翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在分析化學(xué)課程中的實(shí)踐

□四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 李樹(shù)偉海南大學(xué)材料與化工學(xué)院 王小紅 途進(jìn)春 曹 陽(yáng)

一、引言

分析化學(xué)是化學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)經(jīng)典的實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，該門(mén)課程涉及的知識(shí)面廣，是化學(xué)科學(xué)的四大基礎(chǔ)課之一。［1］分析化學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力、自學(xué)能力和動(dòng)手能力都非常重要。［2］分析化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)決定了其在化學(xué)人才培養(yǎng)方面的特殊作用，大學(xué)化學(xué)本科階段的科研能力的訓(xùn)練，學(xué)生動(dòng)手技能的提高，很大程度是在本課程的教學(xué)過(guò)程中完成。如何培養(yǎng)出時(shí)代需要的專(zhuān)門(mén)人才是分析化學(xué)教師必須認(rèn)真思考并努力實(shí)踐的課題。當(dāng)今社會(huì)對(duì)分析測(cè)試專(zhuān)業(yè)人才需求日益增大，對(duì)高校分析化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和教材建設(shè)也提出了更高的要求，為此，在分析化學(xué)中實(shí)施教學(xué)改革比以往任何時(shí)候都更為重要和急迫。

“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式”興起于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和教育技術(shù)手段的巨大進(jìn)步。［5］如今學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得信息的渠道多、速度快、來(lái)源廣、形式多，讀書(shū)學(xué)習(xí)早已經(jīng)不是主要的學(xué)習(xí)方式。手機(jī)在手，學(xué)生可以利用各種零碎的時(shí)間學(xué)習(xí)知識(shí)，課堂上教師提出一個(gè)問(wèn)題就有學(xué)生立即在互聯(lián)網(wǎng)上尋找答案來(lái)解決，學(xué)習(xí)的方法已經(jīng)大大改變。大學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)模式是老師在課堂上講課，學(xué)生的任務(wù)是聽(tīng)課，課后讀書(shū)復(fù)習(xí)，完成作業(yè)，這種模式下學(xué)生的參與程度很低。盡管多年來(lái)大學(xué)教學(xué)過(guò)程都強(qiáng)調(diào)互動(dòng)，但是實(shí)際的大學(xué)課堂仍然是老師的獨(dú)角戲。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式不同，在“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”下，學(xué)生利用零星的課外時(shí)間完成知識(shí)學(xué)習(xí)的第一個(gè)階段，而課堂變成了老師與學(xué)生之間和學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，知識(shí)的內(nèi)化在課堂上完成。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的方式包括答疑解惑、學(xué)生討論、難題解析、學(xué)生重點(diǎn)發(fā)言、知識(shí)的運(yùn)用等等。通過(guò)這些教學(xué)措施達(dá)到更好的教學(xué)效果?！胺D(zhuǎn)課堂”對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行了重構(gòu)。［10］“信息傳遞”是學(xué)生在課前進(jìn)行的，老師不僅提供了視頻，還可以提供在線的輔導(dǎo)?！拔諆?nèi)化”是在課堂上通過(guò)互動(dòng)來(lái)完成的，教師能夠?qū)崟r(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，在課堂上給予有效的輔導(dǎo)，同學(xué)之間的相互交流更有助于促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的吸收內(nèi)化過(guò)程。

二、本課題組翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的基本情況

課題組在2013級(jí)1、4兩個(gè)班級(jí)采用了翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)以2013級(jí)2、3、5、6四個(gè)班級(jí)作為對(duì)照組，開(kāi)展了教學(xué)實(shí)踐研究。課程使用武漢大學(xué)第五版《分析化學(xué)》教材，選擇了網(wǎng)上公開(kāi)的教學(xué)視頻材料。本案例主要經(jīng)歷了如下3個(gè)階段：

