基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在分析化學(xué)課程中的實踐*

薛茗月，湛志華，馬 琳，葉 翠，周國華，賈永梅，李志果，劉玉革，晏 蜻

(嶺南師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東 湛江 524048)

分析化學(xué)課程主要以無機化學(xué)知識為課程基礎(chǔ)，借助物理和高等數(shù)學(xué)的基本知識，研究物質(zhì)的質(zhì)和量的科學(xué)。它是化學(xué)化工、制藥工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是從事醫(yī)藥、環(huán)境、能源、化學(xué)及其它化學(xué)分支學(xué)科相關(guān)工作的基礎(chǔ)，與這些學(xué)科的相關(guān)課程有著緊密的聯(lián)系。通過該課程的學(xué)習(xí)可以鍛煉學(xué)生從事理論研究和實際工作的能力，培養(yǎng)求實嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。課程涉及面非常廣，知識點多，內(nèi)容枯燥，計算量大，還要求具有扎實的無機化學(xué)、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識，這些因素導(dǎo)致許多學(xué)生對分析化學(xué)缺乏學(xué)習(xí)興趣，也對教師的教學(xué)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)教育平臺是一種具有全新的教學(xué)方式和教育資源的共享平臺，越來越多的師生選擇使用網(wǎng)絡(luò)教育平臺，它是目前高校教育教學(xué)改革的重要方向[1]?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”模式經(jīng)過多年的實踐與發(fā)展之后，催生了頗具規(guī)模且開放的在線課程學(xué)習(xí)平臺(例如慕課、好大學(xué)等)，以及以“雨課堂”、“超星學(xué)習(xí)通”等為代表的教學(xué)平臺。此類教育平臺的突出優(yōu)勢體現(xiàn)在如下兩點：(1)克服時空限制實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，促進自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)；(2)短視頻結(jié)合在線習(xí)題作業(yè)以鞏固知識，圖文與聲音并茂，簡單易學(xué)。但其缺點也不容忽視，主要體現(xiàn)在：(1)缺乏傳統(tǒng)課堂的相互感染、即興互動和歡聲笑語，忽視人的社會屬性不可能有好的教育效果；(2)教學(xué)組織形式以結(jié)構(gòu)化碎片化的知識傳授為主，缺乏高階思維能力培養(yǎng)，對高等教育人才培養(yǎng)而言，學(xué)生系統(tǒng)的分析、解決問題的能力比知識點的掌握更重要，而這種能力的培養(yǎng)需要教師潛移默化的言傳身教；(3)教學(xué)模式單一，教學(xué)設(shè)計簡單，缺少分層的教學(xué)目標(biāo)規(guī)劃，也不能滿足不同學(xué)習(xí)對象的差異需求，難以適應(yīng)高等教育諸多學(xué)科課程的具體要求，尤其是分析化學(xué)這類以實驗為基礎(chǔ)的課程。長期使用慕課這類平臺會引發(fā)學(xué)習(xí)效果兩級分化的問題，對于學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)自主性均有待提高的低年級學(xué)生，此問題尤為突出[2-3]?；诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂在一定程度上彌補了慕課類平臺的不足。特別是在新冠疫情時期，翻轉(zhuǎn)課堂依托“雨課堂”、“超星學(xué)習(xí)通”等在線教學(xué)平臺的教學(xué)模式，因為注重提高學(xué)生的思維創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的特點，已成為了高校教育教學(xué)改革研究的熱點。

