《物理化學》教學中“翻轉課堂”模式的應用嘗試

李喬琦　趙樸素　徐繼明　褚效中

摘要：本文借助教學實例，闡述了將“翻轉課堂”教學模式運用于《物理化學》課程改革的一些探索，分析了這種新的教學模式使學生學習主觀能動性得以激發(fā)和提高的原因。

關鍵詞：翻轉課堂；物理化學；教學方法改革

中圖分類號：O64 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）51-0203-02

《物理化學》（Physical Chemistry）是我國高等院校理工農醫(yī)學科中一門重要的專業(yè)課程，它是運用物理學的基本原理和相關研究技術來研究化學體系的性質和行為，并探究建立化學體系中特殊規(guī)律的科學?！段锢砘瘜W》課程內容有較強的抽象性和邏輯性，需要運用許多的數(shù)學推理方法，這就導致學生學習時畏難情緒較重，厭學心理漸漸增生，從而使教師在授課時難度加大。另外，對于《物理化學》這類傳統(tǒng)課程來說，教學模式主要為教師課堂講授，學生被動聽課。因此，如何激發(fā)學生的學習熱情，讓學生化被動學習為主動學習，進而完成課程目標的達成度，成為當前《物理化學》教學需要解決的問題。

“翻轉課堂”（Flipped Class-room）是本世紀提出的一種極具創(chuàng)新性的教育理念，它是將傳統(tǒng)課上教學過程與課下學習活動進行轉換的新型教學形式，主要以現(xiàn)代教育技術為依托，通過構建把傳統(tǒng)的知識傳授過程和知識內化過程顛倒的個性化學習環(huán)境，讓學生在課下通過教師提供的教學資源完成預設知識點和概念的自主學習，將課下的討論互動轉移到課堂上來，改變了傳統(tǒng)教學中的師生教學方式和對學習時間利用方式，以實現(xiàn)教學目標為目的的一種教學形態(tài)[1-4]。相對于傳統(tǒng)課堂教學，翻轉課堂優(yōu)勢在于它能夠突破傳統(tǒng)教學模式的時空限制，使得“先教后學”轉變?yōu)椤跋葘W后教”，為教師教學改革提供的了一個新的方向和路徑。

根據(jù)《物理化學》課程特點，結合大學生的學習能力，能否在《物理化學》課程教學中，使用“翻轉課堂”教學模式進行部分章節(jié)的教學，用于幫助學生提高學習的積極性，進而培養(yǎng)學習自己學習的能力，這個問題需要物化教師不斷地加以探索。筆者身為九零后大學教師，隨著幾年來《物理化學》課程教學實踐經驗的不斷積累，嘗試著將“翻轉課堂”這一教學模式用于教學中，取得了一些教學效果?，F(xiàn)將部分應用過程在此做一個總結，希望能夠對《物理化學》教學改革起一點推動作用。

一、通過教師制作優(yōu)質微視頻，使抽象的教學內容形象化、系統(tǒng)化

“翻轉課堂”的重要手段之一就是讓學生課前觀看教學視頻，通過視頻中的實例幫助學生理解抽象的公式和概念，進而節(jié)約大量時間，實現(xiàn)知識內化。因此，優(yōu)質的教學微視頻資源成為保證實施“翻轉課堂”教學效果的前提。當前網上發(fā)布的《物理化學》教學微視頻大多是為了應付授課比賽，內容上往往過于科普，忽視了教學內容原來應有的教學深度，這就使視頻失去了輔助教學的意義。筆者認為，微視頻中的內容應該簡潔明了，深淺適宜，將學生需要掌握的重點知識概念清晰，用詞準確。另外，視頻中所用的案例要精挑細選，反復琢磨，目的是為了使抽象的教學概念形象化，生動化，但案例本身不要太過花哨，以免過多地吸引學生的無謂注意。這種微視頻可以讓學生通過反復觀看完成學習。

根據(jù)上述原則，筆者制作了長度約8分鐘的“熵的物理意義”教學微視頻，教學效果反應很好。在視頻中，筆者首先以學生們熟悉的軍訓中所進行的隊列訓練為引導，通過講解“整齊的隊列”難以完成，“解散的隊列”容易發(fā)生，向學生形象化地描述了過程的“有序”難以自發(fā)進行，而過程“無序”則容易自發(fā)進行這一抽象概念。接著，進一步以“小球分布組合模型”進行數(shù)學模型構建，從數(shù)學的角度對“有序”的低概率和“無序”的高概率進行證明。最后，再基于該數(shù)學模型推導出“熵的物理意義”這一科學結論，并形象化地解釋了熵增大原理。整個微視頻中，課程內容隨著學生熟悉的畫面，步步加深，由淺入深，環(huán)環(huán)相扣，使得原本讓人難以理解的熵的物理意義變得非?！靶蜗缶唧w”，易于被學生接受和記憶。該視頻獲得了學校微課教學競賽一等獎。此外筆者所在的物理化學教研室還制作了許多類似的課程微視頻，學生可以通過掃描二維碼隨時觀看視頻，教學效果深受好評。

