物理化學(xué)課程轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐

任冬梅　于清小　馬青山　趙巖

摘? 要：翻轉(zhuǎn)課堂是對理解性教學(xué)理念的有益探索，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式是對翻轉(zhuǎn)課堂的引申，其實(shí)踐本質(zhì)是幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。我校物理化學(xué)課程轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式下80～89分段學(xué)生比例均超45%以上，優(yōu)于傳統(tǒng)模式下的40%。不及格學(xué)生比例明顯降低，僅為2%左右。教學(xué)中適當(dāng)增加板書有利于學(xué)生跟隨教師的思路，框架化知識點(diǎn)。該教學(xué)模式存在的主要問題是占據(jù)教師課余時(shí)間過多，平行的轉(zhuǎn)動(dòng)課堂科目過多會(huì)使學(xué)生負(fù)擔(dān)加重。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;轉(zhuǎn)動(dòng)課堂;物理化學(xué);教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號： G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）16-0098-04

Abstract： Flipped classroom is a beneficial exploration of the concept of understanding teaching， and the mode of rotating classroom is an extension of flipped classroom， whose practical essence is to help students realize deep learning and cultivate students' innovative and practical ability. Under the rotating classroom mode， the proportion of students with 80～89 sections is more than 45%， which is better than 40% under the traditional teaching mode. The proportion of failing students was significantly reduced （only about 2%）. It is helpful for students to follow the teacher's ideas and frame the knowledge points. However， the main problem of the teaching mode is that it takes up too much of teachers' spare time， and too many subjects using the teaching mode offered in the same semester will seriously burden students.

Keywords： flipped classroom; rotating classroom; physical chemistry; teaching practice

物理化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支，是化學(xué)專業(yè)及與化學(xué)密切相關(guān)專業(yè)的一門主干基礎(chǔ)課，其蘊(yùn)含的世界觀和方法論對于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)起著引領(lǐng)性及關(guān)鍵性作用。物理化學(xué)具有兩多三強(qiáng)的特點(diǎn)，兩多指概念多、公式多，三強(qiáng)則為理論性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)。因此在目前物理化學(xué)內(nèi)容增加而授課課時(shí)減少的情況下，提高教學(xué)質(zhì)量成為每一位物理化學(xué)一線教師需要解決的重要課題[1-3]。

隨著網(wǎng)絡(luò)資源愈加豐富，互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教學(xué)模式不斷結(jié)合，微課[4]、MOOC[5-7]、翻轉(zhuǎn)課堂[8-10]、手機(jī)課堂[11]等新的教學(xué)模式不斷出現(xiàn)。為加強(qiáng)學(xué)生的素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我校在2013年提出“轉(zhuǎn)動(dòng)課堂”這一教學(xué)新模式[12]。“轉(zhuǎn)”指轉(zhuǎn)型、轉(zhuǎn)法及轉(zhuǎn)體：轉(zhuǎn)型指傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌母母锝虒W(xué)模式;轉(zhuǎn)法指將傳統(tǒng)灌輸式課堂教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式、探究式、討論式和案例式教學(xué)方法;轉(zhuǎn)體則指教學(xué)主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生?！皠?dòng)”意為互動(dòng)及動(dòng)手動(dòng)腦?；?dòng)指師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、師師互動(dòng)，其目的為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。動(dòng)手動(dòng)腦則是引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)腦思考、自己動(dòng)手實(shí)踐，這樣使學(xué)生在創(chuàng)新中將所學(xué)知識進(jìn)一步內(nèi)化。

本文比較了物理化學(xué)課程轉(zhuǎn)動(dòng)課堂及傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)方式和教學(xué)效果，以期為物理化學(xué)課程的改革，分析國內(nèi)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐現(xiàn)狀提供有益探索。

一、不同教學(xué)模式下物理化學(xué)課程的學(xué)時(shí)安排

“轉(zhuǎn)動(dòng)課堂”教學(xué)模式下將物理化學(xué)課程的計(jì)劃學(xué)時(shí)按6：4的比例分為兩部分。計(jì)劃學(xué)時(shí)的60%為第一課堂（課內(nèi)課堂），這部分主要進(jìn)行課堂教學(xué);計(jì)劃學(xué)時(shí)的40%則為第二課堂（課外課堂），該部分主要用于學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)和能力訓(xùn)練，教師則采用課堂集中答疑及課外輔導(dǎo)答疑的教學(xué)形式完成。