1 傳統(tǒng)分析化學(xué)課程教學(xué)存在的主要問題

疫情前，我院的分析化學(xué)課程主要以傳統(tǒng)的線下教學(xué)為主，教師是教學(xué)過程中的絕對主體，其通過呆板的教案、板書或PPT演示，以課堂講授的教學(xué)方法按教材章節(jié)結(jié)構(gòu)面對全班學(xué)生講解新知識，師生互動多停留在課堂提問這一方式，學(xué)生參與度低，覆蓋面窄，只有少部分學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生接受到任課教師大部分的關(guān)注，可以說是以教師和成績優(yōu)秀的學(xué)生為中心，沒有真正做到以學(xué)生為中心。這種程序化、模式化的授課模式往往導(dǎo)致課堂教學(xué)活動沒精打采，活力不足，很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。傳統(tǒng)分析化學(xué)教學(xué)過程中存在的突出問題主要體現(xiàn)在：(1)分析化學(xué)課程的學(xué)時相對較少。例如嶺南師范學(xué)院化學(xué)專業(yè)的無機化學(xué)有112課時，分兩個學(xué)期完成；而同為專業(yè)基礎(chǔ)課的分析化學(xué)課時為56課時，一個學(xué)期上完；分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、重點難點并不比無機化學(xué)和有機化學(xué)少，并且對計算能的力要求較無機化學(xué)有機化學(xué)更高。因此，部分學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容一知半解，難以掌握和理解關(guān)鍵內(nèi)容。(2)學(xué)生對學(xué)習(xí)分析化學(xué)缺乏興趣。主要表現(xiàn)在課前預(yù)習(xí)困難(基礎(chǔ)知識不扎實)、課后作業(yè)完成質(zhì)量差(或網(wǎng)上尋找參考答案或抄襲同學(xué)作業(yè))，課堂中師生缺乏互動，更多時候是學(xué)生跟不上教學(xué)節(jié)奏，對教師的提問沉默以對，一問三不知，教師上課逐漸失去激情。(3)教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期。分析化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，教材信息量大，教學(xué)資源多而雜，沒有精心的整理和疏導(dǎo)，學(xué)生很難有效利用，學(xué)習(xí)效果差。2020年疫情期間，分析化學(xué)課不得不采用單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，暴露出的主要問題是教師缺乏對學(xué)生聽課情況的有效管控，甚至連真實的上課考勤都無法掌握，不能滿足教學(xué)要求。學(xué)情問卷調(diào)查和期末考試成績均反映出純粹的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果遠(yuǎn)比不上傳統(tǒng)教學(xué)的效果。然而，這一時期的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實踐對分析化學(xué)教學(xué)改革有重要意義，它引導(dǎo)教師在分析化學(xué)教學(xué)過程中探索新的教學(xué)方法和形式，推陳出新，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的積極性。

2 基于教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂在分析化學(xué)課程中的優(yōu)勢

基于教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是將信息技術(shù)手段應(yīng)用于理論教學(xué)的一種新型教學(xué)模式，實現(xiàn)了課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)深度融合。其教學(xué)過程可概括為兩步，首先是學(xué)生線上對學(xué)習(xí)資源的深度學(xué)習(xí)(線上資源包括課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計劃、教學(xué)視頻、作業(yè)庫、參考文獻(xiàn)等)，然后是線下課堂上老師針對性的講解及師生交流討論等活動。對于分析化學(xué)這種知識點多和理論性強的課程教學(xué)，采用“教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”模式教學(xué)具有以下三個優(yōu)勢：(1)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式吸收了眾多高校的信息化教學(xué)資源和技術(shù)手段，學(xué)生在教學(xué)平臺上學(xué)習(xí)最新的分析化學(xué)教學(xué)素材。(2)促使學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式以適應(yīng)新的教學(xué)模式，增強學(xué)生的主觀能動性，自覺融入到課程之中，從而加深對課程的理解。(3)突破時間和空間的限制，學(xué)生可根據(jù)自身情況做合理安排，提高學(xué)習(xí)能力和效率，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。對于教師來說，可以不拘泥于固定的教學(xué)模式，抓住核心教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生制定易懂、生動全面的課程，從而改善課堂氣氛和學(xué)生的參與積極性。

