物理化学课程转动课堂教学模式的实践

2019-09-10任冬梅于清小马青山赵岩

高教学刊 2019年16期

任冬梅　于清小　马青山　赵岩

摘要：翻转课堂是对理解性教学理念的有益探索，转动课堂模式是对翻转课堂的引申，其实践本质是帮助学生实现深度学习、培养学生创新实践能力。我校物理化学课程转动课堂教学模式的实践发现，转动课堂模式下80～89分段学生比例均超45%以上，优于传统模式下的40%。不及格学生比例明显降低，仅为2%左右。教学中适当增加板书有利于学生跟随教师的思路，框架化知识点。该教学模式存在的主要问题是占据教师课余时间过多，平行的转动课堂科目过多会使学生负担加重。

关键词：翻转课堂;转动课堂;物理化学;教学实践

中图分类号： G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）16-0098-04

Abstract： Flipped classroom is a beneficial exploration of the concept of understanding teaching， and the mode of rotating classroom is an extension of flipped classroom， whose practical essence is to help students realize deep learning and cultivate students' innovative and practical ability. Under the rotating classroom mode， the proportion of students with 80～89 sections is more than 45%， which is better than 40% under the traditional teaching mode. The proportion of failing students was significantly reduced （only about 2%）. It is helpful for students to follow the teacher's ideas and frame the knowledge points. However， the main problem of the teaching mode is that it takes up too much of teachers' spare time， and too many subjects using the teaching mode offered in the same semester will seriously burden students.

Keywords： flipped classroom; rotating classroom; physical chemistry; teaching practice

物理化学作为化学学科的一个分支，是化学专业及与化学密切相关专业的一门主干基础课，其蕴含的世界观和方法论对于培养学生的化学科学素养起着引领性及关键性作用。物理化学具有两多三强的特点，两多指概念多、公式多，三强则为理论性强、系统性强、逻辑性强。因此在目前物理化学内容增加而授课课时减少的情況下，提高教学质量成为每一位物理化学一线教师需要解决的重要课题[1-3]。

随着网络资源愈加丰富，互联网与传统教学模式不断结合，微课[4]、MOOC[5-7]、翻转课堂[8-10]、手机课堂[11]等新的教学模式不断出现。为加强学生的素质教育，培养学生的创新能力，我校在2013年提出“转动课堂”这一教学新模式[12]。“转”指转型、转法及转体：转型指传统教学模式转变为新的改革教学模式;转法指将传统灌输式课堂教学方法转变为启发式、探究式、讨论式和案例式教学方法;转体则指教学主体由教师转变为学生。“动”意为互动及动手动脑。互动指师生互动、生生互动、师师互动，其目的为提高学生学习的积极性和主动性。动手动脑则是引导学生自己动脑思考、自己动手实践，这样使学生在创新中将所学知识进一步内化。

本文比较了物理化学课程转动课堂及传统教学模式的教学方式和教学效果，以期为物理化学课程的改革，分析国内翻转课堂实践现状提供有益探索。

一、不同教学模式下物理化学课程的学时安排

“转动课堂”教学模式下将物理化学课程的计划学时按6：4的比例分为两部分。计划学时的60%为第一课堂（课内课堂），这部分主要进行课堂教学;计划学时的40%则为第二课堂（课外课堂），该部分主要用于学生个性化学习和能力训练，教师则采用课堂集中答疑及课外辅导答疑的教学形式完成。

表1中给出了不同教学模式下的物理化学（下）课程教学内容及学时分配。由表可见，两种教学模式所选的教学内容相同，均包括物理化学中电化学、化学动力学、表面及胶体化学。传统教学模式中，计划教学51学时。转动课堂教学模式下总的计划教学学时并未改变，仍为51学时，但课堂讲授时间明显缩短。其中课堂讲授部分为30学时，课堂集中答疑学时为12学时，课外辅导学时为9学时。各章节具体学时分配见表1。

二、不同教学模式下物理化学课程的教学过程

物理化学课程的传统教学模式的主要结构均可分为“讲授、练习、评阅”三个环节，其中的讲授过程由教师精心编排，并组织学生进行相关内容的操练与练习，最后由教师对学生的作业进行评阅。

