基于翻转课堂教学模式的物理化学实验改革探索

赵妍 梁山 崔玉红

摘 要 物理化学实验是大学基础化学实验中的重要一环。为有效激发学生在实验课程中的学习积极性，提高学习效率，实现课程教学目标，对传统教学模式进行改革。主要讨论翻转课堂教学模式在物理化学实验课程中的可行性，并介绍该教学模式的使用体会。

关键词 翻转课堂；物理化学实验；教学模式；微信

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）04-0120-03

Abstract Physical chemistry experiment is an important part of the basic chemistry experiment in the university. In order to effectively improve the students learning enthusiasm and efficiency， achieve the goal of the experiment teaching， the author thinks it is necessary to reform the traditional teaching mode. This paper mainly discuss the feasibility of the teaching mode in the physical chemistry experi-ment， and introduces the experience of using this teaching mode.

Key words flipped classroom； physical chemistry experiment； tea-ching model； WeChat

1 物理化學实验的特点及重要性

作为教育部规定独立开设的课程之一，物理化学实验是大学基础化学实验中的重要一环。实验主要是通过测量体系的物理量，再利用数学及物理的方法加以整理和综合运算，最终达到掌握系统化学变化规律的目的。与其他化学实验课程相比，物理化学实验具有综合性强、研究性广、定量化程度高等特点[1]。物理化学实验课程的开设可以巩固学生前修实验课程的基本技能，同时通过进一步学习物理化学性能的测定，从而理解物理化学处理问题的思路和方法，加深对物理化学乃至整个化学基本理论的认识，在整个实验体系里起到承上启下的作用[2]。

2 物理化学实验教学目前存在的问题

物理化学实验教学走过几十年，经历过多次改革，但仍然存在一些问题，主要表现在：教学内容设置陈旧，与现代物理化学的研究内容和方法衔接较少，难以做到与时俱进；教师为主、学生为辅的教学模式难以调动学生的积极性，实验现场“照方抓药”成为常态；授课时间设置不合理，有些院校甚至会出现“先做实验，再学理论”的荒唐情况。

3 翻转课堂概述

为了提高物理化学实验教学的质量，许多高校正在进行各方面的改革尝试。笔者认为相比之下，如何改革教学模式，唤起学生的学习热情，才是首要解决的问题。起源于美国的翻转课堂，刚好给教学活动提供了让学生跃身成为课堂主角的机会。

翻转课堂，又称“颠倒课堂”，它对教学中的知识传授和内化两个重要过程进行颠倒安排。首先，学生通过网络等信息化手段，在课前完成对教学资源的学习；然后，学生通过课上与教师进行交流、互动，完成对知识吸收与掌握的内化过程。在翻转课堂教学模式下，教师的角色由知识的传授者变成学生学习的促进者和指导者，而学生则可以通过控制自己的学习时间、地点、内容、频率，真正成为学习的主体。翻转课堂作为一种新兴的教学模式，近年来已经在国内外数以千计的学校推广使用，取得理想的效果[3]。

4 翻转课堂教学模式在物理化学实验课程中运用的可行性

目前，翻转课堂教学模式运用于理论课特别是理科理论课的教学案例很多[3]，那么，该教学模式是否适用于高校实验课程，特别是物理化学实验呢？笔者认为这是一个有益的尝试，主要有以下几方面的原因。

物理化学实验课程的内容适合翻转课堂教学模式的使用 物理化学实验课程通常分为原理介绍、仪器使用说明、操作演示等方面，每一部分内容相对独立，学生可以分块进行微课程学习，不会存在衔接上的问题。根据可汗课程统计及脑科学的研究，一般人的精力集中时间在10分钟左右，而物理化学实验各个教学部分都适合制作成5～10分钟的微视频，这样从时间方面也可以保障学生学习的质量。

物理化学实验课的授课方式适于翻转课堂教学模式的实施 物理化学实验课程往往实行大循环的小班授课，师生比配置维持在1：15左右，即每个实验有15～16位学生参加，这样增加了教师与学生进行交流互动的机会，便于教师更有效地进行课堂组织[4]。此外，实验课程能够给教师提供更多进行课堂活动的时间和空间，从而保证翻转课堂教学模式的实施效果。

