刘苏莉

[摘 要]“翻转课堂”教学模式是利用在线课堂来实现教育创新的成果，它打破传统教学过程中以教师为主导的知识传授和内化两个阶段，充分体现以学生为本的教学理念。依托国家精品资源共享课和MOOC学院等开放平台，针对分析化学实验类课程特点，通过研究 “翻转课堂”在大学分析化学实验教学中的应用，提出分析化学实验翻转课堂教学模式。“翻转课堂”有利于满足“因材施教”的需求，有利于培养学生自主学习能力和创新合作精神。就局限性进行分析和讨论，以期为我国高校“翻转课堂”建设提供借鉴。

[关键词]翻转课堂；分析化学实验；教学模式；教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）05-0113-04

分析化学实验课是教育部化学类专业指导委员会推荐开设的专业必修课，许多高校的环境及化工类专业在大二或大三开设此课程。由于分析化学实验课既涉及专业知识，又要掌握实验仪器操作方法，因此对教师和学生都有更高要求。在传统教学环境下，理论验证性和经典性实验偏多，而综合性和创新性实验少，与日常应用联系不紧密。同时，课堂实践时间短，教学手段和内容守旧，往往达不到预期效果。伴随全球教育信息化不断推进，催生出“翻转课堂”这种新颖的课堂教学组织形式，为分析化学实验教学改革提供了基础。本研究在化工专业三个平行班的分析化学实验课程中分别运用传统模式、“翻转课堂”及两者相结合的教学模式，通过一学期教学实践，力图提升学生实操和创新能力，并探究上述三种模式下教学效果的差异，及适合在大学教学中应用的“翻转课堂”实施流程，以期为我国化学教育工作者提供借鉴。

一、相关文献综述

（一）“翻转课堂”的内涵

“翻转课堂”又称颠倒教室，最早正式提出这一概念的是美国学者J. Wesley Baker（2000），其提出课前教师以网络工具和课程管理系统制作教学内容，将其分配给学生预习；课堂中教师不遗余力地指导学生展开主动和协作学习的基本模式。Jonathan Bergmann等（2011）认为“翻转课堂”融合了直接讲解和构建主义学习，学生受到个性化教育，使学习积极性提高。同时，教学内容得以保存，学生可依据自身进度来复习，使每个人有均等的学习资源和机会。

在我国，张金磊等（2012）最早给出“翻转课堂”的定义，认为这种全新教学模式颠倒安排知识传授和知识内化两过程，实现传统教学中师生角色互换，并能重新规划课堂时间。钟晓流等（2013）在前人基础上总结出“翻转课堂”较全面定义，认为信息化环境和丰富的学习资源等是其主要特征，从而揭示教学模式独到之处。

（二）“翻转课堂”的应用

早在2007年，美国林地高中化学老师Jon Bergmann和Aaron Sam尝试把授课内容录制成视频，课下发送给学生自习，而课堂上主要用来完成练习和实验。至此，“翻转课堂”正式登上历史舞台。直到2011年，Salman Khan创建的Khan Academy和全新教学模式历史性推动了翻转课堂的发展，使其被众多教师接受，并逐渐进入全球教育界研究的视野。

汪晓东和张晨婧仔（2013）将“翻转课堂”应用于大学专业英语课程，并发现其能提高学生积极性，有效提升学习成绩。最终总结出“翻转课堂”在大学教学中的一般范式。黄琰等（2014）将“翻转课堂”引入现代教育技术实验教学，有针对性地进行教学设计，最终发现能提升学生主动学习及解决问题的能力。

（三）“翻转课堂”与分析化学实验课

通过梳理我们发现，以往鲜有将“翻转课堂”与分析化学实验课相结合的研究。到目前为止，只有徐妲等（2013）提出大学化学实验课“翻转课堂”教学模式，同时设计出辅助教学活动支撑体系，并结合案例说明“翻转课堂”实施步骤。王红等（2015）聚焦“翻转课堂”在基础化学实验中的应用，并借助案例说明实施流程。参照前人研究成果，我们提出了大学分析化学实验“翻转课堂”理论模型，如图1所示：

遵循理论模型的逻辑概念，首先，教师将丰富的课程资源提供给学生，帮助其完成概念探索。其次，课堂上教师角色发生转变，通过组织诸如游戏、实验和分组讨论等活动来引导学生完成概念性学习。这时，学生已初步掌握课程知识，可由个人学习介绍及测验等方式实现知识内化。最终，学生将所学知识传播或直接运用于生产实践，实现学习价值。