第一階段教學(xué)模式（1～3周）：

1.教師簡(jiǎn)述教學(xué)內(nèi)容10 min；

2.學(xué)生自主完成作業(yè)25 min；

3.學(xué)生專(zhuān)題發(fā)言10 min（準(zhǔn)備PPT）；

4.小組討論35 min；

5.教師總結(jié)10 min。

第二階段教學(xué)模式（4～9周）：

1.教師簡(jiǎn)述教學(xué)內(nèi)容35 min；

2.學(xué)生專(zhuān)題發(fā)言10 min（準(zhǔn)備PPT）；

3.小組討論35 min；

4.教師總結(jié)10 min。

第三階段教學(xué)模式（10～18周）：

1.教師講授教學(xué)內(nèi)容45 min（教室）；

2.小組討論45 min（微格教室，含學(xué)生專(zhuān)題發(fā)言）；

3.教師不定期開(kāi)展口試。

本次教學(xué)研究實(shí)踐經(jīng)歷了不斷調(diào)整教學(xué)模式的過(guò)程，在半學(xué)期之后確定了分段進(jìn)行教學(xué)的模式，教學(xué)的模式得以固定。從教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)組織和教學(xué)管理的角度出發(fā)，最后實(shí)施的不是完全的翻轉(zhuǎn)課堂，而是一種折中的翻轉(zhuǎn)課堂形式，但卻是一個(gè)可行且有效的模式。根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的定義，教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)應(yīng)該提前在課堂之前完成，我們嘗試了這種做法，實(shí)踐的效果并不理想。原因之一是大學(xué)生積極主動(dòng)自學(xué)的自覺(jué)性差，沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)自主學(xué)習(xí)的訓(xùn)練。其二理科二年級(jí)的學(xué)生課時(shí)多，幾乎沒(méi)有自學(xué)時(shí)間，多數(shù)人不能完成提前進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)的任務(wù)。其三是有效的監(jiān)督檢查非常困難，我們采取了小組長(zhǎng)登記的辦法效果不好，不能有效保證每一位學(xué)生都完成前一階段的學(xué)習(xí)。由于翻轉(zhuǎn)課堂前段學(xué)習(xí)不能有效保證，課堂的討論當(dāng)然很難進(jìn)行。課題組最后確定的第三階段教學(xué)模式受到學(xué)生們歡迎，原因是做了大量的準(zhǔn)備工作，學(xué)生參與課堂討論有了前期的鋪墊，學(xué)生專(zhuān)題發(fā)言得到落實(shí)，保證了翻轉(zhuǎn)課堂后期的效果。

本次教學(xué)實(shí)踐研究采用了教學(xué)學(xué)案的方法，首先制定完整的教學(xué)學(xué)案，每次課前將教學(xué)學(xué)案發(fā)給學(xué)生，在學(xué)案中詳細(xì)規(guī)定了提前觀看教學(xué)視頻的內(nèi)容、課堂討論的題目和學(xué)生專(zhuān)題發(fā)言的題目。事實(shí)證明學(xué)案是翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，提供有效的教學(xué)學(xué)案，能夠保證翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的有序進(jìn)行。

圖1 期中考試成績(jī)分析

圖2 期末考試成績(jī)分析

鑒于現(xiàn)階段教學(xué)評(píng)價(jià)的對(duì)比數(shù)據(jù)只有筆試成績(jī)，該成績(jī)可以作為教學(xué)效果的一個(gè)參照。圖1、圖2是兩次筆試成績(jī)，從中可以看出，1、4兩個(gè)實(shí)驗(yàn)班和其余四個(gè)對(duì)照班相比，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)班成績(jī)高于對(duì)照班，這可以部分說(shuō)明實(shí)驗(yàn)較為成功。在教學(xué)改革試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，課題組進(jìn)行了三次問(wèn)卷調(diào)查并且對(duì)于實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行了口試。從問(wèn)卷反饋的信息來(lái)看，大多數(shù)學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂這種新型教學(xué)模式比較喜歡，學(xué)生普遍認(rèn)為課堂效率有了提高。翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施使得學(xué)生有了主動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，學(xué)科素養(yǎng)訓(xùn)練得到了體現(xiàn)。絕大部分學(xué)生認(rèn)為課堂時(shí)間得到了充分利用，部分同學(xué)認(rèn)為這樣的課程設(shè)計(jì)給了他們從事研究工作的一種體驗(yàn)。翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂相比，大部分學(xué)生更喜歡翻轉(zhuǎn)課堂，也覺(jué)得翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)他們的學(xué)習(xí)更有幫助，大多數(shù)同學(xué)希望翻轉(zhuǎn)課堂能推廣到各科。

三、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)是課程改革成功的主要原因

翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，根本目的是要提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，充分讓學(xué)生在教學(xué)信息化的背景下利用豐富的課程資源主動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)習(xí)效率。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望是翻轉(zhuǎn)課堂成功的基礎(chǔ)，從“要他學(xué)”轉(zhuǎn)變成“他要學(xué)”，學(xué)習(xí)的任務(wù)就完成了一大半。國(guó)外專(zhuān)門(mén)研究翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也表明對(duì)于那些有強(qiáng)烈學(xué)習(xí)欲望的學(xué)生，翻轉(zhuǎn)課堂的效果是非常好的，反之這種形式毫無(wú)用處。解決好學(xué)習(xí)動(dòng)力問(wèn)題是本課程最為重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生通過(guò)查找資源完成學(xué)習(xí)任務(wù)完全可行。本次教學(xué)改革的成功很大程度取決于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)是否得到加強(qiáng)，為了達(dá)到此目的課題組采取了以下舉措：

