翻转课堂教学模式在分析化学课程中的实践

□四川师范大学化学与材料科学学院 李树伟海南大学材料与化工学院 王小红 途进春 曹 阳

一、引言

分析化学是化学专业一门经典的实践性较强的课程，该门课程涉及的知识面广，是化学科学的四大基础课之一。［1］分析化学对于培养学生的创新能力、思维能力、自学能力和动手能力都非常重要。［2］分析化学的学科特点决定了其在化学人才培养方面的特殊作用，大学化学本科阶段的科研能力的训练，学生动手技能的提高，很大程度是在本课程的教学过程中完成。如何培养出时代需要的专门人才是分析化学教师必须认真思考并努力实践的课题。当今社会对分析测试专业人才需求日益增大，对高校分析化学课程的教学内容和教材建设也提出了更高的要求，为此，在分析化学中实施教学改革比以往任何时候都更为重要和急迫。

“翻转课堂教学模式”兴起于网络技术的飞速发展和教育技术手段的巨大进步。［5］如今学生通过互联网获得信息的渠道多、速度快、来源广、形式多，读书学习早已经不是主要的学习方式。手机在手，学生可以利用各种零碎的时间学习知识，课堂上教师提出一个问题就有学生立即在互联网上寻找答案来解决，学习的方法已经大大改变。大学传统的教学模式是老师在课堂上讲课，学生的任务是听课，课后读书复习，完成作业，这种模式下学生的参与程度很低。尽管多年来大学教学过程都强调互动，但是实际的大学课堂仍然是老师的独角戏。与传统的课堂教学模式不同，在“翻转课堂式教学模式”下，学生利用零星的课外时间完成知识学习的第一个阶段，而课堂变成了老师与学生之间和学生与学生之间互动的场所，知识的内化在课堂上完成。翻转课堂教学的方式包括答疑解惑、学生讨论、难题解析、学生重点发言、知识的运用等等。通过这些教学措施达到更好的教学效果。“翻转课堂”对学生的学习过程进行了重构。［10］“信息传递”是学生在课前进行的，老师不仅提供了视频，还可以提供在线的辅导。“吸收内化”是在课堂上通过互动来完成的，教师能够实时了解学生的学习困难，在课堂上给予有效的辅导，同学之间的相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化过程。

二、本课题组翻转课堂实施的基本情况

课题组在2013级1、4两个班级采用了翻转课堂模式进行教学，同时以2013级2、3、5、6四个班级作为对照组，开展了教学实践研究。课程使用武汉大学第五版《分析化学》教材，选择了网上公开的教学视频材料。本案例主要经历了如下3个阶段：

第一阶段教学模式（1～3周）：

1.教师简述教学内容10 min；

2.学生自主完成作业25 min；

3.学生专题发言10 min（准备PPT）；

4.小组讨论35 min；

5.教师总结10 min。

第二阶段教学模式（4～9周）：

1.教师简述教学内容35 min；

2.学生专题发言10 min（准备PPT）；

3.小组讨论35 min；

4.教师总结10 min。

第三阶段教学模式（10～18周）：

1.教师讲授教学内容45 min（教室）；

2.小组讨论45 min（微格教室，含学生专题发言）；

3.教师不定期开展口试。

本次教学研究实践经历了不断调整教学模式的过程，在半学期之后确定了分段进行教学的模式，教学的模式得以固定。从教学场地、教学组织和教学管理的角度出发，最后实施的不是完全的翻转课堂，而是一种折中的翻转课堂形式，但却是一个可行且有效的模式。根据翻转课堂的定义，教学内容的学习应该提前在课堂之前完成，我们尝试了这种做法，实践的效果并不理想。原因之一是大学生积极主动自学的自觉性差，没有经历过自主学习的训练。其二理科二年级的学生课时多，几乎没有自学时间，多数人不能完成提前进行视频学习的任务。其三是有效的监督检查非常困难，我们采取了小组长登记的办法效果不好，不能有效保证每一位学生都完成前一阶段的学习。由于翻转课堂前段学习不能有效保证，课堂的讨论当然很难进行。课题组最后确定的第三阶段教学模式受到学生们欢迎，原因是做了大量的准备工作，学生参与课堂讨论有了前期的铺垫，学生专题发言得到落实，保证了翻转课堂后期的效果。

