基于翻转课堂的“无机及分析化学”课程改革

刘伟华 李晓慧

（河北农业大学理学院，河北保定 071001）

1 研究背景

《无机及分析化学》是高校众多非化学专业培养方案中要求开设的一门必修课程。其课时往往较长，学生受众面广，课程内容也存在一定难度，是一门重要的基础课。当前，该课程与教学存在一些问题，如传统讲授式课堂中学生听课兴趣不高，有限的课堂学时下学生期末考试通过率不高，课堂教学不能满足学生的个性化需求等，亟需改革。

翻转课堂是当代课程建设的一个重要形式，它将传统课堂的“教-学”的模式转化为“学-教”模式。开展翻转课堂的基本程序是在课前要求学生通过“微课”等以教学视频的形式实现“先修”，课堂上学生在教师引导下或与教师共同完成问题讨论，实现学生知识和技能的有效获取。在翻转课堂模式下，教师从传统的知识传授者的角色转换为引导者；学生充分参与了学习，其学习积极性得以充分调动；同时，学生对知识的掌握更加扎实，学习成绩得以有效提高。

本研究尝试在“无机及分析化学”课程中局部引入翻转课堂模式，进行基于翻转课堂的“无机及分析化学”课程教学改革探索，以提高教学质量，也期望为相关学科提供一种可供参考的课程改革范式。

2 基于翻转课堂的“无机及分析化学”课程改革方案

基于翻转课堂的课程改革在“无机及分析化学”课程中采用局部应用的模式试点改革。区分于整体课程的全部翻转模式，本课程在实施过程中拟对部分章节的部分内容采用翻转课堂的模式。

（1）“无机及分析化学”改革试点的章节。我校使用中国农业出版社2016 年版的《无机及分析化学》教材。该教材分为无机化学部分和分析化学部分，在教学中分为无机及分析化学上、下两部分行课。“无机及分析化学·上——无机化学”的课程安排在大学一年级上学期，“无机及分析化学·下——分析化学”的课程安排在大学一年级下学期的前半学期。

本研究选取“无机及分析化学·上”的内容进行了教学改革。课题组讨论后，决定选取第1 章（溶液和胶体）、第3 章（化学反应速率）和第4 章（物质结构基础）第2 节（四个量子数）为试点，进行翻转课堂的教学改革。

（2）微视频的制作和网络课程的建设。针对以上拟进行翻转课堂的章节，研究组成员进行了多次研讨，制定了微视频录制的方案。研究组将以上内容分为几个专题，落实到人。专题教学设计的过程由负责教师先进行初步拟定，再由课程与教学论专家把关，最终小组讨论定稿完成。微视频录制在计算机专业的老师指导下，借助EV 录屏软件制作完成。每个专题的负责教师初步录制完成后，视频小样由其他老师检验和修订，专题负责老师将以上反馈整理后对视频的细节进行修改和完善，再重新录制成最终确定了的专题微视频。

在对拟试点的章节内容的微视频录制完成后，课题组成员经过了进一步讨论决定对“无机及分析化学·上”全书进行微视频制作，作为学生课堂学习的补充。也就是，拟进行翻转课堂试点的章节的微视频在课堂教学之前开放，并要求学生在规定时间内完成学习；未列入翻转课堂计划的章节的微视频在课堂教学之后开放，不对微视频的学习提出过多要求，仅作为学生课外的学习参考。

3 基于翻转课堂的“无机及分析化学”课程改革实践

（1）教学改革试点班级的选取。教学试点实验班级选取了笔者（第一作者和通讯作者）的教学班级，2018 级本科一批的8 个班级，选取了另外2 名教师名下的8 个平行班级进行常规讲授式授课。其中实验班选取刘伟华（任课班级：种子1802、中荷1601、园艺1806、园艺1807 班，共112 人）和李晓慧老师所承担的班级（资环1801-1802、生信1801-1802 班，共117 人）；对比班选取郝琳（设施1801-1802、动检1802-1803 班，共119 人）和赵影老师所承担的班级（植保1803-1806 班，共110 人）。以上各班级学生高招入学成绩相当。

（2）基于翻转课堂的“无机及分析化学”课程实施。笔者将微视频制作成网络课程上传到“超星学习通”平台上，实验班的8 个班的学生可以看到以上课程，网络课程对其他教师的其他班级不可见。实验班的两位教师在试点章节授课前，对所授课的班级布置课程微视频的学习任务，并规定好学习的截止时间。在课堂授课时，教师提前编制课堂研讨问题，并引导学生在课堂上积极发言，可灵活采用小组讨论的模式。

以第4 章第2 节（四个量子数）为例，翻转课堂的实施情况详述如下：课前微视频（约12 分钟）布置于具体班级的课前前一天，时间设置在18:00-22:00。上课时，教师和学生共同完成了一些关于“四个量子数”的练习题，并对核外电子排布式的写法稍作指导后教师布置小组任务。全班学生共分为10 个讨论组，学生自由结组。小组任务是每一组尝试给出21-30 号元素其中之一的核外电子排布式，并请各组派代表同学上台讲解。教师根据学生活动中存在的问题进行适当的指导和总结，完成教学。

（3）教学试点实践后数据采集。完成一学期的教学试点后，课题组成员对实验班的学生进行了课后访谈，根据学生的反馈情况总结了该学期基于“翻转课堂”的“无机及分析化学·上”课程与教学改革的成效。

期末，课题组对参与研究的实验班8 个班的学生和对比班8 个班的学生进行了问卷调查，收集了数据，并进行了对比分析。同时，分别选取了实验班和对比班的部分学生进行了跟踪访谈，整理了访谈记录，进行了对比分析。

4 研究结论和问题讨论

通过本轮基于“翻转课堂”的无机及分析化学试点教学改革，课题组得出以下结论。

（1）基于翻转课堂的课程更有利于激发学生的学习积极性。实验班的学生普遍反映“微视频”引入课堂有效提高了学生学习的兴趣，有不少表示“非常愿意提前学习教学微视频”，“更愿意上化学课了”，等等。虽然课堂教学也同样生动，但是不可否认的是教师在制作“微视频”时必定更加用心，“微视频”的整体设计和效果要优于平时的课堂教学。同时，教学微视频一般控制在较短的时间（10 分钟左右），相比于45 分钟的连续课堂教学而言，学生能够更加集中精力来学习微视频。问卷调查的数据显示，实验班的学习积极性比对比班的学习积极性高17%。

（2）基于翻转课堂的课程更有利于促进知识的内化。实验班的学生认为“微视频”更有利于掌握课程内容，“是一种非常有效的学习模式”。由于微视频可以反复观看，成绩较好的同学可以反复体会和深入思考其中的细节，成绩较差的同学在反复观看的过程中也很容易完全领会该专题的教学内容。通过问卷调查显示，实验班的学生比对比班的学生的知识学习的更加扎实，相关的问卷题目的正确率要高出21%，差异性显著。

不过，基于“翻转课堂”的课程改革也存在一些尚待讨论的问题。如翻转课堂在整门课程中采用多大的比例比较适宜值得探讨。因为若高于这个比例学生就会疲于应对，大量的微视频也可能使他们会视觉疲劳，而若低于这个比例则略显单薄，效果不明显。

综上，翻转课堂是一种有吸引力的教学模式，在新一轮课程改革中值得推广。如何合理利用翻转课堂模式，是一项值得长期探讨的课题。