根据转动课堂教学模式的学时安排，转动教学过程主要分为课堂讲授、课堂答疑及课外辅导部分。课堂讲授学时的主结构可以精炼为“自学、研究、测试”三个环节，分别由“课前-课中-课后”完成。表2给出了转动课堂教学模式下的教学过程。由表可见，学生在“课前”要通过网络平台发布的授课内容进行自主学习和独立思考，从而完成“自学”环节。由于学生在大一时进行了先导课程——无机化学的学习，已经初步掌握了最基础的物理化学内容，因此课前学生可以在一定程度上完成自学任务。根据学生在网络平台上所发布的预习中所遇到的疑难问题，在“课中”环节教师将与学生一起集中精力攻克重点及难点。这样在教师的指导和帮助下学生能够有效地消除难点，将知识不断地内化、重组，达到在较少的课时进行“研究”的目的;课后学生进行在线练习及作业测评，而教师主要进行辅导答疑、批改作业等，该种互动形式可以达到“测试”的目的，即以评促学。

物理化学课程的集中答疑学时达总学时的24%，主要实现转动课堂中的“互动”环节，是课内课堂的重要补充。该部分通过调动学生自身的学习主动性及积极性，用以培养学生的分析和解决问题的能力，也是培养学生表达能力的重要手段。由表2物理化学转动课堂集中答疑学时的教学过程可见，整个教学过程仍由“课前-课中-课后”组成。课前教师将根据章节通过网络平台向学生发布讨论课题，而讨论的题目基本是选取学生容易模糊的知识点，如体系与环境、自发过程等基本概念等;课中主要是让学生通过阅读推荐参考教材自己举例认证，给出不同教材中对该知识点的理解，最后由教师对主要内容给出总结;课后教师将课上的知识点总结通过网络平台发布，并给出相应章节现代科技发展的新成果，如纳米材料的新性能，以丰富和开阔学生眼界。

物理化学课程的课外辅导答疑学时为总学时的16%，主要实现转动课堂中的“动手动脑”环节，加强生生互动。该课时对于学生和教师来说是没有硬性规定地点的，不是封闭的、固定的，而是开放的，活动的形式完全由学生和教师自主设定。物理化学课程由其特点决定需要通过大量习题的运算来加深对抽象概念和理论的理解，因此本课程在课外辅导答疑学时推荐学生进行网络“大学专业课学习数据库”中“物理化学试卷中心”进行扩展性的自测学习，而后通过网络或面对面的方式对习题测试中所出现的问题进行课外辅导答疑。此外，根据具体章节安排课外实践活动，如在胶体化学学习中安排学生调查研究本地区PM2.5的成分及结构。可见，在转动课堂教学模式下，教师的角色发生了明显转变，成为了学习的引导者、促进者、服务者，而学生则由被动接受成为主动探究。

表3给出了不同教学模式下课堂讲授的教学设计。在2013级及2014级的授课对象中，新内容讲解步骤中技术手段的运用有所差别。2013级学生以多媒体教学为主，而2014级学生则以板书为主。传统课堂的教学按课程导入-新课讲解-內容总结三部分完成，其中以教师为主学生互动为辅的新内容讲解占据约80%的时间，课程导入及教师引导下的本课总结均约5min。转动课堂在讲授教学中，最初5min左右将组织学生分组就布置的预习任务进行讨论，并派一个为代表汇报讨论结果。根据讨论结果，通过问题或实验数据引出新课，例如，通过讨论得知强电解质的极限摩尔电导率可以通过外推法得出，可以抛出思考问题“如何得到弱电解质的极限摩尔电导率”。而后借助PPT辅助新课教学的完成（约讲解30min）。针对本节课内容或案例进行分组讨论、习题强化，时间控制在10min左右。最终，通过问题解决的过程，引导学生对概念进行归纳和总结，形成本节知识点概念图（约5min）。师生一起集中精力“研磨”为数不多的疑难问题，包括经过测试环节筛选出来的老问题和研磨过程中产生的新问题，通过师生互动、生生互动协作学习解决问题。通过多方的互动学习，学生可以逐一地攻克重点和难点，能顺畅地将每节课上的知识进行内化，不断重组、完善和优化自己的知识体系。

