“分析化学”翻转课堂教学模式的构建与实践探讨

韦国兵　胡奇军

[摘 要] 随着教育信息化的不断深入，如何高效地使用信息技术促进课堂教学，构建新型教学模式提升教学效率，成为高等教育界关注的热点问题。STEM作为一种现代教育理念，旨在帮助学生深入理解知识的本质，培养学生的自主探究能力;MOOC可有效实现教与学之间的交流互动;翻转课堂通过课上与课下教学活动的颠倒，有利于提高学生的学习主动性。信息化时代下基于信息技术背景，构建融入STEM理念的基于MOOC的翻转课堂教学模式显得尤为重要。通过构建STEM理念指导下的基于MOOC的“分析化学”翻转课堂教学模式，可以实现高等教育教学与现代信息技术的高度融合。

[关键词] STEM;MOOC;翻转课堂;分析化学

[基金项目] 2020年度江西省教改课题“融入STEM教育理念的基于MOOC平台的‘分析化学课程翻转课堂教学模式的构建及教学实践研究”（JXJG-20-12-13）;2020年度江西中医药大学教育专项研究课题“‘互联网+背景下基于慕课与翻转课堂相结合的分析化学课程教学模式改革实践研究”（JZJYZX-20-07）;2019年度江西中医药大学校级学位与研究生教改项目“信息技术背景下基于微课的‘天然化合物结构研究法课程翻转课堂教学模式的构建研究”（jzyjg-2019-06）

[作者简介] 韦国兵（1976—），男，湖南益阳人，博士，江西中医药大学药学院教授，硕士生导师，主要从事中药质量控制及分析化学理论研究。

[中图分类号] G642.0     [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2021）45-0109-04    [收稿日期] 2021-03-08

教育信息技术与教育教学的深度融合是实现教育信息化的必由之路。2018年4月教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，要求加快教育信息技术与高等教育的有效融合，进一步提高课堂教育教学效果[1]。STEM（Science、Technology、Engineering和Math的缩写）是一种全新的现代教育理念，强调通过“做中学”帮助学生实现知识的系统化，进而提高学生运用所学知识解决实际学习问题的综合能力。MOOC（Massive、Open、Online、Course）作为“互联网+教育”时代大规模的开放在线课程，可实现教与学之间的交流互动;翻转课堂（Flipped Class Model）通过课上与课下教学活动的颠倒模式，有利于提高学生的学习主动性[2]。

江西中医药大学“分析化学”课程2004年建设成江西省精品课程，2012年建设成江西省优质资源课程，2017年建设成江西省MOOC课程。课程组以江西省“分析化学”优质资源课程与MOOC课程平台为基础，在STEM教育理念指导下，构建基于MOOC平台的翻转课堂教学模式，并成功应用到“分析化学”课程教学中，实现了在线教学和传统课堂教学的有机融合，加快了信息技术背景下高等教育教学的改革进程[3]。

一、翻转课堂教学模式构建的理论特色

通过问卷调查及访谈对学生的自主学习现状进行调研，并结合我校“分析化学”MOOC的建设及应用状况，以STEM理念、混合学习理论、建构主义学习理论等理论为指导，创新性地构建STEM理念指导下基于MOOC的翻转课堂教学模式并应用于“分析化学”的课程教学。STEM作为一种现代教育理念，具有跨学科与协作性的教育理念特色，创新性地强调通过“做中学”将多学科知识进行串联，帮助学生实现知识的系统化，进一步理解知识的本质，最终提高学生解决问题的综合能力。MOOC作为大规模开放在线课程，学生通过网络参与在线课程，并与教师交流互动，实现随时随地学习。翻转课堂是一种课上与课下教学活动的颠倒模式，教师将教学内容录制成微视频，学生开展课前线上学习，完成预习作业;在线下课堂教师通过PBL、Seminar等方法引导学生就线上学习遇到的问题进行讨论，实现知识的深度理解和转移，提高学生的学习主动性，进而培养学生的批判思维能力和分析问题与解决问题的能力。通过构建STEM理念指导下基于MOOC的分析化学翻转课堂教学模式，促进线上自主学习和线下合作探讨，实现知识理解与运用的学习本质。

二、“分析化学”MOOC课程平台及课程资源

在“分析化学”MOOC课程资源建设中，利用移动互联思维与超星学习通平台的优势，以课程设计为重点，以线下课堂为核心，以课前在线与课后在线为两翼，按照知识体系和教学任务构建“分析化学”层递式课程平台。“分析化学”层递式课程平台以线下教学设计为核心，以“课前自主学习—课堂交流互动—课后训练拓展”为主线，构建基于“一区域、二平台、六模块”的“分析化学”MOOC层递式课程资源[4]。“分析化学”层递式课程资源包括教学通知、讨论、教学实践活动、作业、题库、资料六大模块和视频自学区域，如图1所示。所构建的“分析化学”层递式课程资源内容完整，知识拓展丰富，符合地方中医药院校“分析化学”教学的实际需要。

三、翻转课堂教学模式的构建

通过调查问卷及访谈法对学生的自主学习现状进行调研，结合“分析化学”课程MOOC平台的建设状况及翻转课堂的教学特色，以STEM理念的5E教学理念（吸引〔Engagement〕、探究〔Exploration〕、解释〔Explanation〕、迁移〔Elaboration〕和评价〔Evaluation〕）为基础，构建融入STEM理念的基于MOOC的“分析化学”课程翻转课堂教学模式，将该教学模式分为课前、课中、课后三个环节，如图2所示。课前环节为教师准备工作及线上学习阶段，包含教学设计、发布学习任务、提供学习资源、发布测试资料。课中环节为线下教学阶段，包括学生PBL讨论、教师答疑、在线测试及学生学习效果评价等活动。课后环节为线上、线下教学活动结束后的环节，主要为教师对学生进行形成性评价，包括MOOC平台的视频弹题、在线作业、单元测试及小组討论的表现，通过活跃程度、同伴互评等方式，为教学模式提供一个标准、多元、智能的评价体系。