本次教学实践研究采用了教学学案的方法，首先制定完整的教学学案，每次课前将教学学案发给学生，在学案中详细规定了提前观看教学视频的内容、课堂讨论的题目和学生专题发言的题目。事实证明学案是翻转课堂实施的重要的一个环节，提供有效的教学学案，能够保证翻转课堂教学的有序进行。

图1 期中考试成绩分析

图2 期末考试成绩分析

鉴于现阶段教学评价的对比数据只有笔试成绩，该成绩可以作为教学效果的一个参照。图1、图2是两次笔试成绩，从中可以看出，1、4两个实验班和其余四个对照班相比，发现实验班成绩高于对照班，这可以部分说明实验较为成功。在教学改革试验进行过程中，课题组进行了三次问卷调查并且对于实验班进行了口试。从问卷反馈的信息来看，大多数学生对翻转课堂这种新型教学模式比较喜欢，学生普遍认为课堂效率有了提高。翻转课堂的实施使得学生有了主动学习的机会，学科素养训练得到了体现。绝大部分学生认为课堂时间得到了充分利用，部分同学认为这样的课程设计给了他们从事研究工作的一种体验。翻转课堂与传统课堂相比，大部分学生更喜欢翻转课堂，也觉得翻转课堂对他们的学习更有帮助，大多数同学希望翻转课堂能推广到各科。

三、提高学生自主学习意识是课程改革成功的主要原因

翻转课堂的实施，根本目的是要提高学生的自主学习的意识，充分让学生在教学信息化的背景下利用丰富的课程资源主动完成学习任务，提高学习效率。激发学生的学习欲望是翻转课堂成功的基础，从“要他学”转变成“他要学”，学习的任务就完成了一大半。国外专门研究翻转课堂的实践经验也表明对于那些有强烈学习欲望的学生，翻转课堂的效果是非常好的，反之这种形式毫无用处。解决好学习动力问题是本课程最为重要的环节，学生通过查找资源完成学习任务完全可行。本次教学改革的成功很大程度取决于学生的自主学习意识是否得到加强，为了达到此目的课题组采取了以下举措：

1.专门组织实施了教学见习活动。

在分析化学翻转课堂课程的绪论课上介绍了大量的分析化学解决实际问题的案例，开课后专门组织了所有同学赴四川省分析测试服务中心开展了教学见习活动。四川省分析测试服务中心的主要功能是分析仪器销售和对外测试服务，中心的技术服务和分析化学课程联系紧密。课题组组织同学们参观了分析实验室的样品管理、样品收发、样品测试相关的各个分析实验室。参观了国内外的各类分析仪器设备，其中有几台大型分析仪器的解剖实体，学生可以深入观看光学仪器的内部结构，了解仪器各个部件之间的关系，对于分析化学的学习非常有帮助。该中心的一大亮点是专门提供了一间实验室为大学生科研创新提供服务，免费为大学生提供分析测试平台，鼓励大学生到中心来完成自选课题。教学见习给学生们提供了一个平台。实践表明翻转课堂教学见习无疑是一个不可或缺的教学环节。

2.给学生提供了从事分析测试工作的实践机会。

分析化学翻转课堂课程开始后，课题组安排了班级的课代表张藐尺和肖武松同学去四川新富顶科技有限公司兼职作为分析技术人员。两位同学利用课外时间参与了公司的产品研制重点分析测试工作，并完成了测定土壤中腐殖酸含量、无机金属离子含量等多项测定。两位同学利用刚刚学到的知识较好地完成了公司的测试任务，同时也获得了劳动报酬。他们多次在翻转课堂上交流这次实践的体会，和同学们分享解决问题的感悟，这个活生生的实践对两个班级的同学学习分析化学起到了极好的促进作用。

