翻轉(zhuǎn)課堂在《材料化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

劉艷麗

(湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長沙 410082)

《材料化學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程之一，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)《材料物理化學(xué)》、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《材料工程基礎(chǔ)》等課程的基礎(chǔ)?；谖覈究平逃龔?qiáng)調(diào)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用”的原則，該課程在培養(yǎng)創(chuàng)新型高級(jí)技術(shù)工程人才方面具有舉足輕重的地位。經(jīng)過近幾年專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的優(yōu)化和調(diào)整，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新的教學(xué)要求，這要求任課教師要與時(shí)俱進(jìn)、引入新的教學(xué)模式、合理調(diào)整課堂內(nèi)外時(shí)間、凝練課堂教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生對材料化學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力，使學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握材料化學(xué)的基本理論和基本方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和研究打下必要的基礎(chǔ)。

1 《材料化學(xué)基礎(chǔ)》傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

《材料化學(xué)基礎(chǔ)》是針對材料科學(xué)與工程專業(yè)大一新生開設(shè)的一門基礎(chǔ)理論課程，涵蓋無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)兩個(gè)部分，內(nèi)容信息量大、覆蓋面廣。雖然學(xué)生在高中階段接觸了一部分的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，但本課程的深度、廣度和難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了中學(xué)階段課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，很多內(nèi)容需要重新引導(dǎo)學(xué)習(xí)，因此在實(shí)際的教學(xué)工作中常常面臨知識(shí)點(diǎn)紛雜與教學(xué)時(shí)間有限的矛盾。

《材料化學(xué)基礎(chǔ)》傳統(tǒng)的教學(xué)模式包括知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化兩個(gè)階段。在知識(shí)傳授階段，教師傾向于采用講述型教學(xué)模式，雖然輔助了多媒體教學(xué)，但教學(xué)過程仍以“粉筆+黑板”為主導(dǎo)、“PPT+話筒”為手段，教師講、學(xué)生聽，課內(nèi)“滿堂灌”，由于受學(xué)時(shí)的限制，往往一節(jié)授課內(nèi)容涵蓋幾十頁書本內(nèi)容。筆者在授課和走訪過程中發(fā)現(xiàn)，很大一部分同學(xué)由于剛剛從高中進(jìn)入大學(xué)，還沒有從高中“手把手”式的學(xué)習(xí)方式中走出來，不太適應(yīng)大學(xué)課程的授課方式，不知道如何主動(dòng)地參與到教學(xué)過程中去，不能接受大學(xué)課程的教學(xué)進(jìn)度，課后也不知道如何進(jìn)行知識(shí)梳理與總結(jié)，久而久之，不懂的內(nèi)容越積越多，最終導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至逃學(xué)的現(xiàn)象，授課效果非常之差。在知識(shí)內(nèi)化階段，理論上要求學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容通過課后作業(yè)的形式加以鞏固，但是在這類傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師占據(jù)著核心地位，學(xué)生的學(xué)習(xí)處于被動(dòng)地位，學(xué)生對授課內(nèi)容一知半解，因此對于課后“滿負(fù)荷”作業(yè)，很多學(xué)生選擇相互抄寫，交差了事。

因此，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性難以有效地調(diào)動(dòng)，其主觀能動(dòng)性和特色個(gè)性很難或者無從發(fā)揮，更談不上其創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高，甚至可能成為學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力發(fā)展的一種障礙。那么，如何提高課堂效率，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣？這就要求授課教師引入新的教學(xué)模式，重新調(diào)整課堂內(nèi)外時(shí)間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生有效地參與到教學(xué)過程中來。

2 翻轉(zhuǎn)課堂特點(diǎn)分析

翻轉(zhuǎn)課堂，英文為Flipped Classroom或Inverted Classroom，是一種將課內(nèi)與課外教學(xué)活動(dòng)顛倒的教學(xué)模式[1-3]。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)外的時(shí)間被重新調(diào)整、劃分，教師在課前錄制相應(yīng)課程的教學(xué)視頻，并把教學(xué)視頻和課程PPT等學(xué)習(xí)資料提前共享給學(xué)生，學(xué)生通過觀看視頻和自學(xué)PPT資料獲取知識(shí)。在課堂上教師不再按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行授課，而是組織相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，答疑解惑，幫助學(xué)生解決在課前學(xué)習(xí)中遇到的難題。