表1中給出了不同教學(xué)模式下的物理化學(xué)（下）課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配。由表可見，兩種教學(xué)模式所選的教學(xué)內(nèi)容相同，均包括物理化學(xué)中電化學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、表面及膠體化學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，計(jì)劃教學(xué)51學(xué)時(shí)。轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式下總的計(jì)劃教學(xué)學(xué)時(shí)并未改變，仍為51學(xué)時(shí)，但課堂講授時(shí)間明顯縮短。其中課堂講授部分為30學(xué)時(shí)，課堂集中答疑學(xué)時(shí)為12學(xué)時(shí)，課外輔導(dǎo)學(xué)時(shí)為9學(xué)時(shí)。各章節(jié)具體學(xué)時(shí)分配見表1。

二、不同教學(xué)模式下物理化學(xué)課程的教學(xué)過程

物理化學(xué)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式的主要結(jié)構(gòu)均可分為“講授、練習(xí)、評閱”三個(gè)環(huán)節(jié)，其中的講授過程由教師精心編排，并組織學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的操練與練習(xí)，最后由教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行評閱。

根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式的學(xué)時(shí)安排，轉(zhuǎn)動(dòng)教學(xué)過程主要分為課堂講授、課堂答疑及課外輔導(dǎo)部分。課堂講授學(xué)時(shí)的主結(jié)構(gòu)可以精煉為“自學(xué)、研究、測試”三個(gè)環(huán)節(jié)，分別由“課前-課中-課后”完成。表2給出了轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式下的教學(xué)過程。由表可見，學(xué)生在“課前”要通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布的授課內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考，從而完成“自學(xué)”環(huán)節(jié)。由于學(xué)生在大一時(shí)進(jìn)行了先導(dǎo)課程——無機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了最基礎(chǔ)的物理化學(xué)內(nèi)容，因此課前學(xué)生可以在一定程度上完成自學(xué)任務(wù)。根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺上所發(fā)布的預(yù)習(xí)中所遇到的疑難問題，在“課中”環(huán)節(jié)教師將與學(xué)生一起集中精力攻克重點(diǎn)及難點(diǎn)。這樣在教師的指導(dǎo)和幫助下學(xué)生能夠有效地消除難點(diǎn)，將知識不斷地內(nèi)化、重組，達(dá)到在較少的課時(shí)進(jìn)行“研究”的目的;課后學(xué)生進(jìn)行在線練習(xí)及作業(yè)測評，而教師主要進(jìn)行輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)等，該種互動(dòng)形式可以達(dá)到“測試”的目的，即以評促學(xué)。

物理化學(xué)課程的集中答疑學(xué)時(shí)達(dá)總學(xué)時(shí)的24%，主要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)課堂中的“互動(dòng)”環(huán)節(jié)，是課內(nèi)課堂的重要補(bǔ)充。該部分通過調(diào)動(dòng)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性，用以培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的能力，也是培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力的重要手段。由表2物理化學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)課堂集中答疑學(xué)時(shí)的教學(xué)過程可見，整個(gè)教學(xué)過程仍由“課前-課中-課后”組成。課前教師將根據(jù)章節(jié)通過網(wǎng)絡(luò)平臺向?qū)W生發(fā)布討論課題，而討論的題目基本是選取學(xué)生容易模糊的知識點(diǎn)，如體系與環(huán)境、自發(fā)過程等基本概念等;課中主要是讓學(xué)生通過閱讀推薦參考教材自己舉例認(rèn)證，給出不同教材中對該知識點(diǎn)的理解，最后由教師對主要內(nèi)容給出總結(jié);課后教師將課上的知識點(diǎn)總結(jié)通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布，并給出相應(yīng)章節(jié)現(xiàn)代科技發(fā)展的新成果，如納米材料的新性能，以豐富和開闊學(xué)生眼界。

物理化學(xué)課程的課外輔導(dǎo)答疑學(xué)時(shí)為總學(xué)時(shí)的16%，主要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)課堂中的“動(dòng)手動(dòng)腦”環(huán)節(jié)，加強(qiáng)生生互動(dòng)。該課時(shí)對于學(xué)生和教師來說是沒有硬性規(guī)定地點(diǎn)的，不是封閉的、固定的，而是開放的，活動(dòng)的形式完全由學(xué)生和教師自主設(shè)定。物理化學(xué)課程由其特點(diǎn)決定需要通過大量習(xí)題的運(yùn)算來加深對抽象概念和理論的理解，因此本課程在課外輔導(dǎo)答疑學(xué)時(shí)推薦學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)“大學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫”中“物理化學(xué)試卷中心”進(jìn)行擴(kuò)展性的自測學(xué)習(xí)，而后通過網(wǎng)絡(luò)或面對面的方式對習(xí)題測試中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行課外輔導(dǎo)答疑。此外，根據(jù)具體章節(jié)安排課外實(shí)踐活動(dòng)，如在膠體化學(xué)學(xué)習(xí)中安排學(xué)生調(diào)查研究本地區(qū)PM2.5的成分及結(jié)構(gòu)?？梢?，在轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式下，教師的角色發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)變，成為了學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、促進(jìn)者、服務(wù)者，而學(xué)生則由被動(dòng)接受成為主動(dòng)探究。