1.專(zhuān)門(mén)組織實(shí)施了教學(xué)見(jiàn)習(xí)活動(dòng)。

在分析化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂課程的緒論課上介紹了大量的分析化學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的案例，開(kāi)課后專(zhuān)門(mén)組織了所有同學(xué)赴四川省分析測(cè)試服務(wù)中心開(kāi)展了教學(xué)見(jiàn)習(xí)活動(dòng)。四川省分析測(cè)試服務(wù)中心的主要功能是分析儀器銷(xiāo)售和對(duì)外測(cè)試服務(wù)，中心的技術(shù)服務(wù)和分析化學(xué)課程聯(lián)系緊密。課題組組織同學(xué)們參觀了分析實(shí)驗(yàn)室的樣品管理、樣品收發(fā)、樣品測(cè)試相關(guān)的各個(gè)分析實(shí)驗(yàn)室。參觀了國(guó)內(nèi)外的各類(lèi)分析儀器設(shè)備，其中有幾臺(tái)大型分析儀器的解剖實(shí)體，學(xué)生可以深入觀看光學(xué)儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解儀器各個(gè)部件之間的關(guān)系，對(duì)于分析化學(xué)的學(xué)習(xí)非常有幫助。該中心的一大亮點(diǎn)是專(zhuān)門(mén)提供了一間實(shí)驗(yàn)室為大學(xué)生科研創(chuàng)新提供服務(wù)，免費(fèi)為大學(xué)生提供分析測(cè)試平臺(tái)，鼓勵(lì)大學(xué)生到中心來(lái)完成自選課題。教學(xué)見(jiàn)習(xí)給學(xué)生們提供了一個(gè)平臺(tái)。實(shí)踐表明翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)見(jiàn)習(xí)無(wú)疑是一個(gè)不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.給學(xué)生提供了從事分析測(cè)試工作的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

分析化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂課程開(kāi)始后，課題組安排了班級(jí)的課代表張藐尺和肖武松同學(xué)去四川新富頂科技有限公司兼職作為分析技術(shù)人員。兩位同學(xué)利用課外時(shí)間參與了公司的產(chǎn)品研制重點(diǎn)分析測(cè)試工作，并完成了測(cè)定土壤中腐殖酸含量、無(wú)機(jī)金屬離子含量等多項(xiàng)測(cè)定。兩位同學(xué)利用剛剛學(xué)到的知識(shí)較好地完成了公司的測(cè)試任務(wù)，同時(shí)也獲得了勞動(dòng)報(bào)酬。他們多次在翻轉(zhuǎn)課堂上交流這次實(shí)踐的體會(huì)，和同學(xué)們分享解決問(wèn)題的感悟，這個(gè)活生生的實(shí)踐對(duì)兩個(gè)班級(jí)的同學(xué)學(xué)習(xí)分析化學(xué)起到了極好的促進(jìn)作用。

3.充分發(fā)揮了教學(xué)小組的作用。

翻轉(zhuǎn)課堂成功實(shí)施的關(guān)鍵是大量的討論課時(shí)間能否發(fā)揮實(shí)效。開(kāi)始課題組采用了在課堂上完成作業(yè)的方法，發(fā)現(xiàn)效果不佳。多次摸索后在學(xué)案教學(xué)中采用了每次討論前布置問(wèn)題的方法，這個(gè)做法效果很好，學(xué)生們對(duì)于分析工作中的實(shí)際問(wèn)題、對(duì)于一些高難度的分析化學(xué)考題有興趣，所以討論的效果有了顯著的提升。討論小組組長(zhǎng)的作用很大，課題組數(shù)次召開(kāi)學(xué)習(xí)委員、課代表和小組長(zhǎng)會(huì)議。各小組交流經(jīng)驗(yàn)，互相觀摩，起到了很好的效果。例如一班3組的同學(xué)給自己的小組起了一個(gè)非常響亮的組名“boiling point”，討論課十分熱烈，這樣的討論組真正起到了促進(jìn)學(xué)習(xí)的作用，真正體現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)。小組成員的分工合作也是非常重要的，充分發(fā)揮每組“學(xué)霸”的作用，專(zhuān)門(mén)安排學(xué)習(xí)成績(jī)差的同學(xué)和優(yōu)秀學(xué)生結(jié)對(duì)，在同學(xué)中開(kāi)展互助學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)了集體討論的優(yōu)勢(shì)，大大提高了討論課堂的效率。