與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂這一教學(xué)模式最主要的特點(diǎn)是教師和學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換，基本上是學(xué)生自己完成知識(shí)的獲取與內(nèi)化，教師僅起了一個(gè)引導(dǎo)的作用[4-5]。這樣一來，學(xué)生成為課堂的主人，由被動(dòng)地接收知識(shí)變成主動(dòng)地獲取知識(shí)，學(xué)習(xí)的自主性大大加強(qiáng)。另外，學(xué)生的自學(xué)空間非常大，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏和學(xué)習(xí)能力多次觀看視頻和PPT資料，擁有了更多的主動(dòng)權(quán)，更大的探索空間。在這種教學(xué)模式下，教師仍是教學(xué)質(zhì)量的控制者，無論是課前的學(xué)習(xí)任務(wù)布置，還是課堂上的互動(dòng)、總結(jié)，都需要在教師的高度統(tǒng)籌和引導(dǎo)下進(jìn)行[6]。

3 翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于《材料化學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂把課堂的主體地位由教師轉(zhuǎn)給了學(xué)生，而教師在整個(gè)教學(xué)過程中處于主導(dǎo)地位。這種“主體-主導(dǎo)”相結(jié)合的全新教學(xué)模式在多個(gè)高校的多門課程中推廣使用，順應(yīng)了當(dāng)前信息化大潮，取得了良好的教學(xué)效果[7-10]。而筆者目前所帶的課程《材料化學(xué)基礎(chǔ)》還沒使用翻轉(zhuǎn)課堂，通過對該課程的特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，筆者認(rèn)為可以將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于本課程的教學(xué)中，對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革。翻轉(zhuǎn)課堂模式在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的實(shí)施可以由課前自主學(xué)習(xí)、課堂鞏固提高、課后知識(shí)內(nèi)化和課程評價(jià)考核四個(gè)步驟組成。

3.1 課前自主學(xué)習(xí)

針對大一、大二低年級(jí)學(xué)生，采用翻轉(zhuǎn)課堂，最關(guān)鍵的是將問題明確化，并且從簡至繁，一步步引導(dǎo)學(xué)生對課程的興趣，從而建立起自身學(xué)習(xí)的動(dòng)力，這在其今后三、四年級(jí)的學(xué)習(xí)生涯中將起到至關(guān)重要的作用[11]。在課前主動(dòng)學(xué)習(xí)階段，教師可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將課程教學(xué)內(nèi)容及基本教學(xué)視頻和PPT等學(xué)習(xí)資料共享給學(xué)生，并布置相應(yīng)的課堂討論主題，讓學(xué)生在課前根據(jù)教師提供的資料對課堂內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，就相關(guān)專題查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，并為在課堂上進(jìn)行匯報(bào)和討論做好相應(yīng)準(zhǔn)備，加強(qiáng)學(xué)生在課堂上的主體性，構(gòu)建一個(gè)融合教與學(xué)的教學(xué)環(huán)境。

3.2 課堂鞏固提高

課堂鞏固提高是提升學(xué)生綜合素質(zhì)和翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵。根據(jù)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，教師不能一下子完全脫離“手把手”式教學(xué)方式，在授課過程中，可以設(shè)置合適的章節(jié)講授比例，從簡至難，逐步應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。例如，對于課程中“氧化還原反應(yīng)”等章節(jié)，該部分教學(xué)難點(diǎn)為“電極電勢的概念及影響因素”，教師可以以“講課”方式傳授這部分內(nèi)容，使學(xué)生完成基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備。而對于“氧化還原方程式的配平、電極電勢的應(yīng)用”等與高中課程有一定銜接性的內(nèi)容，易于采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。課前教師給出相應(yīng)的課程資源，學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)，教師可以設(shè)置一些與高中課程有良好銜接性的主題，例如電化學(xué)銅鋅原電池的設(shè)計(jì)、日常生活中金屬制件的腐蝕防護(hù)辦法等，讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備相關(guān)資料，在課堂上進(jìn)行匯報(bào)和討論，使學(xué)生參與到教學(xué)中，通過解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力。

