“物理化學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

孟曉燕，吳麗丹，吳實(shí)，楊流賽，陶慧琳

（上饒師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江西 上饒 334001）

“物理化學(xué)”是化學(xué)及與化學(xué)相關(guān)的化工、材料、生物、環(huán)境等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，其用物理的原理和方法來(lái)研究化學(xué)中最基本的規(guī)律和理論。該課程的特點(diǎn)是系統(tǒng)性、邏輯性和理論性強(qiáng)，概念抽象，公式繁多，其內(nèi)容涵蓋化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、界面現(xiàn)象和膠體化學(xué)等[1-3]。上饒師范學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中，““物理化學(xué)””課程96學(xué)時(shí)（6學(xué)分），分2個(gè)學(xué)期開設(shè)，每學(xué)期只有48學(xué)時(shí)，教材使用的是天津大學(xué)“物理化學(xué)”教研室編的《物理化學(xué)》（第六版）。由于《物理化學(xué)》（下冊(cè)）課時(shí)少，內(nèi)容多，且又有10個(gè)專升本的學(xué)生加入20級(jí)材料化學(xué)班，個(gè)別學(xué)生沒學(xué)過(guò)化學(xué)，這給教與學(xué)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，因而教師需要改變傳統(tǒng)授課模式。筆者面向20級(jí)材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生，采用翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式，設(shè)計(jì)《物理化學(xué)》（下冊(cè)）教學(xué)與實(shí)踐。

1 課程概述

1.1 課程教學(xué)目標(biāo)

“物理化學(xué)”課程作為材料化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案，設(shè)置了以下4 個(gè)課程目標(biāo)：一是了解“物理化學(xué)”課程的目標(biāo)和任務(wù)，掌握化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、界面現(xiàn)象及膠體化學(xué)等的基本概念、基本理論，學(xué)習(xí)“物理化學(xué)”的基本思想和方法；二是掌握“物理化學(xué)”學(xué)科的基本原理、解決實(shí)際問題的科學(xué)方法，使學(xué)生具有科學(xué)、理性、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鰡栴}和解決問題的能力；三是了解“物理化學(xué)”理論在生活、生產(chǎn)以及在材料、化工、食品、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，了解“物理化學(xué)”發(fā)展的前沿和方向。在材料設(shè)計(jì)與開發(fā)性能等方面，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題，并嘗試去解決問題；四是具備較強(qiáng)的交流、協(xié)調(diào)能力，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提升團(tuán)隊(duì)合作解決問題的能力，使學(xué)生具有較強(qiáng)的服務(wù)意識(shí)和合作精神，并能運(yùn)用專業(yè)知識(shí)服務(wù)社會(huì)。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂是一種新的教學(xué)模式，它顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，可實(shí)現(xiàn)以“學(xué)生為中心”教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變[4-5]。翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式，《物理化學(xué)》（下冊(cè)）教學(xué)過(guò)程如圖1 所示。課前將學(xué)習(xí)視頻、課程思政發(fā)布到“學(xué)習(xí)通”App 平臺(tái)上，并作為任務(wù)點(diǎn)，教師提出一些問題，學(xué)生利用課外時(shí)間進(jìn)行線上學(xué)習(xí)和討論；課堂上教師主要講解重難點(diǎn)、學(xué)生問的問題、出錯(cuò)較多的作業(yè)，師生互動(dòng)，教師分析總結(jié)等；課后學(xué)生完成線上線下作業(yè)、課程論文、單元測(cè)試題等，教師批改作業(yè)、課后答疑、教學(xué)反思、評(píng)價(jià)等。

圖1 《物理化學(xué)》（下冊(cè)）教學(xué)過(guò)程

2 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

根據(jù)材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱的要求，結(jié)合班級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，制定課前資源導(dǎo)學(xué)、課中互動(dòng)教學(xué)、課后知識(shí)鞏固與提升的多層次教學(xué)[1，6-7]。

2.1 課前資源導(dǎo)學(xué)

教師先從中國(guó)大學(xué)MOOC 平臺(tái)下載天津大學(xué)《物理化學(xué)》（下冊(cè)）視頻，提前發(fā)布到“學(xué)習(xí)通”App 平臺(tái)上，將視頻設(shè)為任務(wù)點(diǎn)、防拖拽、100%完成；課前發(fā)布課程思政內(nèi)容、問題等。學(xué)生課前完成問題、任務(wù)點(diǎn)等，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容若有疑問，可以與教師利用“學(xué)習(xí)通”或微信進(jìn)行在線互動(dòng)，深入交流，完成課前的導(dǎo)學(xué)。

2.2 課中互動(dòng)教學(xué)

