翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與研究

摘 要 文章深入探討了翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐意義及其面臨的挑戰(zhàn)，并提出了有效的對(duì)策。翻轉(zhuǎn)課堂模式通過(guò)重新構(gòu)建教學(xué)流程，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與課堂互動(dòng)，為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了新的活力。然而，該模式的實(shí)施仍面臨學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力參差不齊、課堂時(shí)間有限及教師適應(yīng)性差等問(wèn)題。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，文章提出了設(shè)計(jì)差異化預(yù)習(xí)任務(wù)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程、加強(qiáng)教師培訓(xùn)等策略，以期進(jìn)一步提升翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用效果，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)技能的提升。

關(guān)鍵詞 翻轉(zhuǎn)課堂模式；物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)挑戰(zhàn)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.023

The Practice and Research of Flipped Classroom Mode in Physical

Chemistry Experimental Teaching

FU Jing， LYU Xiao， SONG Jialong

（Zhuhai College of Science and Technology， Zhuhai， Guangdong 519041）

Abstract The article delves into the practical significance and challenges of flipped classroom mode in physical chemistry experimental teaching， and proposes effective countermeasures. The flipped classroom model has brought new vitality to the teaching of physical and chemical experiments by restructuring the teaching process， strengthening students' self-directed learning and classroom interaction. However， the implementation of this model still faces problems such as uneven student self-learning abilities， limited classroom time， and poor teacher adaptability. In response to these challenges， the article proposes strategies such as designing differentiated preview tasks， optimizing experimental processes， and strengthening teacher training， in order to further enhance the application effect of flipped classroom mode in physical and chemical experimental teaching， and promote the improvement of students' scientific literacy and experimental skills.

Keywords flipped classroom mode; physical and chemical experiments; teaching challenges

隨著教育信息化的深入推進(jìn)和教學(xué)改革的不斷創(chuàng)新，翻轉(zhuǎn)課堂模式作為一種新興的教學(xué)模式，逐漸受到廣泛關(guān)注。翻轉(zhuǎn)課堂模式通過(guò)重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間安排，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，旨在提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式往往存在學(xué)生參與度低、實(shí)驗(yàn)效果不佳等問(wèn)題。因此，探索翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐與應(yīng)用，對(duì)于提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)具有重要意義。本研究旨在探討翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的適用性，分析其對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的影響，并為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供理論支持和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 翻轉(zhuǎn)課堂模式概述

翻轉(zhuǎn)課堂模式，作為一種顛覆性的教學(xué)范式，徹底打破了傳統(tǒng)課堂以教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式。在此模式下，課前，學(xué)生通過(guò)教師發(fā)布的數(shù)字化材料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，掌握基礎(chǔ)知識(shí)和技能；課中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下開(kāi)展協(xié)作探究、問(wèn)題解決等深層次學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師則根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供個(gè)性化的指導(dǎo)和反饋；課后，學(xué)生完成拓展任務(wù)和反思總結(jié)，鞏固和深化學(xué)習(xí)成果。翻轉(zhuǎn)課堂模式促進(jìn)了教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變：學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是被動(dòng)接受的過(guò)程，而是主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程；教師的角色也從知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者[1]。這種模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)教學(xué)資源的優(yōu)化配置和教學(xué)效果的顯著提升。同時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂模式還具有高度的靈活性和適應(yīng)性，可以根據(jù)不同的學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生需求進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)和調(diào)整，為教學(xué)改革注入了新的活力和動(dòng)力。

2 翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的意義

2.1 預(yù)習(xí)階段的認(rèn)知激活與思維預(yù)熱

在翻轉(zhuǎn)課堂的預(yù)習(xí)階段，教師的角色發(fā)生了顯著的轉(zhuǎn)變，他們不再是傳統(tǒng)意義上的知識(shí)傳授者，而是學(xué)生認(rèn)知激活和思維預(yù)熱的引導(dǎo)者。為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，教師精心設(shè)計(jì)了各種預(yù)習(xí)任務(wù)和問(wèn)題，旨在激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲。例如，教師可以利用模擬實(shí)驗(yàn)軟件，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)階段就能夠親自動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的設(shè)計(jì)不僅讓學(xué)生提前熟悉了實(shí)驗(yàn)流程和操作要點(diǎn)，更重要的是，它讓學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，從而培養(yǎng)了他們的批判性思維和問(wèn)題解決能力。此外，教師還會(huì)提出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，思考實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理及其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用價(jià)值。這種預(yù)習(xí)方式不僅拓寬了學(xué)生的視野，還激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。通過(guò)這些具體的預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)，翻轉(zhuǎn)課堂模式在預(yù)習(xí)階段為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.2 課堂內(nèi)的協(xié)作探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