物理化学实验课程授课对象的特点为翻转课堂教学模式的实施提供了保证 物理化学实验授课对象往往是大学二、三年级的学生，通过前修课程的学习，他们掌握了一定的理论知识、实验技能，也锻炼出较强的独立思考能力、分析解决问题能力以及学习计划组织能力，这为课前的自主学习打下基础。同时，作为中、高年级学生，他们已经适应了校园的节奏，能更好地安排自己的学习和生活，有一定的自我管控能力，这些都保证了学生在翻转课堂教学实施中的参与度、配合度。

高校优质的硬件、软件条件为翻转课堂教学模式的进行提供了支持 翻转课堂教学模式的进行极大地依赖于网络，因为无论是教师制作上传资料，还是学生下载学习资料，再或是师生的交流互动，都需要通过互联网进行。覆盖广泛、信号顺畅的高校网络，为翻转课堂的实施提供了硬件上的保证。同时，高校搭建的信息技术平台，可以实现教师与学生在课外的互动，以及教师对学生学习情况的监管。除此以外，高校具有以电子期刊和电子图书为主的数字资源，不仅为教师提供了丰富的教学素材，也成为学生拓展知识、发掘前沿信息的平台。

5 基于翻转课堂教学模式的物理化学实验改革

教学内容的确定 在现有开设的物理化学实验中，选择“液体饱和蒸气压的测定”进行教学模式改革。由于对概念掌握不到位，对实验为什么如此设计缺乏理解，对测量过程中可能遇到的问题估计不足，导致学生在本实验操作中手忙脚乱、状况频发，实验成功率低。试将翻转课堂教学模式应用于该实验，以期达到理想的教学效果。

教学对象的确定 每学期选择一个自然班作为翻转课堂教学模式实施对象，对象选择具有随机性，这样可以得到不同专业、不同水平学生对该教学模式的使用反馈。

实施过程 实施过程包括课前、课中、课后三个阶段，如图1所示。

1）课前准备。

①教师首先根据实验教学目的制作学习任务包，包含实验原理课件、理论微课、演示视频、预习卡片及扩展资源等内容，然后将其上传至微信群、微信公众号，供学生下载学习或在线观看。

②学生自主学习任务包，包括：观看视频，掌握实验原理，了解操作步骤；阅读教材或是查找网络资源，完成预习思考题目；学习扩展资源，开阔视野，了解其他相关的测定方法。

在课前准备阶段，教师与学生的互动主要通过互联网完成。学生可以通过微信群或者是微信公众号与教师进行在线交流，交流内容可以是观看操作演示视频中的盲点，也可以是针对实验设计的困惑之处。

2）课堂活动。

①教师组织学生，采用学生互答与教师作答相结合的方式，处理学生遇到的代表性问题。

②开辟“公共实践区”，组织学生对重要实验环节进行尝试，让学生在观看别人操作和自己亲自操作的过程中掌握实验要点。

③实验进行阶段，学生抛开教材，直接按照设计流程进行操作，填写报告。如需重做实验，学生必须与教师沟通，明确上一次失败的原因。

④操作结束后，教师带领学生对本次实验进行梳理，总结成功的经验或分析失败的原因，要求学生用自己的语言进行表述。

在课堂上，教师与学生的交流是面对面进行的，教师要善于利用面对面的特点，注意学生的言行，观察学生遇到问题的态度，从而判定其预习是否充分，态度是否积极，对于学生的闪光点给予肯定，不足之处也要及时指出。

3）课后活动。

①学生处理数据，完成实验报告，总结实验心得，或是提出自己的改进建议。

②教师综合考量学生的课前预习情况、课上操作情况以及实验后的总结情况，按照比例给出学生成绩。

课后的师生交流主要依靠纸质实验报告进行，报告可以在一定程度上反映学生的学习态度、学习程度。特别是对于性格内向、平时不太愿意与教师互动的学生，可以把自己的想法通过笔尖表达出来。教师写上几句评语，无论是鼓励还是希望，都会带动学生的学习热情。

实施反馈

1）学生的反馈。在对学生进行问卷调查中，有超过90%的学生对翻转课堂教学模式持欢迎的态度，大家普遍反映由最初的被动接受，已经转为对下一次的期待。翻转课堂教学模式之所以受到学生的青睐，可以总结为以下几个原因。