四、翻转课堂教学模式的实施

（一）“分析化学”翻转课堂教学设计

基于MOOC的教学设计主要从以下几个方面进行：（1）学情分析。了解学生对MOOC的了解程度及学生的“分析化学”知识基础。（2）教学内容设计。根据“分析化学”的课程特点，教学内容包括误差和可疑数据处理、滴定分析法、重量分析法、紫外可见分光光度法、荧光分析法及色谱分析法。（3）线上学习资源设计。通过与智慧树集团合作，采用室内拍摄制作的方式，录制课程微视频，通过富含动画效果的PPT，突出课程知识的重难点，提高学生的学习兴趣。（4）教学目标设计。根据课程教学目的，将教学目标分为知识目标、能力目标及思想政治情感目标。（5）学习策略设计。根据问题导向及教育资源管理并从任务驱动、自主探究、合作交流等方面设计教学活动环节，以激发学生的学习动机，帮助学生巩固知识，实现知识建构。（6）评价方式设计。构建“立德树人—形成性评价”的多元动态化考核评价体系，该评价体系包括形成性评价与终结性评价，以全面评价学生的学习效果。

（二）“分析化学”翻转课堂教学实施

课堂教学实施以活动理论和教学设计理论为依据，将STEM理念指导下基于MOOC的“分析化学”翻转课堂教学活动分为三个基本环节，即课前线上环節、课中线下环节及课后拓展反思环节。（1）课前线上环节，教师在课前通过学习通将课程学习资料上传至MOOC平台，并发布学习任务，学习资料主要包括电子教材、课程微视频及对应的PPT、线上测试题及考试试卷等。学生课前自主线上学习微视频并进行在线检测，根据在线测试情况提交知识疑难点和问题。（2）课中交流环节，根据课前线上环节提交的问题，以问题为基础，开展PBL教学，学生就线上自学遇到的疑难问题开展讨论，最后由教师进行讲解与总结，引导学生实现知识内化。（3）课后拓展反思环节，线下教学结束后，教师根据学生知识内化的情况，进一步提供线上拓展资源，并从学生自主学习能力、线下教学、教学资源、学生线上自主学习、师生交流等方面进行反思，以进一步对本教学模式进行优化，提升教学模式的教学效果。

五、构建多元动态化教学考核评价体系

为对来自不同地域、不同文化背景和知识基础的学生进行科学、有效地评价，并为开展MOOC开放教育的教学优化设计提供建议，本教学模式将移动互联技术贯穿于教学的每个环节，动态化跟踪教与学过程的每个变化，构建“立德树人—形成性评价”的多元动态化考核评价体系（见图3）。多元动态化教学考核评价体系的设计采用过程性评价和终结性评价相结合的多元评价方法，形成性评价包括基于MOOC平台的作业、单元测试，以及在讨论组中的表现，主要通过活跃程度、同伴互评等方式获得。通过多元化、多维度的学习评价方式全面评价学生的学习效果，为开放教育提供一个标准、多元、智能的评价体系。

总之，通过以STEM理念为指导的基于MOOC的“分析化学”翻转课堂教学模式的构建，使“分析化学”教学更加适应现代教育信息技术的飞速发展，实现高等教育教学与现代信息技术的高度融合，提高学生自主学习的积极性和创造性。同时，能够加快解决中医药院校实现后慕课时代高校课堂教学模式的重构，实现教育信息化背景下大学开放教育的可持续发展。

参考文献

[1]教育部关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[EB/OL].（2016-06-07）[2021-02-25].http：//www.gov.cn/gongbao/2016-11/20/content_5133005.htm？location=35

[2]韦国兵，胡奇军，廖夫生，等.后MOOC时代基于SPOC的翻转课堂教学模式在分析化学课程教学中的构建探讨[J].科技视界，2018（19）：72-73+84.

[3]容梅，彭雪红.翻转课堂的历史、现状及实践策略探析[J].中国电化教育，2015（7）：108-115.

[4]王朋娇，段婷婷，蔡宇南，等.基于SPOC的翻转课堂教学设计模式在开放大学中的应用研究[J].中国电化教育，2015（12）：79-86.

Construction and Practice of Flipped Classroom Teaching Model in Analytical Chemistry Course

WEI Guo-bing， HU Qi-jun

（School of Pharmacy， Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine， Nanchang，

Jiangxi 330004， China）

Abstract： With the deepening of educational informatization， how to effectively use information technology to promote classroom teaching and build a new teaching model to improve teaching efficiency has become a hot issue in the field of higher education. As a modern education concept， STEM aims to help students understand the essence of knowledge and cultivate students ability of independent inquiry. MOOC can effectively realize the communication and interaction between teaching and learning， and flipped classroom is conducive to improving students learning initiative by reversing teaching activities in class and after class. Under the background of information technology， it is particularly important to construct a new flipped classroom teaching model guided by STEM concept based on MOOC in the information age. A high degree of integration of higher education teaching and modern information technology can be realized by constructing flipped classroom teaching model of the Analytical Chemistry course guided by STEM concept based on MOOC.

Key words： STEM; MOOC; flipped classroom; Analytical Chemistry