化工原理实验翻转课堂教学的探索和实践

秦正龙

(江苏师范大学 化学与材料科学学院，江苏 徐州 221116)

化工原理实验是化工类专业十分重要的实践课程，是化工原理理论课的重要延续，在加深理论课内容的理解，加强基本实验操作技能的训练，培养工程实践能力、创新意识和实事求是的科学态度等方面都起着不可替代的作用[1-3]。 目前，化工原理实验多以传统教学模式为主，学生主要是根据教材上叙述的实验步骤进行验证，缺乏主动思考和创新[4]。因此，如何更新化工原理实验教学的模式，弥补传统实验教学的不足，提高学生的创新意识，适应时代的发展，已成为摆在广大化工原理实验教学工作者面前的一个重大课题[5,6]。目前，在教育信息化、全球化的大背景下，开放教育资源和开放共享的理念已成为现代教育的发展趋势，微课、慕课及翻转课堂等新的教学模式的兴起与应用，给全球教育带来了重大影响[7,8]。尤其是翻转课堂，彻底改变了传统课堂的教学流程和教学结构，由此也引起了教师与学生的角色转变，成为提高化工原理实验教学效果的一种新的教学模式[9]。

1 目前化工原理实验教学中存在的问题

传统的化工原理实验教学模式一般是“三部曲”：教师讲解、演示—学生操作—学生提交实验报告，教学模式单一，存在的问题主要有以下几点。

1.1 实验设备不足

我院从2007年开始，尽管对化工原理实验室进行了改造扩建，但由于设备的特殊性，每个实验只有两套装置。因此，每组做实验的学生人数一般在4～5人，教师对学生在实验过程中遇到的问题很难逐一的指导，学生的积极性、动手能力和主动分析解决问题的能力得不到充分的锻炼。

1.2 实验预习走过场

预习是实验不可缺少的一个重要环节。目前，实验预习的效果只能由实验预习报告来检验，主要包括实验目的、实验原理、实验步骤及操作要点等。有相当一部分学生对实验预习不重视，只是把实验相关内容抄一遍，缺少独立思考，没有达到预习的效果。

1.3 教学效果不理想

化工原理实验一般都是先由老师集中讲解实验原理、实验方法及操作注意事项，然后再进行演示，并形成了一种定势，即 “我讲你听”、“我做你看”的教学模式，与学生的互动比较少，课堂气氛不够活跃。在实验过程中，学生主要关注的是实验能否成功、实验结果是否正确，缺少对实验过程与结果之间关系的分析探讨，实验教学的效果不理想。

1.4 成绩考核不合理

化工原理实验成绩主要由学生出勤、预习报告及实验报告等成绩组成。实验报告一般包含原始数据、数据处理、计算示例、作图和结果讨论等。学生的实验报告抄袭比较严重，要错都错得一样，内容基本是一个版本，写实验报告仅仅是为了应付差事。因此，实验成绩不能客观地反映学生对知识的掌握程度。

2 翻转课堂教学模式的一般特征

翻转课堂(Flipping classroom)，又称颠倒课堂(Inverted classroom)，起源于科罗拉多州林地公园高中。为了方便地帮助缺课的学生进行学习，授课教师将学习资源以教学视频的形式提供给学生。翻转课堂的实质是在信息技术环境下，通过重组课堂内外的时间，把学习的所有权由教师转换到学生的一种新的教学方式，教学过程以学生为中心[10]。翻转课堂具有灵活性，可以帮助学生自主地安排学习时间，帮助学生进行课前预习和课后复习；翻转课堂能针对学生的差异，为学生提供个性化的分层教学，学生可以和教师进行单独交流；翻转课堂大部分时间用于师生互动，培养学生自主学习的能力，使学生在无形中养成一种良好的学习习惯。

3 化工原理实验翻转课堂教学模式的实施

在化工原理实验翻转课堂教学中，学生是学习的主体，为了使学生充分地对实验进行预习，必须构建丰富的线上实验教学资源。由于每个学校开设的实验数目及实验装置等均不相同，匹配的网络资源并不丰富。因此，教师需要针对本校具体实验装置录制教学视频，在录制和制作过程中要注意一些原则和要点[11,12]。只有掌握了这些原则和要点，才能够制作出令自己满意、让学生喜欢的教学视频。针对每个具体的实验项目，设置不同的学习任务单，确定实验的翻转程度，使学生明确自主学习的内容、目标，选择性的进行预习，并对预习效果进行自测。

在化工原理实验翻转课堂教学中，教师不需要进行示教性的讲解，而是针对学生在预习、任务单中出现的还未解决的问题进行集中讨论、答疑，引导启发学生解决问题。对于课堂上提问题少、讨论也少的学生，教师可以以提问的方式引导学生对相关问题展开讨论及答疑。在实验过程中，教师全程参与指导，培养学生发现问题解决问题的能力、创新能力和工程观念。实验操作结束后，教师应对学生在操作过程中出现的共性问题及时组织讨论，增强学生理论联系实际的认知。

在评定成绩过程中，传统实验教学的考核方法比较简单，一般都是由实验操作及实验报告给出实验成绩，平时成绩所占的比例也比较低。对于翻转课堂，考核内容除了实验操作、实验报告外，还有网上预习报告、任务单、讨论、互动、汇报、考核、拓展练习等的完成情况。因此，将平时成绩的比例由原来的20%提高到60%，激励学生积极主动地学习。化工原理实验翻转课堂的实施流程如图1所示。

图1 化工原理实验翻转课堂的实施流程

4 结语

基于互联网技术的翻转课堂，克服了传统化工原理实验教学中存在的“满堂灌”、“师生缺乏交流” 等不足，充分发挥学生在学习过程中的主体作用，赋予学生更多的学习自主权，激发了课堂教学活力，增强了学生的创造力，提高了知识内化率，特别是分组讨论与成果汇报，提高了学生分析解决问题的能力、表达能力及团队协作能力。对于传统的化工原理实验教学模式，合理部分还应保留，与翻转课堂优势互补，全面提升化工原理实验的教学质量。