中職生源的高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)案例設(shè)計(jì)及實(shí)踐

【摘 要】本文針對(duì)廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院中職生源的高職工業(yè)分析技術(shù)專業(yè)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了“課前自學(xué)—課中導(dǎo)學(xué)—課后拓展”的翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并以工業(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，闡述翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的具體實(shí)施過程。

【關(guān)鍵詞】中職生源 高職 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn) 翻轉(zhuǎn)課堂 案例設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）06C-0086-03

一、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究現(xiàn)狀

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高職工業(yè)分析技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。通過分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，不僅能培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作技能，而且還能鞏固學(xué)生在分析化學(xué)課程中所學(xué)的理論知識(shí)，提高學(xué)生分析問題及解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生之后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及工作做好鋪墊。目前，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。首先，由老師把實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng)等進(jìn)行統(tǒng)一講解，其次由學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，最后將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而完成了一個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。這樣的教學(xué)方法應(yīng)用于中職生源的高職學(xué)生的教學(xué)中，與預(yù)期的教學(xué)效果相差甚遠(yuǎn)。原因主要在于中職生源的高職生是一類特殊的群體，他們基礎(chǔ)普遍較差、學(xué)習(xí)積極性不高。教師若還是采用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，則在一節(jié)課內(nèi)所傳授的知識(shí)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了現(xiàn)在學(xué)生所能接受的容量。最終導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)很多問題，甚至存在安全隱患。如何改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)基本操作技能，并具有一定的分析與創(chuàng)新的能力，是當(dāng)前教育工作者研究的一個(gè)重要問題。

二、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的提出

學(xué)生的學(xué)習(xí)過程通?？煞譃樾畔鬟f和吸收內(nèi)化兩個(gè)階段。在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，信息傳遞是在課堂上通過教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，而吸收內(nèi)化是在課后由學(xué)生自己來完成，由于缺少教師的引導(dǎo)，吸收內(nèi)化階段效果不明顯。而翻轉(zhuǎn)課堂可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行重構(gòu)，由課前進(jìn)行信息傳遞，課中進(jìn)行吸收內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠讓學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去，體現(xiàn)學(xué)生教學(xué)主體的地位。近幾年來不少教師將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入各個(gè)領(lǐng)域的課程教學(xué)當(dāng)中，并取得良好的效果。但關(guān)于這一模式在高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究報(bào)道較少。本文以廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)分析技術(shù)專業(yè)為例，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行改革，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式運(yùn)用于中職生源的高職生分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，提出“課前自學(xué)—課中導(dǎo)學(xué)—課后拓展”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，具體流程如圖1所示。

三、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)案例設(shè)計(jì)

下面以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程“工業(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，對(duì)本文提出的“課前自學(xué)—課中導(dǎo)學(xué)—課后拓展”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式加以闡述。

（一）課程開發(fā)

1.學(xué)情分析。課程授課對(duì)象為中職生源的高職一年級(jí)工業(yè)分析技術(shù)專業(yè)學(xué)生。這類學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)較差，動(dòng)手操作能力相對(duì)較強(qiáng)，自主學(xué)習(xí)能力較弱，對(duì)單純的理論教學(xué)不感興趣。若將分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（如實(shí)驗(yàn)原理的講解）錄制成微課視頻進(jìn)行翻轉(zhuǎn)教學(xué)，則剛好迎合這類學(xué)生的特點(diǎn)。因?yàn)槲⒄n視頻時(shí)間短，一般為6-15分鐘，且通俗易懂，容易為這類學(xué)生所接受。另外，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，縮短課堂講授的時(shí)間，增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)和學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)基本操作技能和創(chuàng)新能力。

2.實(shí)驗(yàn)分析?！肮I(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”是分析化學(xué)酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中難度較大且具代表性的實(shí)驗(yàn)，其特點(diǎn)是前后銜接緊密，既有理論知識(shí)，又有實(shí)驗(yàn)操作，為綜合課型。本實(shí)驗(yàn)知識(shí)目標(biāo)為：理解混合堿測定的原理，掌握雙指示劑滴定方法。能力目標(biāo)為：能根據(jù)滴定終點(diǎn)判斷混合堿的組成，并能正確計(jì)算各組分的含量。情感目標(biāo)為：通過小組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生用理論解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)是雙指示劑法測定原理。教學(xué)難點(diǎn)是兩個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的理解及其應(yīng)用。

3.導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)。在上述學(xué)情和實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，開展教學(xué)設(shè)計(jì)，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，制作PPT，錄制微課視頻，構(gòu)建完整的學(xué)習(xí)支撐體系?！肮I(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)過程設(shè)計(jì)思路如圖2所示。

