非常满意。

方案3的翻转实验教学中，课前先学习实验知识且观看“萃取和分液”、“配制一定物质的量浓度”两实验微视频，学生通过观看视频了解实验操作过程、要点、注意点和容易出现错误的地方，这比方案2中仅通过预习课文取得的效果好。课中学生自己动手实验、练习操作时，操作错误明显减少，同时教师及时指导，教学效果较好。

因此，对于操作练习型实验，进行翻转课堂教学时，较好的方法是利用微视频的优势，课前让学生学习实验知识且观看实验视频，了解实验操作的要点和注意点，在课中再让学生自主练习操作，掌握操作技巧，教师巡视、引导、纠正学生的操作错误，教学效果更好。特别对于学习能力较弱的低分区学生，自主练习操作更为重要。

4 研究启示

根据以上研究，可得到以下几方面启示。

第一，对于“操作练习型实验”，操作训练是取得较好教学效果的保证。“操作练习型实验”的教学目的是使学生掌握实验操作技能，并且运用这些技能解决化学学习过程中碰到的实际问题。不能因为翻转课堂，只让学生课前通过视频学习实验，剥夺学生动手操作的机会，而将课堂活动变成课堂练习。

第二，翻转课堂教学中课前自主学习是重点。设计“操作练习型实验”翻转课堂微课时，应注意引导学生根据学习任务单仔细阅读教材，细致观看实验视频，关注实验的注意点、易错点、关键点，摘录遇到的问题，为课中独立实验作好充分准备。

第三，建立课前学习、课中活动、课堂检测之间的联系，不能将课堂变成课前学习的简单重复。“操作练习型实验”的知识、原理一般较简明，尽量让学生课前自己先学，老师利用微视频作指导。课中将主要精力放在解决更为重要和困难的操作练习上。设计课堂检测题时将考查的重点放在实验操作要点、关键点的考查上，通过考查，暴露学生操作上的问题，并且通过师生的讨论及时纠正。三个环节的教学侧重点各不相同，有利于提高实验教学的效率，从而帮助学生学会学习。

此外，综合分析以上三种教学方法可以看出，对于“操作练习型实验”，实验原理的理解是前提，充分的操作练习、掌握操作要点是关键，课堂作业是补充，能帮助学生进一步巩固学习的操作。因此，“操作练习型实验”实验翻转课堂，最优的处理方法可能是“通过微课引导学生课前自主学习教材掌握实验的原理、观看实验视频了解实验操作要点，同时思考学习任务单中的提示性问题；在课堂上回顾操作要点，交流操作关键，进行操作练习，再通过完成实验作业巩固实验操作”。

总之，“操作练习型实验”实验翻转课堂教学方法有多种，只有不断实践、思考、积累、总结和完善，不断进行优化，才能取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]张跃国，张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育，2012，（03）：9～10.

[2]朱宏洁，朱赟.翻转课堂及其有效实施策略刍议[J].课程与教学，2013（8），79～83.

[3]高中化学实验基本操作翻转课堂的几种做法和分析[EB/OL].（2013-10-10）[2014-10-12].http：//wenku.baidu. com/view/b01ef01b31b765ce05081474.html.

[4]黄敏文，彭秋霞.翻转课堂在中学化学实验教学的应用探究[J].广东化工，2014，41（13）：293.

[5]冯维.现代教育心理学[M].重庆：西南师范大学出版社，2007：19.

[6]金陵.用“学习任务单”翻转课堂教学[J].中国信息技术教育，2013，（3）：20.