二、研究设计

（一）研究目标与路线

1.研究目标

在大学分析化学实验教学中，尝试对同一层次不同班级学生使用“翻转课堂”，检验在大学分析化学实验课教学中应用的教学效果，以及对师范类本科人才培养的意义和影响。

2.研究路线

针对“翻转课堂”应用于大学分析化学实验的方式及效果开展进一步研究，我们预设研究思路如图2所示：

（1）组织大学分析化学实验的教学活动。第一，教师事先构建完整的学习支撑体系，以保证学生课外自主学习有效展开。第二，在各模块开始前向学生提问，并设置导读环节，引导学生思考。第三，学生利用学习支撑体系展开课外学习，探索导读部分的问题和实践任务。第四，在课堂上进行汇报和小组讨论，引领学生相互质疑，实现知识内化。第五，通过课后作业，巩固学习效果。第六，进行测试和问卷调查，评定学生学习效果，收集对教学的意见和建议。

（2）采集实验数据，进行数据分析。在收集学生成绩数据和问卷调查数据基础上，开展对比分析和差异性检验。在此过程中，用学习成绩验证学习效果，用调查问卷结果反映学生自主学习和协作能力的变化，以探究在分析化学实验课中应用“翻转课堂”的可行性与局限性。

（二）学习支撑体系设计

1.学习内容导读

在每个重点知识教学前，我们都设置学习内容引导，以学习教案的形式向学生展示要求掌握的知识点。

2.设计实践任务，引导学生自主学习

对每个章节知识点，预先布置实践任务或待完成实验。任务的设计要紧密围绕知识点，并与具体生活问题结合，始终兼顾实用性和全面性。

3.多形式呈现知识要点，满足不同学生要求

针对需要学生课外学习部分，通过制作PowerPoint，国家精品资源共享课和MOOC学院中教学微视频及网页，把丰富的资源提供给学生，以满足不同认知风格的学生，并促使学生通过模拟视频中教师动作，完成实践任务。

（三）研究样本选取

在本研究中，选取2013级三个班作为实验班开展试点研究，考虑到师范生更易于接受新理念及其今后的职业特性，对2013级化学（A班）运用传统教学模式，2013级应用化学1班（B班）运用传统结合“翻转课堂”教学模式，而2013级化学师范班（C班）运用“翻转课堂”教学模式，即研究对象为三个专业75名学生。需要说明的是，研究对象均修完无机化学实验等相关课程，具有一定化学实操基础。

（四）教学流程及过程设置

1.教学流程设计及控制

根据设计的理论模型，提出大学分析化学实验“翻转课堂”教学流程，如图3所示。通过2014至2015学年第一学期，共15周，每周共计约200分钟的实验课程，对教学效果进行验证。我们选取15个实验，对于A班开展课堂教学，而针对B班和C班个性化设计了学习指导，并借助开放教育资源编制补充学习资料，同时使用新浪博客和QQ群作为教学平台。

2.对学生测试与测量，采集研究数据

本研究结合问卷调查、访谈和案例分析等方法，对结果展开互证，以求确保研究结论可靠性。问卷调查通过教学态度、教学效果和教学方法三个维度十个问项展开，调查学生对教师的教学评价。访谈采用书面形式，掌握学生对课程的评价。问卷和访谈都针对全体研究对象，通过专业问卷调查网站“问卷星”实施。同时，将三个班的成绩作为案例进行对比，从中探寻传统教学与“翻转课堂”教学模式的差别。此外还选取了3个班12名典型学生案例进行分析，个案选取的维度主要参考学生的实验操作基础和学习态度。如图4所示：

三、结果与讨论

（一）应用分析化学能力的提升

1.期末考核各项成绩均有提高，其中实验操作成绩尤为明显

本研究最终考核给定题目，运用酸碱中和滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定设计实验方案，并在两小时内以实验报告形式呈现结果。我们对实验设计（30分）、实验操作（40分）和实验报告（30分）三个指标进行考核。A班均分是70.1，B班均分是76.2，C班均分是83，C班比A班高出11.1分。

2.课后实验作业完成质量普遍有所提高

本研究课后实验作业分13个，分别是氢氧化钠标准溶液配制与标定、盐酸溶液的配制与标定和混合碱的分析（双指示剂法）等。我们依据学生实验完成情况打分，分数作为他们的平时成绩。通过比较，发现C班的各项实验均分都高于A班和B班。具体如图5所示。

3.个案的课堂学习效果有所改善

通过个案平时成绩和考核成绩的比较，能够使整体成绩更具说服力。我们发现，C班学生课堂学习效果明显高于其他两个班，且学习积极性高的同学成绩提升空间大。

4.学生自我认知能力有提高

通过对B班学生访谈结果内容的统计分析，发现大部分学生认为自己的应用分析化学实验能力有提升，其中，认为在发现及分析问题能力和探究能力方面有提升的学生最多。其次，自认在观察能力、操作能力和创新能力方面有提升的也有部分同学。

（二）学生对教学的认同度

受访60位同学中，48位喜欢“翻转课堂”教学方式，25位同学认为课程资源丰富，21位同学认为“翻转课堂”模式调动了学习积极性，19位同学认为课前预习、课堂讨论模式好。相反，有8位同学认为化学基础差导致学习出现障碍，5位同学认为“翻转课堂”教学方式增加学习压力。