3.充分发挥了教学小组的作用。

翻转课堂成功实施的关键是大量的讨论课时间能否发挥实效。开始课题组采用了在课堂上完成作业的方法，发现效果不佳。多次摸索后在学案教学中采用了每次讨论前布置问题的方法，这个做法效果很好，学生们对于分析工作中的实际问题、对于一些高难度的分析化学考题有兴趣，所以讨论的效果有了显著的提升。讨论小组组长的作用很大，课题组数次召开学习委员、课代表和小组长会议。各小组交流经验，互相观摩，起到了很好的效果。例如一班3组的同学给自己的小组起了一个非常响亮的组名“boiling point”，讨论课十分热烈，这样的讨论组真正起到了促进学习的作用，真正体现了翻转课堂的特点。小组成员的分工合作也是非常重要的，充分发挥每组“学霸”的作用，专门安排学习成绩差的同学和优秀学生结对，在同学中开展互助学习，充分体现了集体讨论的优势，大大提高了讨论课堂的效率。

4.师生互动增加，课堂学习效率提高。

分析化学翻转课堂实施以来，师生交流的机会大大增加，部分被指定制作PPT上讲台发言的同学，课前查阅文献，收集数据，明显提高了学习的效率，学科视野得到扩展。图书馆反馈的信息是分析化学书籍和学术期刊的借阅数量增加，很多上台发言的学生将大量的文献带到课堂，引入他们的讲稿。整个教学活动师生互动频繁，课题组教师公布了QQ、微博和微信号码，网上提问明显增多，网上互动也非常频繁。期末复习安排的集体答疑活动爆满，出现了那种多年未见的争先恐后提问的情形。

四、增加口试的教学评价模式，着力提高学生口语表达能力

我国现行的教育体系中，语言表达能力的训练长期没有得到应有的重视，以至于许多理工科的学生到了硕士博士期间，仍然不能很好地用口语表达科学术语，科学实验能力的训练和语言表达能力的培养严重脱节。

分析化学翻转课堂课程设计了口试评价环节，课题组在课堂上经常对一些重要的专业术语采用集体朗读的形式进行教学，同学们对此配合得很好。在讨论课中强调各小组声音要大，要形成热烈的讨论气氛。随着翻转课堂的进行，讨论的效果越来越好。实践充分说明了语言表达对于学习的促进作用。在教学的第三个阶段中，课题组专门抽出时间进行了一对一的口试，每个学生口试的时间三分钟，这个三分钟的口试对于掌握学生的实际情况非常重要，实施的效果良好。实践表明，口试教学活动的开展有利于学生口语表达能力的提升，使得化学中的语言能力提升的教育得到应有的重视。

五、翻转课堂实施的不足和教训

实施翻转课堂教学中课题组也发现了许多亟待解决的问题。目前大学教室座椅固定使得学生不能进行圆桌式讨论，课题组试点期间使用了微格教室进行讨论，但是这种经验无法推广。翻转课堂前期需要优秀的视频和微课资源，特别需要可以在手机上直接观看的教学视频，目前这样的条件尚不具备。在课堂实施过程中，促使学生主动学习难度非常大，不参加讨论者没有相应的惩罚措施，教学评价手段没有相应的改变，课题组试行的口试方法有效，但是一对一的口试需要大量教学时间，大部分是利用课外时间完成的。开展翻转课堂教师的工作量增大，教师的任务包括筛选视频、审核视频、寻找资源、制定学案、审核学生课件、准备讨论习题、准备口试题目和批改作业，解决这些问题需要的时间大大增加。

研究结论表明，分析化学课程适合采用翻转课堂模式，翻转课堂模式教学使得参加课程训练的学生明显受益。翻转课堂最大的优点是适应了当前教育技术进步，在具备优质的课程资源的前提下，大大提高了学习的效率，避免了传统授课效率低下的弊端。学生们在网络时代的背景下可以全方位、全时段地运用手机视频资料、大量现有的丰富的课程资源解决教学知识内化的问题，参与翻转课堂教学的学生们也成为了教学资源的提供者，这给分析化学课程的教学改革带来了深刻的变化。