另外，教師可以通過課前對學(xué)生們自學(xué)情況的收集和分析，找出學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中存疑的問題，對于一些共性的問題，進(jìn)行分組討論、角色翻轉(zhuǎn)等方式進(jìn)行分析、討論和探究，通過不同觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)的溝通交流、對話爭辯、思想碰撞，達(dá)到對知識(shí)內(nèi)容的加深理解、鞏固掌握的目的。課堂鞏固提高階段，既是學(xué)生在不斷解惑過程之中構(gòu)建自己知識(shí)體系的過程，也是學(xué)生自覺地把創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)之中，發(fā)展個(gè)體思維能力、溝通能力以形成批判性思維和創(chuàng)新性思維的過程。

3.3 課后知識(shí)內(nèi)化

課后學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)升華的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大一、大二年級(jí)學(xué)生剛剛結(jié)束高中學(xué)習(xí)階段，喜歡通過作業(yè)習(xí)題完善知識(shí)。教師可以結(jié)合每個(gè)章節(jié)知識(shí)內(nèi)容的難點(diǎn)、重點(diǎn)，布置相關(guān)有針對性的習(xí)題，讓學(xué)生根據(jù)“課前自主學(xué)習(xí)”和“課堂鞏固提高”的情況自由選擇，實(shí)現(xiàn)知識(shí)真正的內(nèi)化過程。另外，教師可以圍繞課程內(nèi)容的前沿課題，讓學(xué)生撰寫相關(guān)研究報(bào)告，使得一部分學(xué)有余力的學(xué)生，可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與教師和同學(xué)進(jìn)行交流和探討，或者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室觀摩學(xué)習(xí)，完成對知識(shí)的內(nèi)化與實(shí)際應(yīng)用。

3.4 課程評價(jià)考核

傳統(tǒng)教學(xué)方式下的教學(xué)評價(jià)考核，往往采用“一張期末試卷定成績”，這樣的方式存在諸多弊端。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，需要在新的課程教學(xué)目標(biāo)指導(dǎo)下，開展課程評價(jià)考核體系的構(gòu)建。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，因教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的多樣性，課程考核可以采用過程性評價(jià)與綜合性評價(jià)并重的方式[12-13]。過程性評價(jià)又可分為課前評價(jià)、課中評價(jià)和課后評價(jià)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)投入度和能力提升度為主要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合學(xué)生的自主學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課中表現(xiàn)以及學(xué)習(xí)效果等評定成績，包括但不限于課前教學(xué)知識(shí)點(diǎn)視頻觀看、課堂討論表現(xiàn)、階段測驗(yàn)、課后作業(yè)、課后拓展學(xué)習(xí)及課程小論文等,綜合評價(jià)主要考察學(xué)生對課程的整體認(rèn)知程度、教學(xué)大綱重難點(diǎn)知識(shí)的掌握程度等。

4 結(jié) 語

隨著我國教育信息化以及知識(shí)共享化程度的日趨成熟，翻轉(zhuǎn)課堂使課前、課堂和課后統(tǒng)一為一個(gè)緊密相扣的有機(jī)整體，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)了師生角色，更好地發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位及教師的指導(dǎo)作用。將翻轉(zhuǎn)課堂運(yùn)用到《材料化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，既能提高學(xué)生對知識(shí)本身的掌握、培養(yǎng)學(xué)生良好的認(rèn)知能力，更能促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)、深入學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，提高學(xué)生創(chuàng)新思維及科學(xué)研究能力的有效模式，滿足培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用”卓越工程師人才的要求。