“翻转课堂”在高中生物实验教学中的应用初探

李健湄 李玲

摘 要 通过阐述“翻转课堂”教学模式，结合高中生物实验教学现状，运用实例探讨“翻转课堂”在高中生物教学中的实施过程。

关键词 翻转课堂 生物实验教学 教学应用

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

实验教学是生物教学过程的重要组成部分，《普通高中生物课程标准（实验）》明确将培养学生的科学探究能力和提高学生的实验基本操作技能列入了具体的课程目标，美国《2061计划》《国家科学教育标准》提出将通过加强学生动手来提高自然基础学科中学生的技能与能力的培养。由此可见，培养和提升学生的实验基本操作技能，具有非常重要的意义。

新课程背景下，《普通高中生物课程标准（实验）》共安排了68个探究实验和实践活动，比前教学大纲相应内容增加了40个。与此同时，高中生物教学相应课时并没有增加。从中国知识资源总库（CNKI）1979～2011年搜集到的相关文章来看，我国的中学生物实验教学普遍存在因课时少，而缩短学生动手操作时间的现象。在现有课时基础上，寻找可以增加学生动手实验时间的实验教学模式迫在眉睫。

2007年由美国科罗拉多州落基山“林地公园”高中化学教师乔纳森·伯格曼和亚伦·萨姆斯开创翻转课堂教学模式，并传播，受到了学生和家长的广泛欢迎。研究发现，翻转课堂的教学模式恰好可以解决高中实验教学，因课时限制导致学生参与度减少的问题。

1 翻转课堂教学模式简介

1.1 翻转课堂的定义

传统的教学过程包括知识传授和内化两个阶段。知识传授即教师在课堂中的讲授，知识内化则通过学生在课后作业、课后操作或课后实践来完成。而翻转课堂则是这种教学模式的互换，知识传授借助信息技术在课后完成，知识内化则在课堂中，由教师点播与学生之间合作完成。

1.2 翻转课堂的教学模型

美国富兰克林学院的Robert Talbert教授经过多年研究与教学积累，总结出翻转课堂的实施结构模型（图1）。该模型简要地描述了翻转课堂实施过程中的主要环节：课前，学生在家里观看教师制作的教学视频，并做针对性的练习，教师通过学生的答题情况进行备课；课堂上，教师通过课前对学生作答情况的了解，针对性解决学生疑惑，促进知识内化，最后进行总结评价。

2 翻转课堂教学模式在高中生物实验教学中的实施

以人教版高中生物学教材中“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”为例，阐述翻转课堂教学模式的实施过程，探讨该模式在高中生物实验教学中的作用。

2.1 课前活动

2.1.1 分析教材，搜集素材，创建视频

创建教学视频是翻转课堂教学模式的基础，教学视频创作必须立足于教材内容与学生学情之上。

根据教材，本节内容可分解为以下两部分：

（1） 理论知识部分：① 鉴定4种有机化合物（糖类、脂质、蛋白质及淀粉）的试剂及其颜色反应；② 各实验材料的选择标准；③ 此处“糖类”指代还原糖而非其他糖类的原因。

（2） 实验操作部分：① 选择不同实验材料的取材方法；② 每种鉴定试剂与待测样品反应操作的步骤与注意事项；③ 鉴定还原糖试剂水浴加热的原因；④ 斐林试剂与双缩脲试剂使用注意事项；⑤ 复习显微镜操作步骤；⑥ 实验操作过程安全事项。

课前，教师搜集相关素材，包括与知识点相关的文字、图片、实验操作视频（也可教师录制），以及根据教学内容和学生学情编制的测试题。

教师备课，将上述教学内容制成课件，制作时从内容、色彩等方面注入活力（吸引学生兴趣）。教师利用手写板和电脑将PPT课件内容录屏（Cute Screen Recorder录屏软件完成），期间利用该软件功能对PPT课件的内容进行讲解、展示和注释等，最终生成视频课件。

2.1.2 学生自主学习

教师将录制好的视频放在学校学科公共平台。学生在家下载视频，开始课前学习，登录平台完成课前测试题，及时得到反馈，了解自己对本部分内容的掌握情况，及时改错。学生回到校后，利用兴趣小组时间，组内互助解决个人独立学习时遇到的学习问题；组内不能解决的学习问题，由组长记录后交给科代表，科代表整理后上传至服务器，教师得到及时反馈。