3 基于教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實施策略

3.1 “網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”模式的授課內(nèi)容

分析化學(xué)課程一般是在本科第三學(xué)期開設(shè)，雖然大二學(xué)生求知欲、創(chuàng)造性和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力強，但也存在個人能力、生源地教學(xué)質(zhì)量等差異，再加上多年的灌輸式學(xué)習(xí)導(dǎo)致他們?nèi)狈χ鲃訉W(xué)習(xí)意識。因此，我們對分析化學(xué)這門課開展“教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”模式的改革實踐，以探索出新的教學(xué)方式。分析化學(xué)課程包括定量分析、化學(xué)平衡與滴定分析基礎(chǔ)、四大滴定、分光光度法等理論基礎(chǔ)及誤差與實驗數(shù)據(jù)處理，知識點繁多，計算量大，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要是老師利用多媒體結(jié)合板書的形式教學(xué)，這種教學(xué)方法不能體現(xiàn)具體的操作過程，很難兼顧到不同程度的學(xué)生。這種學(xué)生覺得課堂枯燥乏味，而知識結(jié)構(gòu)邏輯性強的教學(xué)內(nèi)容，非常適合設(shè)計為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。

3.2 “教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的實施

3.2.1 提前準(zhǔn)備資源

基于教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂成功的關(guān)鍵是基于學(xué)校學(xué)習(xí)通平臺準(zhǔn)備教學(xué)資源。教師在上課前提前收集各種視頻材料和自己錄制的教學(xué)視頻，以及其他形式的學(xué)習(xí)資料，有效整合后再上傳到學(xué)習(xí)平臺，可分為課程資源、拓展資源、課后作業(yè)三個部分。課程資源是指與大綱要求掌握內(nèi)容的相關(guān)資源，包括教學(xué)設(shè)計、視頻等；拓展資料是基于課堂所學(xué)知識的擴展，包括一些最新研究進展和相關(guān)科學(xué)家的介紹。課后作業(yè)分為線上作業(yè)和線下作業(yè)，線上作業(yè)以客觀題和系統(tǒng)評分為主，輔以主觀題和學(xué)生互評；線下作業(yè)以計算題為主，旨在鍛煉計算能力和規(guī)范解題步驟，每項作業(yè)都會選出優(yōu)秀的作業(yè)，并在學(xué)習(xí)通平臺上進行通報和展示，為其他學(xué)生的學(xué)習(xí)提供參考，同時也提高學(xué)生的榮譽感和積極性。

3.2.2 翻轉(zhuǎn)課堂的執(zhí)行

教師在“學(xué)習(xí)通”教學(xué)平臺提前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)及具體要求。在學(xué)生層面，應(yīng)在課前規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)習(xí)平臺資料區(qū)的課件及視頻，完成在線作業(yè)，分小組互助討論，提出討論主題并完成課前思考題。此環(huán)節(jié)教師應(yīng)積極線上參與，引導(dǎo)學(xué)生進行探究式個性化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，知識運用能力，表達(dá)溝通能力，交流能力及團隊合作精神。新課堂以學(xué)生為主體，學(xué)生預(yù)先學(xué)習(xí)平臺上的視頻和資料，根據(jù)教學(xué)大綱列出的重點難點，設(shè)計討論內(nèi)容主題(教師通過教學(xué)平臺課前引導(dǎo)學(xué)生展開分組討論，并對主題進行審核和排序)。在教師層面，應(yīng)依托課件，在線下課堂上進行有針對性的講解，師生之間、生生之間進行互動和交流，使學(xué)生從前期知識的灌輸，轉(zhuǎn)變到知識的內(nèi)化吸收、輸出和知識拓展，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，推進學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生靈活運用知識、分析問題和解決復(fù)雜問題的能力。以分析化學(xué)課程中的絡(luò)合滴定為例，學(xué)生通過在線觀看視頻教學(xué)，完成預(yù)習(xí)題(題目設(shè)計應(yīng)有明確考點，注重難度梯度)，做好課前準(zhǔn)備。教師根據(jù)知識點和學(xué)生線上的學(xué)習(xí)情況，設(shè)計課堂上需要解決的難點和重點，并將典型習(xí)題作為例題講解。如計算題中分析水的硬度時，教師提出問題“絡(luò)合滴定曲線與酸堿滴定曲線有什么異同點？”，讓學(xué)生進行分組討論，并組織回答問題。利用線上作業(yè)中實際水樣檢測方法和計算，作為課上案例進行分析，能夠?qū)⒕€上和線下課堂有機結(jié)合，使學(xué)生對副反應(yīng)和解蔽方法相關(guān)知識難點更好的理解和吸收，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。課后，學(xué)生通過做作業(yè)鞏固知識點，并使用平臺討論區(qū)進行學(xué)習(xí)和交流，教師還可以在學(xué)習(xí)通平臺的答疑討論區(qū)進行在線答疑等活動。在每章的最后一節(jié)課，教師結(jié)合思考題、作業(yè)、討論區(qū)問題進行串講，最后學(xué)生做章節(jié)測試題，評價學(xué)習(xí)效果。教師可以給學(xué)生以發(fā)送公告的形式推薦網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源鏈接鼓勵有余力的學(xué)生開展進一步深入學(xué)習(xí)。總之，教師充分借助于信息化技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容融合，利用平臺課程管理數(shù)據(jù)督促、監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