表3給出了不同教學(xué)模式下課堂講授的教學(xué)設(shè)計(jì)。在2013級及2014級的授課對象中，新內(nèi)容講解步驟中技術(shù)手段的運(yùn)用有所差別。2013級學(xué)生以多媒體教學(xué)為主，而2014級學(xué)生則以板書為主。傳統(tǒng)課堂的教學(xué)按課程導(dǎo)入-新課講解-內(nèi)容總結(jié)三部分完成，其中以教師為主學(xué)生互動(dòng)為輔的新內(nèi)容講解占據(jù)約80%的時(shí)間，課程導(dǎo)入及教師引導(dǎo)下的本課總結(jié)均約5min。轉(zhuǎn)動(dòng)課堂在講授教學(xué)中，最初5min左右將組織學(xué)生分組就布置的預(yù)習(xí)任務(wù)進(jìn)行討論，并派一個(gè)為代表匯報(bào)討論結(jié)果。根據(jù)討論結(jié)果，通過問題或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)引出新課，例如，通過討論得知強(qiáng)電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率可以通過外推法得出，可以拋出思考問題“如何得到弱電解質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率”。而后借助PPT輔助新課教學(xué)的完成（約講解30min）。針對本節(jié)課內(nèi)容或案例進(jìn)行分組討論、習(xí)題強(qiáng)化，時(shí)間控制在10min左右。最終，通過問題解決的過程，引導(dǎo)學(xué)生對概念進(jìn)行歸納和總結(jié)，形成本節(jié)知識點(diǎn)概念圖（約5min）。師生一起集中精力“研磨”為數(shù)不多的疑難問題，包括經(jīng)過測試環(huán)節(jié)篩選出來的老問題和研磨過程中產(chǎn)生的新問題，通過師生互動(dòng)、生生互動(dòng)協(xié)作學(xué)習(xí)解決問題。通過多方的互動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生可以逐一地攻克重點(diǎn)和難點(diǎn)，能順暢地將每節(jié)課上的知識進(jìn)行內(nèi)化，不斷重組、完善和優(yōu)化自己的知識體系。

三、不同教學(xué)模式物理化學(xué)課程的教學(xué)評測

傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下物理化學(xué)課程的考核模式采用平時(shí)成績：期末成績=3：7，即平時(shí)作業(yè)與測試成績占總成績的30%，而期末考試成績?yōu)榭偝煽兊?0%。這使得學(xué)生習(xí)慣于考前突擊復(fù)習(xí)，死記硬背公式例題。雖考試成績及格，但并不能說明就真的理解和掌握了所學(xué)內(nèi)容，甚至還會(huì)出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。因此，該評價(jià)方式在一定程度上不能反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)水平。

轉(zhuǎn)動(dòng)課堂的教學(xué)模式將能力考核及平時(shí)考核的結(jié)果計(jì)入期末考試成績總成績。表4給出了轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式的考核辦法?？梢钥闯?，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式下，期末成績僅占學(xué)生最終總成績的40%，而平時(shí)互動(dòng)訓(xùn)練占總成績的10%，能力考核占20%。從表中可以看出能力考核是轉(zhuǎn)動(dòng)課堂總成績的重要組成部分。不參與就沒有成績，或?qū)W習(xí)不認(rèn)真，成績不合格，就可能會(huì)造成該門課程的期末總評成績不合格。這樣能夠促進(jìn)學(xué)生參與課外課堂活動(dòng)，并認(rèn)真完成相關(guān)的作業(yè)。相應(yīng)地，期末考試卷中題目靈活性及實(shí)用性增強(qiáng)，實(shí)際生產(chǎn)、生活相關(guān)的題目比例增加，以評價(jià)學(xué)生學(xué)以致用的能力。