4.師生互動(dòng)增加，課堂學(xué)習(xí)效率提高。

分析化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施以來(lái)，師生交流的機(jī)會(huì)大大增加，部分被指定制作PPT上講臺(tái)發(fā)言的同學(xué)，課前查閱文獻(xiàn)，收集數(shù)據(jù)，明顯提高了學(xué)習(xí)的效率，學(xué)科視野得到擴(kuò)展。圖書(shū)館反饋的信息是分析化學(xué)書(shū)籍和學(xué)術(shù)期刊的借閱數(shù)量增加，很多上臺(tái)發(fā)言的學(xué)生將大量的文獻(xiàn)帶到課堂，引入他們的講稿。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)師生互動(dòng)頻繁，課題組教師公布了QQ、微博和微信號(hào)碼，網(wǎng)上提問(wèn)明顯增多，網(wǎng)上互動(dòng)也非常頻繁。期末復(fù)習(xí)安排的集體答疑活動(dòng)爆滿，出現(xiàn)了那種多年未見(jiàn)的爭(zhēng)先恐后提問(wèn)的情形。

四、增加口試的教學(xué)評(píng)價(jià)模式，著力提高學(xué)生口語(yǔ)表達(dá)能力

我國(guó)現(xiàn)行的教育體系中，語(yǔ)言表達(dá)能力的訓(xùn)練長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)有的重視，以至于許多理工科的學(xué)生到了碩士博士期間，仍然不能很好地用口語(yǔ)表達(dá)科學(xué)術(shù)語(yǔ)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠?xùn)練和語(yǔ)言表達(dá)能力的培養(yǎng)嚴(yán)重脫節(jié)。

分析化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂課程設(shè)計(jì)了口試評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，課題組在課堂上經(jīng)常對(duì)一些重要的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)采用集體朗讀的形式進(jìn)行教學(xué)，同學(xué)們對(duì)此配合得很好。在討論課中強(qiáng)調(diào)各小組聲音要大，要形成熱烈的討論氣氛。隨著翻轉(zhuǎn)課堂的進(jìn)行，討論的效果越來(lái)越好。實(shí)踐充分說(shuō)明了語(yǔ)言表達(dá)對(duì)于學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。在教學(xué)的第三個(gè)階段中，課題組專(zhuān)門(mén)抽出時(shí)間進(jìn)行了一對(duì)一的口試，每個(gè)學(xué)生口試的時(shí)間三分鐘，這個(gè)三分鐘的口試對(duì)于掌握學(xué)生的實(shí)際情況非常重要，實(shí)施的效果良好。實(shí)踐表明，口試教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展有利于學(xué)生口語(yǔ)表達(dá)能力的提升，使得化學(xué)中的語(yǔ)言能力提升的教育得到應(yīng)有的重視。

五、翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的不足和教訓(xùn)

實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中課題組也發(fā)現(xiàn)了許多亟待解決的問(wèn)題。目前大學(xué)教室座椅固定使得學(xué)生不能進(jìn)行圓桌式討論，課題組試點(diǎn)期間使用了微格教室進(jìn)行討論，但是這種經(jīng)驗(yàn)無(wú)法推廣。翻轉(zhuǎn)課堂前期需要優(yōu)秀的視頻和微課資源，特別需要可以在手機(jī)上直接觀看的教學(xué)視頻，目前這樣的條件尚不具備。在課堂實(shí)施過(guò)程中，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)難度非常大，不參加討論者沒(méi)有相應(yīng)的懲罰措施，教學(xué)評(píng)價(jià)手段沒(méi)有相應(yīng)的改變，課題組試行的口試方法有效，但是一對(duì)一的口試需要大量教學(xué)時(shí)間，大部分是利用課外時(shí)間完成的。開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂教師的工作量增大，教師的任務(wù)包括篩選視頻、審核視頻、尋找資源、制定學(xué)案、審核學(xué)生課件、準(zhǔn)備討論習(xí)題、準(zhǔn)備口試題目和批改作業(yè)，解決這些問(wèn)題需要的時(shí)間大大增加。

研究結(jié)論表明，分析化學(xué)課程適合采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)使得參加課程訓(xùn)練的學(xué)生明顯受益。翻轉(zhuǎn)課堂最大的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)了當(dāng)前教育技術(shù)進(jìn)步，在具備優(yōu)質(zhì)的課程資源的前提下，大大提高了學(xué)習(xí)的效率，避免了傳統(tǒng)授課效率低下的弊端。學(xué)生們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)時(shí)代的背景下可以全方位、全時(shí)段地運(yùn)用手機(jī)視頻資料、大量現(xiàn)有的豐富的課程資源解決教學(xué)知識(shí)內(nèi)化的問(wèn)題，參與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的學(xué)生們也成為了教學(xué)資源的提供者，這給分析化學(xué)課程的教學(xué)改革帶來(lái)了深刻的變化。