①翻转课堂为学生的学习提供了更多的自主性。区别于传统教学模式需要学生在固定时间、地点进行学习的形式，翻转课堂使学生可以利用碎片化的时间，选择适宜的地点进行学习。

②翻转课堂使学生学得更加明白，学习质量更有保证。学生可以根据自己的情况，控制学习速度和视频观看次数，真正做到对知识的理解和吸收。

③翻转课堂使学生获得更多动手实践的机会。在翻转课堂上，教师不再赘述实验原理和操作步骤，而是将更充分的时间留给学生；或许学生在操作中仍会存在这样或那样的问题，但通过思考分析，然后知错改错，也是一种学习的过程。

④翻转课堂使学生成就感增强，对实验课的兴趣增加。课前充分的准备，课上有条不紊的操作，课后详尽的总结，构成学生完整的实验活动。在此过程中，学生培养了良好的实验观，增强了实验操作的信心，这些必将为其今后进行综合实验和科研实验打下坚实的基础。

⑤翻转课堂使学生获得更加客观的评价。翻转课堂教学模式下，学生获得的成绩不再只是实验报告完成情况的反映，课前准备是否充分，思考问题是否积极主动，课堂操作是否准确，课后总结是否深入，这些都将影响到分数的高低。全面客观的评价标准会反映出学生真实的学习情况，拉开分数档次，给学生一个更加公正的评价。

2）教师的反馈。与传统教学模式相比，翻转课堂教学模式需要教师投入更多。无论是课前大量教学资源的准备，与学生进行各种形式的互动交流，还是课堂上精心组织实施教学活动，再或是课后对学生进行客观的评价，都需要教师付出比以往更多的时间和精力。然而翻转课堂教学模式能使教师从重复性劳动中解放出来，转而进行如完善视频的制作、进行课堂设计、开发综合性实验等更有价值的创造性劳动，教师的能力得以施展，工作的满意度获得提升。特别是教师看到学生真正通过自己的引导，在学习过程中有收获、有进步，也是一种幸福。

6 一些体会

通过几次尝试，笔者认为要想增强课堂翻转的效果，特别应该注意以下几个方面。

制作适合学生的教学素材 教师必须对素材进行精心设计，制作不应过于追求花哨，界面简洁大方，内容重难点突出最为重要。预习卡片和知识扩展内容要考虑到学生的知识水平和学习能力，不要一味追求难度或是深度，以既能引发其思考、又能引导其思考为宜。为了更好地表达教师的思路、体现教学特色，教学素材应该由任课教师自己整理制作。

多种策略加强学生与教师的互动意愿 翻转课堂教学模式能否取得预期效果，在很大程度上取决于师生之间的交流程度。面对不太愿意与自己交流的学生，教师需要分析原因，积极应对。对于比较害羞的学生，教师要主动邀请其参加互动，对其进步给予积极的评价，增强其自信。对于学习态度不端正或是对实验存在轻视思想的学生，教师可以与其进行正面沟通，也可以采用学习分组、学习互助等形式，在竞争、互助中让学生更多融入新的教学模式。

课堂组织实施阶段要做详尽的预案 翻转课堂教学模式需要教师有较强的课堂把握能力，这种能力一方面建筑于教师的学识和经验，同时也取决于教师课前的准备工作是否到位。教师对各项活动都应该做好计划，以不变应万变，指挥教学活动按部就班进行。

建立师生互动的有效途径 笔者在教学中尝试过微信群与微信公众号两种与学生互动的方式。微信群虽然可以通过文字、图片、语音及时回答学生的问题，时效性高，却难以实现“一对一”交流，教师与学生的互动容易被后面的信息“湮灭”。公众号虽然能实现“一对一”交流，却无法进行语音等多媒体互动，沟通方式过于单一。笔者认为学校应该引进信息技术平台，不但方便师生互动，而且可以使教师有效地搜集和分析学生的学习反馈信息，跟踪学生的学习进展，保障学习效果。

7 总结

笔者以“液体饱和蒸气压测定”实验为例，将翻转课堂教学模式应用于物理化学实验中，几轮尝试后取得较好的效果，收获了几许经验。今后会将这种师生双赢的教学模式推广到更多的物理化学实验中去，期望学生能在实验课程中收获更多知识、技能和信心。

参考文献

[1]郑传明，吕桂琴，王良玉.在物理化学实验教学中注重培养学生的能力[J].实验技术与管理，2008（1）：132-134.

[2]闫怀义，赵二劳，石玉芳，等.物理化学实验课程改革与实践[J].广州化工，2011（4）：142-143，153.

[3]張金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.

[4]赵妍，梁山，崔玉红.论翻转课堂教学模式在高校基础化学实验中的应用[J].中国轻工教育，2015（5）：81-85.