2.1.3 教师微调教学策略

教师根据学生学习答题情况，微调教学策略，如哪些练习需要在课堂上讲解，哪些内容需要增加或删除，哪些内容需要在课堂上展示交流等。

2.2 课堂活动

2.2.1 教师讲解示范

教师重点讲解学生提出的具有典型性的问题，现场展示实验操作，再次强调注意事项。

2.2.2 小组展示

每个小组派一个代表，在全班学生面前各选择一种待测样品进行检测。因待测样品不同，检测的方法也不一样，其他组学生需仔细观察，对代表学生出现操作错误的地方，需及时记录。

2.2.3 小组反思，确定最佳实验方案

小组展示完毕，组内同学进行反思，对其他组的方案提问，被问及的小组释疑。而后教师带领全班学生对每个小组的方案进行评价，最终确定本次实验的最佳方案。

2.2.4 小组探究，完成实验

在以上充足的知识及实验操作技能准备前提下，将本次实验改成探究实验模式。

小组内四种待测样品均未知，鉴定人员首先观察样品的物理性质（色、香、味、液体黏稠度等），预测每种未知样品所含的成分；其次分别将不同的检测试与待测样品反应，观察实验现象，记录实验结果；最后根据已学到的理论知识，推测每种未知样品所含成分。教师在此期间，要关注各小组操作规范与否、安全事项是否注意等问题，同时负责个别学生的答疑工作。

2.2.5 小组总结反思，全班共享成果

各小组反思，如最终的结果与预测的结果是否相符，实验设置过程存在哪些不足，应如何改进。最后教师进行归纳总结。

2.2.6 知识升华拓展

教师引导学生思考：还原糖、脂肪、蛋白质、淀粉可以用颜色反应来鉴定，那其他类有机物鉴定呢？这些鉴定方法在生活中有何应用？课堂上检测的每种待测样品的有机物种类含量是否一致？这对于日常生活中人们选择食物有何启发？

依据新课标的基本理念，注重课本知识与现实生活的联系，使学生学以致用。

3 教学反思

按照《普通高中生物课程标准（实验）》的要求，将探究教学与提高学生实验基本操作技能结合，需要充足的教学时间。翻转课堂模式在高中生物实验教学中的应用，优势及待改进可以体现在以下几个方面。

3.1 优势

3.1.1 照顾不同层次学生

理论知识学习通过视频完成。不同学习能力的学生可以通过不同的次数观看视频，直至将知识点完全理解为之；也可以通过课前检测试题，查漏补缺，学生之间讨论，向教师咨询。

3.1.2 学习效果及时反馈

理论部分学习利用教学视频、网络公共平台，并配合同步测试题检测，学生可及时检测自己的学习成效，针对未掌握知识点再次学习。教师也可以根据学生的答题情况、科代表反馈的疑难问题提前备课，课上重点讲解典型问题，节约课堂讲授理论知识时间。这与传统课堂学生自行预习理论部分知识，而无法同步了解自己掌握与否、教师无法监控学生学习效果、课堂再次重讲理论知识是有本质区别的。

3.1.3 课堂实验操作时间增多

将理论知识提前学习和释疑，大大增加了学生在课堂上的实验操作的时间，为探究实验教学的开展、提高学生实验操作技能提供了有力的保证。

3.1.4 有利于探究式教学开展

传统知识传授的探究式教学面临最大的问题则是课堂教学时间不足，探究活动开展不充分。应用于实验教学的翻转课堂，在学期总课时一定的前提下，学生将理论知识提前学习，而且教师可以控制学生学习效果，既方便教师备课又节省了课堂教学时间，又为教师开展探究实验教学提供了有力保证。

3.2 待改进地方

理论知识由学生课后自主完成，占用了学生的课后时间，学生是否能够调节？是否增加了学生的负担？学生是否具备极大的自主性完成视频知识的学习？相对于传统备课，教师在翻转课堂模式下，课前进行了两次备课，在教学任务一定的条件下，是否增加了教师的负担？这些问题有待解决。但是，实验课相对理论课较少，课前试题检测一定程度也能监控学生的学习情况，这也解决了一部分上述问题。

综上所述，翻转课堂教学模式在高中生物实验教学中运用是有广泛前景的。将翻转课堂教学模式运用于师资、生源保证的重点中学，为探索可提高学生探究能力、提高实验操作技能的教学模式提供了方向。

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