二、教師預設知識點，學生自己備課，交互學習，激發(fā)學生興趣

當前物理化學教學中長期存在師生交互性差的問題，傳統(tǒng)講授方式居于主導地位，學生只能被動地接受知識。而融入“翻轉課堂”模式，學生在課下和線下的主動學習過程中學習的主體地位得以保障，不僅能夠有效地激發(fā)學生的學習興趣，還能使學生積極主動地參與教學過程。通過這種形式的顛倒為課堂教學留下寶貴時間，同時學生能夠最大限度地開展探究性、討論式、項目式和交互式學習。

以單組分水的相圖教學為例。在上課前，教師指定相關學生組成學習小組，并給學生預設知識點，告訴他們在水相圖的學習中，需要掌握的主要知識內容，以利于他們進行概念的自主學習。例如，預設的知識點包括：（1）相圖中，各點、線和面的含義；（2）各點、線和面上的自由度是多少，如何計算；（3）什么是三相點，它和普通的水的冰點有何區(qū)別；（4）水的相圖中，為何有一條曲線的斜率為負值；（5）水的相圖中個，三條曲線是否可以無限延伸；（6）水的相圖有哪些實際應用。針對這些問題，學習小組同學分工合作，制作一個完整的教學PPT，接著，派一位同學代表在課堂上給全班同學進行講解，其他同學作適當補充。同時，學習小組同學還負責回答班級其他同學的提問。顯然，通過這種“翻轉課堂”模式，學習小組的同學，在完成PPT和組織教學的過程中，不僅主動學習了相關課程，掌握了知識重點，同時，更是在回答班級其他同學提問的過程中，很好地完成了知識的進一步內化過程。在整個“翻轉課堂”教學過程中，老師的作用，更多地是評判學生理解問題的正確與否以及對問題理解的深度進行把握。

上例說明，課上教學在“翻轉課堂”模式中的作用仍非常關鍵。而且，“翻轉課堂”技術雖然促進了教學方式的變革，輔助了學生的有效學習，但學生并不是從技術中學習，而是從技術所帶來的“交互性”中學習。學習是主體與外部環(huán)境交互的結果，這是“翻轉課堂”教學在《物理化學》教學中值得同學和老師注意的關鍵問題之一。因此，教師課下與學生的交流必不可少，幫助學生梳理知識要點，從宏觀到微觀地理解理論內容，從全局著眼，從細節(jié)入手，明確獲得知識與實際生產和生活的聯(lián)系。

三、加強對課外學習效果的評價，優(yōu)化課程評價體系

為了保證“翻轉課堂”教學“翻轉”后的教學效果，前提必須是學生能夠在課前有效地開展自主學習。“翻轉課堂”主要分為課外和課上兩個階段，然而學生在課外是否真正學習，在課上又是否實現(xiàn)對知識的內化，這些都需要輔之以相應的評價手段?！胺D課堂”的難點之一就在于教師很難控制學生的課外學習情況。由于學生在課前需要充分利用教學視頻、課件等資料主動學習，查找相關資料，掌握知識點，才能在課堂上通過與老師同學的互動交流中完成對物理化學知識的內化。一旦學生在課前沒有積極投入充足時間進行自主學習，或者在沒有有效監(jiān)督的情況下，其自主學習效果往往較差，都將會影響到物理化學課堂一系列探究式、任務式、實踐式等教學活動的開展。因此，相應的教學評價措施就顯得非常重要，一方面需要對學生形成課外學習行為的有效監(jiān)督和約束，另一方面需要對學生在“翻轉課堂”中的互動學習效果進行評判。為此，筆者在“翻轉課堂”模式的教學改革中，將學生成績的評定分為階段性評價和全局性評價兩部分。階段性評價主要定期考查學生的課下自我學習情況，以學生自評為主，收集階段性意見，采取定量評價，督促學生進一步改進；此外，學生之間要進行小組互評，相互評價學習心得與內容，采取小組討論模式，及時反饋學習中存在問題。全局性評價則主要由教師完成，采用定性評價和定量評價，更多考查學生的學習的最終效果，包括課堂問題的回答和階段性知識測試方面。這些方法的采用，既幫助學生明確了學習目標，也保證了學習效果，還使學生增強了學習自信心，更培養(yǎng)了學生團隊意識和協(xié)同能力。

四、結語

“翻轉課堂”教學模式切實提高了《物理化學》課程的教學效果與教學目標達成度，但筆者將繼續(xù)整合課內外資源，因材施教，高效培養(yǎng)人才。

參考文獻：

[1][美]喬納森·伯格曼，亞倫·薩姆.翻轉課堂與慕課教學[M].宋偉，譯.北京：中國青年出版社，2015.

[2]馬獻力，劉漢甫，李芳耀，馬明霞，蔣彩娜.翻轉課堂在《物理化學》課程教學中的應用思考[J].教育教學論壇，2017，6，237-239.

[3]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，（4）：46-51.

[4]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉課堂導論[M].上海：華東師范大學出版社，2014.