3.2.3 線上線下融合

分析化學(xué)有很多知識點，需要長期積累。如果我們僅僅依靠在課堂上學(xué)習(xí)，是很難消化教師的授課內(nèi)容的。通過教學(xué)平臺整合線上和線下的教學(xué)是必然改革創(chuàng)新的必然趨勢。提前在線上預(yù)習(xí)知識點并達(dá)到課程目標(biāo)的基本要求，然后通過線下課堂的探究學(xué)習(xí)確保學(xué)生能夠拓寬學(xué)習(xí)的思路和方式，上課過程中的生動互動將顯著提高教學(xué)效果。

3.2.4 結(jié)合實驗內(nèi)容講解理論課

以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的基本特征，化學(xué)實驗室是培養(yǎng)綜合性化學(xué)人才最有效的場所[4]。教師在分析化學(xué)課程教學(xué)時必須注重實驗環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在實驗訓(xùn)練中結(jié)合理論知識積極思考每步操作背后的科學(xué)意義，積極分析每步操作對實驗結(jié)果的影響，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和參與，鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和分析能力，加深對化學(xué)理論知識的理解和掌握，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。例如學(xué)習(xí)氧化還原滴定內(nèi)容時，結(jié)合高錳酸鉀溶液的配制與標(biāo)定實驗中對反應(yīng)條件的控制，系統(tǒng)全面理解氧化還原滴定的原理，并培養(yǎng)學(xué)生對定量分析的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。

4 基于“教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的考核方式

“教學(xué)平臺+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式的考核應(yīng)不同于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，合適的課程考核辦法不僅能最大限度地了解學(xué)生對知識點的掌握情況，還能借此機會鼓勵學(xué)生不斷改進自己的不足，取得更大的進步[5]。在制定考核標(biāo)準(zhǔn)時，需要權(quán)衡教學(xué)過程中學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、課堂參與度和課程作業(yè)完成度三個方面的考核比重，發(fā)揮導(dǎo)向作用，為學(xué)生提供更靈活的自我展示舞臺，進一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思考能力。我們的翻轉(zhuǎn)課堂課程考核主要包括課前準(zhǔn)備(15%)、課中出勤(10%)、課中參與討論(15%)、課后線上作業(yè)(10%)、課后線下作業(yè)(10%)、其中測試(10%)，期終測試(30%)?？梢钥吹?，考核內(nèi)容全面而有所側(cè)重，一方面顯示預(yù)習(xí)和課堂參與度為課程翻轉(zhuǎn)的核心地位，以及期終測試的重要性，另一方面又強調(diào)出勤、作業(yè)等的不可忽視。

5 結(jié) 語

翻轉(zhuǎn)課堂的核心理念是教學(xué)主體地位的翻轉(zhuǎn)，通過改變課堂中師生之間的教與學(xué)關(guān)系，盤活了分析化學(xué)課程的教學(xué)活動，極大地提高了學(xué)生上課的積極性和學(xué)習(xí)主動性。結(jié)合雨課堂、學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式具有豐富的教學(xué)資源、友好的教學(xué)界面、便捷的交流互動渠道等優(yōu)勢，能提高分析化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，是值得深入探索和實踐的新型教學(xué)方法。