4.微課錄制?！肮I(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可分為課程導(dǎo)入、原理講解、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果計(jì)算、課后反思及練習(xí)五個(gè)部分。微課的錄制主要采用兩種方式進(jìn)行。課程導(dǎo)入及實(shí)驗(yàn)操作采用數(shù)碼相機(jī)拍攝的方式進(jìn)行錄制；實(shí)驗(yàn)原理講解、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果計(jì)算、思考練習(xí)采用錄屏軟件進(jìn)行錄制。課程的導(dǎo)入是關(guān)于氫氧化鈉暴露在空氣中一段時(shí)間的視頻。設(shè)計(jì)意圖是讓學(xué)生根據(jù)所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行思考，從而引出教學(xué)主題。原理講解主要介紹雙指示劑測定NaOH和Na2CO3含量的方法。講解什么是雙指示劑法、介紹相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式、分析推導(dǎo)NaOH和Na2CO3含量的計(jì)算公式。實(shí)驗(yàn)操作過程由專業(yè)教師進(jìn)行演示。主要包括稱量、溶解、定容、移液、滴定五個(gè)步驟。數(shù)據(jù)處理和結(jié)果計(jì)算以教師實(shí)驗(yàn)所得到的一組數(shù)據(jù)作為例子進(jìn)行講解。所有數(shù)據(jù)列在一張表格中，將原始數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。思考練習(xí)主要檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握情況，通常以選擇題的形式進(jìn)行考察。在微課的制作過程中，主要用到的軟件有Camtasia Studio、Microsoft Word 2013、會(huì)聲會(huì)影、格式轉(zhuǎn)換器等。

（二）自主學(xué)習(xí)

資源開發(fā)完成后，教師將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和微課視頻打包上傳至網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)生利用手機(jī)、電腦等設(shè)備登陸教學(xué)平臺(tái)自行下載學(xué)習(xí)資源包，結(jié)合自身知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行一遍或多遍學(xué)習(xí)。對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生來說，可能學(xué)習(xí)一至兩遍就可完成對(duì)實(shí)驗(yàn)重、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)。但對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)難度比較大。即使反復(fù)多次暫停、回放視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，可能有些地方還是不能明白。為了能夠及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，我們搭建了QQ群、微信群等社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，學(xué)生和教師可以進(jìn)行在線交流，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)學(xué)習(xí)。社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不但可以為學(xué)生排憂解難，還可以幫助教師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的比較集中的問題，教師可以把問題記錄下來，對(duì)相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使學(xué)生更容易接受和理解。

（三）課堂內(nèi)化

課堂知識(shí)的內(nèi)化以學(xué)生實(shí)驗(yàn)為主。實(shí)驗(yàn)以小組為單位進(jìn)行，通常是2-3人一組。每個(gè)小組將完成給定藥品中NaOH和Na2CO3含量的測定。實(shí)驗(yàn)開始前，師生之間有一個(gè)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)。用于教師解答學(xué)生自學(xué)過程中遺留下來的問題。同時(shí)，教師將實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)當(dāng)注意的問題進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)操作步驟依次進(jìn)行。教師需密切關(guān)注各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)，對(duì)每個(gè)小組實(shí)驗(yàn)過程所遇到的問題，進(jìn)行一對(duì)一的輔導(dǎo)和解疑，確保學(xué)生能夠高效順利地完成實(shí)驗(yàn)測定工作。各個(gè)小組也可以互相學(xué)習(xí)和幫助，實(shí)驗(yàn)成功的小組可以協(xié)助實(shí)驗(yàn)失敗的小組進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)直到實(shí)驗(yàn)成功。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各個(gè)小組將完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測定結(jié)果上報(bào)給教師。教師對(duì)測定結(jié)果進(jìn)行初步分析。選擇2-3個(gè)小組的數(shù)據(jù)作為范例，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出其中的優(yōu)缺點(diǎn)。最后，師生再次進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)互動(dòng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程中遇到的問題進(jìn)行課堂討論和并對(duì)實(shí)驗(yàn)做相應(yīng)知識(shí)拓展。

（四）評(píng)價(jià)和總結(jié)

教師對(duì)所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行認(rèn)真批改，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告所反饋的問題進(jìn)行逐一記錄并反饋給學(xué)生。同時(shí)把撰寫較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以供學(xué)生互相學(xué)習(xí)和參考。學(xué)生和教師通過在線平臺(tái)進(jìn)行再次交流。教師點(diǎn)評(píng)本次實(shí)驗(yàn)總體完成情況和質(zhì)量，并開展學(xué)生訪談活動(dòng)，虛心接受學(xué)生提出的意見，整改教學(xué)過程中存在的問題，檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)，評(píng)定教學(xué)效果。

四、教學(xué)實(shí)踐及反思

（一）教學(xué)實(shí)踐

以“工業(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，選取2015級(jí)工業(yè)分析技術(shù)2班作為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施對(duì)象。教學(xué)具體實(shí)施過程分以下三個(gè)步驟：

1.課前準(zhǔn)備。教師在實(shí)驗(yàn)前一周將課程資源發(fā)布到班上QQ群或微信群等學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)生利用課余時(shí)間下載資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)。由于每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度不同，為了能夠比較集中的對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答，通常選取每天的18：00-18：30作為師生互動(dòng)交流時(shí)間，學(xué)生把學(xué)習(xí)過程中遇到的問題反饋到QQ群上，教師負(fù)責(zé)對(duì)所提出的問題逐一解答。同時(shí)，教師還需完成對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑和器材的準(zhǔn)備?！肮I(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要準(zhǔn)備的主要試劑和器材有1mol·L-1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.1%甲基橙指示液、1%酚酞指示液及滴定分析常用儀器。