结合教务管理系统中教学质量打分和问卷调查结果，学生对教学满意度较高。总体评价达到95.7，其中对授课模式认同度达到96.9，换句话说，绝大多数学生比较认同“翻转课堂”这种教学模式。教学效果好评度达到94.8%，对教学态度的满意度高达96.2%，表明学生对课程认可度高。

（三）优化建议

受访的60名学生对基于“翻转课堂”的应用分析化学教学模式提出的建议主要有：希望得到更多指导、希望有整合教学平台、提供更丰富学习资源和创造更多交流机会等。

通过访谈，发现部分学生在课前预习中产生问题，因得不到及时解答，会造成遗忘。如老师能及时解惑，那问题便迎刃而解。这要求构建一个能快速记录学生疑问的体系。我们可将问题记录在学习平台上，或设计在线辅导工具，实现即时沟通交流，未能解答的问题再进课堂讨论，加深学生认知，从而达到更好学习效果。此外教师要加强对学生的引导。虽然在课前以及课中，教师对学生学习过程进行掌控，但其打破以口头传授为主的模式，学生短时间难以接受。这说明需要教师对课堂授课进行更精细的课前准备和活动设计。

四、结论及启示

（一）“翻转课堂”在分析化学实验教学中有潜在优势

1.有利于满足“因材施教”的需求

在分析化学实验课中，较突出的问题是学生动手能力差距大，教师教学活动不能适用于每一个学生。“翻转课堂”将知识学习首次设置在课外，学生可按照自己的认知风格，安排进度，选择知识点展开学习。我们发现，在学习资源充足，且导航体系清晰的情况下，像为学生提供了一个知识结构菜单，这打破了传统教师“填鸭式”教学。

2.有利于培养学生自主学习能力

“翻转课堂”把知识习得的起步阶段交给学生，让学生自行安排学习进度，选择知识点，实践时间管理，充分发挥学生主观能动性，对锻炼和培养学生自主学习能力起到重要影响。

3.有利于培养学生合作创新精神

与传统教学方式相比，“翻转课堂”以交流和分享代替原有 “一言堂”，这对提高学生交流和协作能力大有益处。所以，我们认为，“翻转课堂”在提升学生协作、创新能力和班级凝聚力等方面的作用毋庸置疑。

（二）“翻转课堂”在分析化学实验教学中的局限性

1.面对学习内容，有一定适用范围

根据最终教学效果，“翻转课堂”取得的成绩并不十分理想，其不太适用于应用性和系统性强的课程教学。因此，本课程中如操作方法和实验数据处理等业务知识教学效果不佳，而对于实验原理等方面内容，“翻转课堂”有突出表现。

2.对授课教师提出更高要求

为了学生能在课前完成自主学习目标，教师必须预先设计学习支持系统，无论是学习平台搭建、知识点导入还是学习资源组织等都需琢磨。因此，既要保证学生对学习资源的获取，还要注重引导手段和激励措施。同时，教师应科学管理和控制讨论过程，并能在关键处“画龙点睛”，从而使学习者能真正内化知识点。

3.对学生提出更高要求

首先，要求学生具备一定自主学习能力。在开课之初，B班部分学生对这一教学模式产生抵触情绪，他们认为以课外自主学习为主的教学模式不利于知识的系统掌握。相反，C班基本无学生提出质疑。这说明，高水平学生乐于创新，具有较强自主学习能力，更适合这种教学方式。其次，目前主流学习平台需要通过终端连接互联网来使用，因此，学生必须具备相应的信息技术能力，并购买信息终端才能访问学习平台，完成课外自主学习。再次，上述的教学模式需要学生付出更多努力。在开展教学活动的过程中，部分学生反应压力大，负担重，与其他课程相比，需要花费更多时间和精力。

4.仍存在一定困难

据调查显示，美国中小学及高校运用“翻转课堂”取得良好教学效果的案例已举不胜举，但在我国尚属新鲜事物，且国内学生较为内敛，不善于课堂讨论和自主探究。同时，部分学生和家长的观念受制于传统教学，对“翻转课堂”存在质疑。此外，一些教师担心引入“翻转课堂”，学生会在教学评价环节给予低分。上述因素，都在一定程度上制约“翻转课堂”的推广和普及。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（2）：58-64.

[2] 徐妲，钟绍春，马相春.基于翻转课堂的化学实验教学模式及支撑系统研究[J]. 远程教育杂志，2013（5）：107-112.

[3] 王红，曾秀琼，刘秋平，梁秋霞，张根荣.基础化学实验翻转课堂教学模式的研究和实践[J].实验技术与管理，2015（5）：196-199.

[4] Bergmann，J. & Sams， A. Flip Your Classroom： Talk to every Student in Every Class Every Day[M].VA： International Society for Technology in Education，2012：15.

[责任编辑：钟 岚]