翻轉(zhuǎn)課堂模式下的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂已然成為學(xué)生協(xié)作探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的熱土。在這一教學(xué)環(huán)境中，教師摒棄了傳統(tǒng)的單向知識(shí)灌輸，轉(zhuǎn)而倡導(dǎo)學(xué)生以小組合作的形式共同探索實(shí)驗(yàn)。每組學(xué)生都自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這要求他們深入理解實(shí)驗(yàn)原理，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，發(fā)揮創(chuàng)新思維以解決實(shí)際問(wèn)題。課堂上，各小組紛紛展示自己的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行激烈的討論與交流。在小組競(jìng)爭(zhēng)與合作中，學(xué)生的新想法和觀點(diǎn)層出不窮。而教師在這一過(guò)程中扮演著重要的角色，他們不僅要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，更要鼓勵(lì)學(xué)生勇于嘗試、不斷創(chuàng)新。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂模式下的協(xié)作探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，學(xué)生不僅提升了自身的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng)，更在實(shí)踐中培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力等[2]。這種教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變不僅彰顯了教育理念的革新，更為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的未來(lái)發(fā)展指明了方向。

2.3 實(shí)驗(yàn)后的深度反思與知識(shí)重構(gòu)

這一環(huán)節(jié)要求學(xué)生詳盡地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)展開(kāi)深入的分析與討論。通過(guò)細(xì)致地審視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠洞察實(shí)驗(yàn)中隱藏的變量關(guān)系和規(guī)律，從而更加深刻地理解科學(xué)原理的奧妙。教師在此過(guò)程中扮演著引導(dǎo)者的角色，他們鼓勵(lì)學(xué)生將新獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與已有的知識(shí)體系有機(jī)融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的重構(gòu)和拓展。在這一過(guò)程中，學(xué)生不僅需要回顧和整理實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，還需要將這些發(fā)現(xiàn)與所學(xué)的知識(shí)相互關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建起更加完整、系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂模式在實(shí)驗(yàn)后的深度反思與知識(shí)重構(gòu)中的應(yīng)用，學(xué)生得以在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固和拓展知識(shí)，培養(yǎng)批判性思維，提升科學(xué)素養(yǎng)。這種以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法不僅凸顯了翻轉(zhuǎn)課堂模式的創(chuàng)新性，更為科學(xué)教育注入了新的活力。

2.4 技術(shù)的融合應(yīng)用與教學(xué)革新

翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的創(chuàng)新實(shí)踐，顯著地體現(xiàn)在技術(shù)的融合應(yīng)用與教學(xué)革新上。借助虛擬實(shí)驗(yàn)、在線模擬等前沿技術(shù)手段，該模式成功地突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時(shí)間和空間上的束縛，為學(xué)生打造了一個(gè)更加廣闊且多元的學(xué)習(xí)空間。在這些技術(shù)的助力下，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和學(xué)習(xí)探究，不再受制于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間和座位數(shù)量的限制。此外，這些技術(shù)手段還通過(guò)豐富的交互功能和視覺(jué)呈現(xiàn)，極大地提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和互動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。同時(shí)，教師也能利用這些技術(shù)手段實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，精準(zhǔn)地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和難點(diǎn)，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提供更加個(gè)性化和有針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)。這種技術(shù)與教學(xué)的深度融合，不僅彰顯了翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)革新上的獨(dú)特作用，更為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的未來(lái)發(fā)展注入了新的活力[3]。

3 翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的挑戰(zhàn)及對(duì)策

3.1 遇到的挑戰(zhàn)

關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中遇到的挑戰(zhàn)，可從學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、課堂內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制以及教師對(duì)新模式的適應(yīng)性三個(gè)方面進(jìn)行深入剖析。

首先，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力參差不齊是翻轉(zhuǎn)課堂模式面臨的首要挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和能力差異往往可以通過(guò)教師的統(tǒng)一授課進(jìn)行一定程度的彌補(bǔ)。然而，在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成為教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，這就要求學(xué)生必須具備一定的自主學(xué)習(xí)能力和方法。但實(shí)際上，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)背景、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)動(dòng)力等方面的差異，他們?cè)谧灾鲗W(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)效果參差不齊。部分學(xué)生可能無(wú)法有效地完成預(yù)習(xí)任務(wù)，從而影響了課堂內(nèi)深度學(xué)習(xí)的效果。

其次，課堂內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制是翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)施的又一重要制約因素。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，原本用于講授新知識(shí)的時(shí)間被轉(zhuǎn)移到了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)階段，而課堂內(nèi)的時(shí)間則更多地用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、討論和交流。然而，由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性和其操作要求較高，往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這就導(dǎo)致在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可能無(wú)法充分完成實(shí)驗(yàn)操作，更無(wú)法進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論。這種時(shí)間上的壓力不僅影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也給教師的教學(xué)安排帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