三、不同教学模式物理化学课程的教学评测

传统课堂教学模式下物理化学课程的考核模式采用平时成绩：期末成绩=3：7，即平时作业与测试成绩占总成绩的30%，而期末考试成绩为总成绩的70%。这使得学生习惯于考前突击复习，死记硬背公式例题。虽考试成绩及格，但并不能说明就真的理解和掌握了所学内容，甚至还会出现高分低能的现象。因此，该评价方式在一定程度上不能反应学生的真实水平。

转动课堂的教学模式将能力考核及平时考核的结果计入期末考试成绩总成绩。表4给出了转动课堂教学模式的考核办法。可以看出，转动课堂模式下，期末成绩仅占学生最终总成绩的40%，而平时互动训练占总成绩的10%，能力考核占20%。从表中可以看出能力考核是转动课堂总成绩的重要组成部分。不参与就没有成绩，或学习不认真，成绩不合格，就可能会造成该门课程的期末总评成绩不合格。这样能够促进学生参与课外课堂活动，并认真完成相关的作业。相应地，期末考试卷中题目灵活性及实用性增强，实际生产、生活相关的题目比例增加，以评价学生学以致用的能力。

图1给出了不同教学模式物理化学课程的评测结果。从图中可以看出，两种教学模式下学生的成绩均为百分制，且呈现良好的正态分布，说明题目的难易适中。两种教学模式中80～89分段与不及格分段差异较为明显。转动课堂模式下80～89分段学生比例较高（均超45%以上），传统授课模式该分数段学生比例仅为40%左右。同时转动课堂模式中不及格学生比例明显降低（仅为2%左右），相较于传统模式降低了约8%左右。同时可以看出，转动课堂模式的两个年级相比，2014级在70～100分段的学生比例稍高，结合表3的教学手段可知适当增加板书有利于学生跟随教师的思路，框架化知识点。

四、物理化学课程不同教学模式启示

传统教学模式是在工业化社会背景下所形成的，并且在班级授课制中逐渐形成和发展。这种教学模式在于适应规模化培养人才的教学目标，最大的弊端在于强调教师的主导作用，忽视了众多学生面对知识点时理解力的个体差异，同时也忽视了学生的个性化发展需求。

转动课堂模式通过“问题引导-课堂讨论-框架讲解-问题解决”的流程帮助学生多次内化知识，形成正确的知识概念，使学生在单位时间内掌握最大量的知识。目前学习资源十分丰富，视频和音频以及互联网均为问题引导中的知识内化提供了良好的平台。课堂讨论过程则使学生按照自己的学习进度克服自我的难点，进一步实现个性化的知识内化。在课堂和网络上师生共同进行知识框架化，从而使学生完成深度的拓展性学习。同时由于过程考核权重增加，学生更加注重平时的学习效果。课堂发言及讨论环节极大地调动了学生学习的积极性和主动性，学生小组之间的“唇枪舌战”锻炼了学生分析问题能力。科研新动态的引入，提高了学生对于枯燥知识点的兴趣，与实际生活紧密相关的综述性作业加强了对知识点的理解。

然而，转动课堂教学模式与传统教学模式绝不是简单的你强我弱。两年教学实践表明，转动课堂教学模式对于物理化学课程的教学过程仍存在诸多局限性。

（一）学生因素

转动课堂对学生提出了更高的要求，其各个环节的运转都需要学生良好的自主学习能力相配合。课前学生需要自觉自主地储备相关的知识，课中需要积极参与讨论预习中所遇到的难点问题，而课后需要自觉测试巩固所学知识。因此学生所表现出的自我控制力的差异使学习效果呈现了较大的不同。并行的其它学科的转动课堂改革也使学生投入的时间及精力过大，这易于增加学生对课程负担的不满意情绪，使课堂的教学效果受到影响。

（二）教师因素

一方面，转动课堂模式中教师需要花费更多的时间进行教学设计，而大量的课余时间则用来邮件及各种即时聊天软件回复学生的问题，这使得教师的责任感在课程实施中占据着核心位置。另一方面，个性化辅导本身又要求教师对知识点进行深度拓展。尤其对于学生所提出的不常见的问题，教师需要查阅更多的参考资料，甚至需要整个教研室的教师进行研讨。因此，教研团队是教师实施转动课堂实践不可或缺的力量。

（三）外部环境因素

信息技术手段、资源与设备、学生规模与教室条件都影响着转动课堂的实施效果。随着网络的发展，新的平台与技术工具的出现也成为推动教师实施转动课堂的重要因素。

参考文献：

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