圖1給出了不同教學(xué)模式物理化學(xué)課程的評測結(jié)果。從圖中可以看出，兩種教學(xué)模式下學(xué)生的成績均為百分制，且呈現(xiàn)良好的正態(tài)分布，說明題目的難易適中。兩種教學(xué)模式中80～89分段與不及格分段差異較為明顯。轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式下80～89分段學(xué)生比例較高（均超45%以上），傳統(tǒng)授課模式該分?jǐn)?shù)段學(xué)生比例僅為40%左右。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式中不及格學(xué)生比例明顯降低（僅為2%左右），相較于傳統(tǒng)模式降低了約8%左右。同時(shí)可以看出，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式的兩個(gè)年級相比，2014級在70～100分段的學(xué)生比例稍高，結(jié)合表3的教學(xué)手段可知適當(dāng)增加板書有利于學(xué)生跟隨教師的思路，框架化知識點(diǎn)。

四、物理化學(xué)課程不同教學(xué)模式啟示

傳統(tǒng)教學(xué)模式是在工業(yè)化社會(huì)背景下所形成的，并且在班級授課制中逐漸形成和發(fā)展。這種教學(xué)模式在于適應(yīng)規(guī)?；囵B(yǎng)人才的教學(xué)目標(biāo)，最大的弊端在于強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，忽視了眾多學(xué)生面對知識點(diǎn)時(shí)理解力的個(gè)體差異，同時(shí)也忽視了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展需求。

轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式通過“問題引導(dǎo)-課堂討論-框架講解-問題解決”的流程幫助學(xué)生多次內(nèi)化知識，形成正確的知識概念，使學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)掌握最大量的知識。目前學(xué)習(xí)資源十分豐富，視頻和音頻以及互聯(lián)網(wǎng)均為問題引導(dǎo)中的知識內(nèi)化提供了良好的平臺。課堂討論過程則使學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度克服自我的難點(diǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的知識內(nèi)化。在課堂和網(wǎng)絡(luò)上師生共同進(jìn)行知識框架化，從而使學(xué)生完成深度的拓展性學(xué)習(xí)。同時(shí)由于過程考核權(quán)重增加，學(xué)生更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí)效果。課堂發(fā)言及討論環(huán)節(jié)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生小組之間的“唇槍舌戰(zhàn)”鍛煉了學(xué)生分析問題能力?？蒲行聞?dòng)態(tài)的引入，提高了學(xué)生對于枯燥知識點(diǎn)的興趣，與實(shí)際生活緊密相關(guān)的綜述性作業(yè)加強(qiáng)了對知識點(diǎn)的理解。

然而，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式絕不是簡單的你強(qiáng)我弱。兩年教學(xué)實(shí)踐表明，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂教學(xué)模式對于物理化學(xué)課程的教學(xué)過程仍存在諸多局限性。

（一）學(xué)生因素

轉(zhuǎn)動(dòng)課堂對學(xué)生提出了更高的要求，其各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)都需要學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)能力相配合。課前學(xué)生需要自覺自主地儲備相關(guān)的知識，課中需要積極參與討論預(yù)習(xí)中所遇到的難點(diǎn)問題，而課后需要自覺測試鞏固所學(xué)知識。因此學(xué)生所表現(xiàn)出的自我控制力的差異使學(xué)習(xí)效果呈現(xiàn)了較大的不同。并行的其它學(xué)科的轉(zhuǎn)動(dòng)課堂改革也使學(xué)生投入的時(shí)間及精力過大，這易于增加學(xué)生對課程負(fù)擔(dān)的不滿意情緒，使課堂的教學(xué)效果受到影響。

（二）教師因素

一方面，轉(zhuǎn)動(dòng)課堂模式中教師需要花費(fèi)更多的時(shí)間進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，而大量的課余時(shí)間則用來郵件及各種即時(shí)聊天軟件回復(fù)學(xué)生的問題，這使得教師的責(zé)任感在課程實(shí)施中占據(jù)著核心位置。另一方面，個(gè)性化輔導(dǎo)本身又要求教師對知識點(diǎn)進(jìn)行深度拓展。尤其對于學(xué)生所提出的不常見的問題，教師需要查閱更多的參考資料，甚至需要整個(gè)教研室的教師進(jìn)行研討。因此，教研團(tuán)隊(duì)是教師實(shí)施轉(zhuǎn)動(dòng)課堂實(shí)踐不可或缺的力量。

（三）外部環(huán)境因素

信息技術(shù)手段、資源與設(shè)備、學(xué)生規(guī)模與教室條件都影響著轉(zhuǎn)動(dòng)課堂的實(shí)施效果。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，新的平臺與技術(shù)工具的出現(xiàn)也成為推動(dòng)教師實(shí)施轉(zhuǎn)動(dòng)課堂的重要因素。

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