課堂上，先復(fù)習(xí)上次課的主要內(nèi)容，講解共性問題、學(xué)生出錯(cuò)較多的課后作業(yè)等。由于學(xué)生已提前預(yù)習(xí)了本次課的內(nèi)容，對(duì)于簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)點(diǎn)不再講解；對(duì)于學(xué)生有疑問的知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)要重點(diǎn)講解，并出一些例題讓學(xué)生思考、嘗試分析題目并解決問題。最后利用幾分鐘時(shí)間，教師對(duì)本次課做分析總結(jié)。以“第七章電化學(xué)7.9 節(jié)原電池的設(shè)計(jì)”為例[8]，課堂教學(xué)組織與實(shí)施如表1所示。利用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，課堂上有時(shí)間可以生生互動(dòng)、師生互動(dòng)及相互討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生上課的積極性，讓同學(xué)們參與到課堂中來(lái)，達(dá)到比較滿意的教學(xué)效果。

表1 以“原電池的設(shè)計(jì)”為例課堂教學(xué)組織與實(shí)施

2.3 課后知識(shí)鞏固與提升

為了使學(xué)生掌握扎實(shí)的科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，教師于線上線下布置課后作業(yè)，比如課后習(xí)題作業(yè)、線上討論、用思維導(dǎo)圖總結(jié)知識(shí)點(diǎn)、單元測(cè)試題、撰寫課程論文等，列舉部分線上作業(yè)及學(xué)生答案，如表2所示。對(duì)于線上作業(yè)，學(xué)生可以互相批改并打分，鞏固提升了所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)了他人長(zhǎng)處；教師最后檢查及復(fù)批。通過(guò)線上線下多樣化的教學(xué)活動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、參與度和責(zé)任心，學(xué)生學(xué)習(xí)更加認(rèn)真，實(shí)現(xiàn)了以“學(xué)生為中心”的教學(xué)目標(biāo)。

3 教學(xué)評(píng)價(jià)

《物理化學(xué)》（下冊(cè)）采用翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行授課，體現(xiàn)了以“學(xué)生為中心”的教與學(xué)。采用混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果和課程目標(biāo)達(dá)成度情況，需要20 級(jí)材料化學(xué)班全體同學(xué)進(jìn)行全面客觀的評(píng)價(jià)。

3.1 定性評(píng)價(jià)

教師在課程結(jié)束后設(shè)計(jì)了一份問卷調(diào)查，調(diào)查題目如表1所示，每題賦分為10分，取學(xué)生的平均得分和平均得分率。由表3可知，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式是比較認(rèn)可的，在提高學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題能力等方面，平均得分率均高于90%；在學(xué)習(xí)效果方面，平均得分率為95.1%；在課程目標(biāo)1～4 的達(dá)成度情況，主觀評(píng)價(jià)得分率在80%左右。

表3 學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)和課程目標(biāo)達(dá)成度的評(píng)價(jià)

3.2 定量評(píng)價(jià)

定量評(píng)價(jià)包括平時(shí)考核、期中考試和期末考試，賦分均為100分。平時(shí)考核包括視頻任務(wù)點(diǎn)完成情況，總分為30分；線上討論、總結(jié)知識(shí)點(diǎn)、單元測(cè)試題，總分為34 分；考勤、課堂上表現(xiàn)、互動(dòng)等情況，總分為28 分；課程論文，總分為8分。學(xué)生總成績(jī)?yōu)槠綍r(shí)考核成績(jī)乘以0.2、期中考試成績(jī)乘以0.2 和期末考試成績(jī)乘以0.6 的加和。列舉10名專升本學(xué)生的成績(jī)，如圖2所示；學(xué)生總成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)和課程目標(biāo)達(dá)成情況如圖3所示。

圖2 專升本學(xué)生的成績(jī)

圖3 總成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)和課程目標(biāo)達(dá)成情況

由圖2 和圖3 可知，總成績(jī)?cè)?0～69 分段，有21 人，占比39.4%，其中專升本的學(xué)生有8 人總成績(jī)?cè)?0～69分段，另2 人在70～79 分段，這主要是由于他們化學(xué)基礎(chǔ)薄弱、物理化學(xué)的概念、公式等沒掌握，導(dǎo)致期末考試成績(jī)低，總成績(jī)偏低。由圖4 知，課程目標(biāo)定量達(dá)成情況分別是，目標(biāo)1 為0.76，目標(biāo)2 為0.72，目標(biāo)3 為0.79，目標(biāo)4為0.88，均高于設(shè)定為0.7的課程目標(biāo)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

材料化學(xué)專業(yè)《物理化學(xué)》（下冊(cè)）課程，教師采用翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)方法進(jìn)行授課，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。研究結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)此教學(xué)模式較為滿意，認(rèn)為學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題能力等方面均有了提高；定量的課程目標(biāo)均高于0.7。在今后的“物理化學(xué)”教學(xué)中，仍將繼續(xù)完善翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式，與時(shí)俱進(jìn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)滿意度。