2.課中實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的開展以小組為單位進(jìn)行。根據(jù)本班人數(shù)情況，以2人為一組。實(shí)驗(yàn)開始前，教師讓學(xué)生把整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程先回顧一遍。為了確保實(shí)驗(yàn)的成功率，教師將實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)當(dāng)注意的問題在課堂上與學(xué)生進(jìn)行討論。如稱量藥品時(shí)，在保證準(zhǔn)確稱取的同時(shí)速度要快，這樣可以避免藥品在稱量時(shí)潮解。滴定時(shí)，終點(diǎn)控制要適當(dāng)，滴定速度要適宜，否則容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。數(shù)據(jù)處理時(shí)，使用計(jì)算公式時(shí)不要忘記根據(jù)實(shí)際滴定所移取的溶液體積乘以相應(yīng)的系數(shù)。接下來，由學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?；旧纤袑?shí)驗(yàn)小組均能按照稱量、溶解、定容、移液、滴定的次序有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師在旁觀察，幫助糾正一些不正確的操作，同時(shí)對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行解答。操作結(jié)束后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，同時(shí)對(duì)教師所布置的實(shí)驗(yàn)拓展內(nèi)容進(jìn)行思考。如Na2CO3和NaHCO3的混合物能不能采用雙指示劑法測定其含量？測定結(jié)果計(jì)算公式如何表示？最后，進(jìn)入課堂翻轉(zhuǎn)討論。討論重點(diǎn)為學(xué)生實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題。如滴定終點(diǎn)顏色怎么把握？能不能換成別的指示劑指示滴定終點(diǎn)？影響本實(shí)驗(yàn)精密度和準(zhǔn)確度的因素有哪些？

3.課后研討。研討內(nèi)容主要是本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的效果。教師和學(xué)生通過網(wǎng)上平臺(tái)再次進(jìn)行交流。從研討結(jié)果來看，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法總體滿意度較高。原因在于學(xué)生能夠掌握在傳統(tǒng)教學(xué)方法中根本聽不懂的知識(shí)。以前教師在課堂上講一遍沒聽懂就不了了之，現(xiàn)在可以反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)微課視頻，加之教師的在線解疑和課堂互動(dòng)，問題都能得到及時(shí)解決。同時(shí)，學(xué)生也提出了寶貴的意見。學(xué)生反映滴定終點(diǎn)顏色不好把握，建議教師在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場滴定一個(gè)樣板作為標(biāo)準(zhǔn)給學(xué)生參考。固體試樣稱量容易潮解，建議換成液體試樣。研討結(jié)束，教師結(jié)合學(xué)生意見對(duì)本次實(shí)驗(yàn)所存在的一些問題進(jìn)行思考和總結(jié)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成對(duì)課程資源的更新。

（二）教學(xué)反思

將翻轉(zhuǎn)課堂模式引入“工業(yè)氫氧化鈉中NaOH和Na2CO3含量的測定”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程來看，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯增加。全班38人，都能參與到實(shí)驗(yàn)過程中，扭轉(zhuǎn)了以往部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)無從下手的局面。從所提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來看，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理水平大大提升，改善了以往實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不會(huì)處理的狀態(tài)。此教學(xué)方法獲得了學(xué)生的普遍認(rèn)可，也得到了教研室同行的高度評(píng)價(jià)。但是，這一教學(xué)模式在推廣過程中還存在一些問題：（1）課程資源開發(fā)成本較高，主要是微課視頻的制作。（2）課程設(shè)計(jì)、在線解疑對(duì)教師要求較高且耗時(shí)較多。（3）在線平臺(tái)不能得到充分的利用，學(xué)生有問題就問老師，導(dǎo)致重復(fù)提問多。（4）部分學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)缺乏，影響課堂翻轉(zhuǎn)整體效果。（5）知識(shí)拓展環(huán)節(jié)參與度不高，很多學(xué)生認(rèn)為是附加任務(wù)。

總之，將“課前自學(xué)—課中導(dǎo)學(xué)—課后拓展”翻轉(zhuǎn)課堂模式運(yùn)用到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，是信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)變革的一次重大突破。通過這一模式的運(yùn)用，學(xué)生改變了厭學(xué)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)的掌握程度明顯增強(qiáng)，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生為主體的教學(xué)理念。在今后的教學(xué)當(dāng)中，我們將不斷解決這一模式在推廣過程中存在的問題，繼續(xù)開發(fā)和完善微課資源，將這一模式逐漸推廣到其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)中。

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[6]胡俊平，劉妍，畢慧敏，等.基于微課的“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)案例設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育，2016（14）

[7]劉蘇莉.翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用——基于大學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的案例分析[J].大學(xué)教育，2016（5）

[8]劉立，陽小華，汪琳霞，等.啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015（5）

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【作者簡介】易靈紅（1983— ），女，湖南婁底人，碩士，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。

（責(zé)編 盧 雯）