最后，教師對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的適應(yīng)性問(wèn)題也是不容忽視的挑戰(zhàn)之一。翻轉(zhuǎn)課堂模式作為一種新興的教學(xué)模式，要求教師必須具備較高的教學(xué)素養(yǎng)和信息技術(shù)應(yīng)用能力。然而，在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中，部分教師可能由于缺乏必要的培訓(xùn)和支持，對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)理念、實(shí)施方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等認(rèn)識(shí)模糊，導(dǎo)致他們無(wú)法有效地運(yùn)用該模式進(jìn)行教學(xué)。此外，由于翻轉(zhuǎn)課堂模式對(duì)教師的課堂管理和組織能力提出了更高的要求，一些教師在面對(duì)課堂內(nèi)的多樣化和動(dòng)態(tài)化教學(xué)時(shí)感到力不從心，從而影響了翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)效果。

3.2 對(duì)策

首先，針對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力參差不齊的問(wèn)題，教師應(yīng)設(shè)計(jì)差異化的預(yù)習(xí)任務(wù)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑。具體而言，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)背景、能力水平和興趣點(diǎn)，為不同學(xué)生群體制定有針對(duì)性的預(yù)習(xí)任務(wù)，確保每個(gè)學(xué)生都能在自身基礎(chǔ)上得到有效提升。同時(shí)，教師還可以利用信息技術(shù)手段，如智能教學(xué)平臺(tái)、在線學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)等，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和路徑推薦，滿足他們多樣化的學(xué)習(xí)需求。此外，學(xué)校也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，通過(guò)開(kāi)設(shè)相關(guān)課程、舉辦講座、提供學(xué)習(xí)資源等方式，幫助學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)策略和方法，提升他們的自主學(xué)習(xí)能力。

其次，為充分利用有限的課堂時(shí)間，教師應(yīng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，以提高實(shí)驗(yàn)效率。具體來(lái)說(shuō)，教師可以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精選和整合，去除冗余和不必要的部分，保留核心和關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。同時(shí)，教師還可以引入先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和操作流程，減少實(shí)驗(yàn)中的等待時(shí)間和無(wú)效勞動(dòng)，提高實(shí)驗(yàn)效率。此外，教師還可以將部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容移至預(yù)習(xí)階段或課后拓展階段進(jìn)行[4]。例如，在預(yù)習(xí)階段，教師可以通過(guò)發(fā)布實(shí)驗(yàn)視頻、模擬實(shí)驗(yàn)軟件等學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟；在課后拓展階段，教師可以布置與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的思考題、探究題或拓展實(shí)驗(yàn)任務(wù)，深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握。

最后，為提升教師對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的適應(yīng)性，學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)和支持力度。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)?？梢越M織定期的翻轉(zhuǎn)課堂模式專題培訓(xùn)和研討活動(dòng)，邀請(qǐng)專家學(xué)者和優(yōu)秀教師進(jìn)行授課和經(jīng)驗(yàn)分享，幫助教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、提升教學(xué)技能。同時(shí)，學(xué)校還可以建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制和評(píng)價(jià)體系，將翻轉(zhuǎn)課堂模式的應(yīng)用實(shí)踐納入教師考核和晉升的指標(biāo)體系中，鼓勵(lì)教師積極嘗試和創(chuàng)新該模式的應(yīng)用實(shí)踐。此外，教育機(jī)構(gòu)也可以為教師提供豐富的教學(xué)資源和技術(shù)支持服務(wù)，如提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)課件、教案模板、實(shí)驗(yàn)視頻等教學(xué)資源以及在線教學(xué)平臺(tái)、互動(dòng)教學(xué)工具等技術(shù)支持服務(wù)，幫助教師更好地實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂模式[5]。

4 結(jié)論

翻轉(zhuǎn)課堂模式在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐，雖然為學(xué)生帶來(lái)了更加豐富、互動(dòng)和深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)也面臨著多方面的挑戰(zhàn)。學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的差異、課堂時(shí)間的限制以及教師對(duì)新教學(xué)模式的適應(yīng)性，都是影響翻轉(zhuǎn)課堂模式有效實(shí)施的關(guān)鍵因素。然而，通過(guò)采取一些對(duì)策，這些挑戰(zhàn)可以得到有效的應(yīng)對(duì)。差異化的預(yù)習(xí)任務(wù)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑能夠提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果；優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和提高實(shí)驗(yàn)效率可以充分利用有限的課堂時(shí)間；加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)，則有助于提升他們對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的適應(yīng)性。

基金項(xiàng)目：珠?？萍紝W(xué)院高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（實(shí)踐性）（ZLGC20230708）。

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