涂进春，王小红，曹 阳，张德拉，罗盛旭

(海南大学 材料与化工学院，海南 海口 570228)

翻转课堂教学模式在“分析化学”教学中的应用

涂进春，王小红，曹 阳，张德拉，罗盛旭

(海南大学 材料与化工学院，海南 海口 570228)

探索翻转教学模式在分析化学中的应用，从分析化学教学改革的必要性、分析化学翻转课堂内容设计、视频课件选择、讲课课件制作、教案设计和学生分组讨论问题设计等方面进行了思考，并对预期效果和可能遇到的问题进行了探讨。

分析化学；翻转课堂；教学模式

一、引 言

“分析化学”是高等院校化学、化工、材料、制药、环境、食品、海洋等专业的一门基础课程[1]，其任务使学生掌握分析化学的基本原理、基本知识和基本操作技能，树立准确的量的概念，培养严谨的科学态度，使其具有初步分析、解决实际分析化学问题的能力，为学习后续课程和将来从事科学研究及实际工作，打下应有基础[2-3]。自国内高等院校自主推出各类课程慕课(Massive Open Online Courses，MOOC)以来,“分析化学”慕课及翻转课堂的教学改革将成为一个炙手可热的话题,引发了诸多研究者对分析化学理论课教学生态优化问题的探索,尤其是在一定的教材体系和教学目标下,如何更为合理有效地配置分析化学理论课的教学资源,更为合理有效地在知识和理论的传播中运用新技术、新载体,更为合理有效地实现教与学之间的动态平衡等。

二、翻转课堂教学模式

2000年美国学者 J. Wesley Baker最早提出“翻转课堂”这一概念，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，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[4-5]。2012年和2013年，我国的张金磊、钟晓流等分别先后提出“翻转课堂”的定义，他们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，且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[6]。

大学传统教学模式忽视学生层次，均采用统一的教学，不能针对学习优秀和学习差的学生进行分层次教学。翻转课堂——一种新的教学模式[7]，在网络信息化发达的今天应运而生，可以做到因人施教，成绩优秀的学生可以学习到更难的知识，成绩差的学生可以反复学习，以学生自学为主体，老师指导为辅助，能更好地掌控学生的学习进程，实现差异化学习，有利于学生更好地掌握知识[8-11]。

三、“分析化学”教学改革的必要性

“分析化学”是海南大学的公共基础课，开课涉及化学、化工、农学和海洋等专业，其中分为32学时和48学时，48学时所用教材为武汉大学编写的《分析化学》第5版，32学时教材为华东理工大学和四川大学合编的《分析化学》第六版。无论何种学时，“分析化学”理论课课程所面临的问题是内容多、学时少，因此教师只能选择部分章节进行讲解，即使只是部分章节，但知识点和信息量仍然很大。目前海南大学的教师均采用传统教学模式，即教师以课堂教学为主，但由于学时太少，学生如果课后不进行复习和自己消化课堂知识，就无法全面掌握课堂内容。如此下去，学生所欠知识越来越多，很有可能会失去学习“分析化学”的动力，更无法谈及兴趣爱好，但“分析化学”是基础必修课，必将影响后续专业课程教学。因此，海南大学的“分析化学”理论课课程需要改变传统教学模式，让学生从被动学习转变为主动学习，使其参与教学过程，让其变为学习主体；教师角色应该从传统教学模式变为导师模式，引导学生更好地去认识和发展分析化学知识，才能有利于提高其自主学习、查阅文献和总结归纳等能力，进而提高教学效果，使其全面发展。

四、设计分析化学“翻转课堂”的教学设想

(一)教学内容的选择

笔者从事化学类课程教学已有数年，对“分析化学”理论课内容较为熟悉，所研究的分析化学课程为32学时，内容包括：绪论、误差及分析数据的统计处理、滴定分析法、酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法及重量分析法、电位分析法、分光光度法和定量分析的一般步骤等知识点。其中，酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和重量分析法是32学时“分析化学”的重点内容，每章包含了相应的理论基础、滴定曲线、指示剂选择、滴定条件和应用实例等，4个章节均和实际应用密切相关，因此本文作者设想对4个章节内容进行慕课及翻转课堂教学模式，结合海南大学目前教学要求慕课及翻转课堂教学模式不能超过总学时的一半，4个章节内容总学时为16学时，符合学校教学规定。

(二)教学视频及课件的选择

目前国内针对“分析化学”教学视频较少，笔者查询到西北大学制作的“分析化学”教学视频与武汉大学编著的“分析化学”教材相符，但西北大学的视频课件内容较长，不符合微课视频功能，学生长时间学习会感到疲劳。同时，未查到与华东理工大学和四川大学合编的“分析化学”教材符合的视频课件。因此，笔者以自己制作的“分析化学”课件为主，西北大学教学视频为辅。由于目前海南大学只有笔者在进行翻转课堂教学模式，而制作视频需要大量人力，因此，在已有的PPT课件上，利用录音功能制作讲课课件，虽然没有讲课教师头像，但是有授课教师的声音，并有教师在PPT课件上勾画的笔记，而且每个知识点制作为一个单独的讲课课件，具有微课的授课效果，学生也能在短时间内集中精力选择学习的知识点，效果可以满足授课要求。

(三)翻转课堂教案的设计

以酸碱滴定法为例，进行翻转课堂教案的设计：

章节第四章酸碱滴定法学习目标1、掌握酸碱质子理论的基本内容、酸碱离解常数；2、了解酸碱平衡中有关组分浓度及各种酸碱溶液pH值的计算；3、掌握酸碱滴定曲线(包括滴定终点、突跃范围)的计算方法、滴定终点酸碱指示剂的选择；4、掌握各种酸碱溶液准确滴定的条件；5、掌握酸碱滴定法的典型应用。重点1、各种酸碱溶液pH值的计算；2、滴定曲线(包括滴定终点、突跃范围)的计算；3、强碱滴定多元酸、碱的滴定误差计算4、根据不同的体系进行酸碱滴定分析方案设计难点1、强碱滴定弱酸的滴定误差计算2、强碱滴定多元酸、碱的滴定误差计算3、根据不同的体系进行酸碱滴定分析方案设计学案导学活动一根据已学习的知识完成以下问题：1、滴定误差是指滴定的终点与反应的不一致(指示剂的变色稍早或稍迟于化学计量点)而产生的误差，也称滴定误差(TE%)。终点误差不包括滴定操作本身所引起的误差。2、强酸强碱滴定的终点误差公式是。3、弱酸弱碱滴定的终点误差公式是。4、强碱滴定多元弱酸的终点误差公式是。5、能直接准确滴定弱酸的条件是，能直接准确滴定弱碱的条件是。6、间接滴定法：通过一步间接反应使弱酸或弱碱的酸性或碱性增强，从而满足直接滴定的条件，再用标准溶液对所生成的酸或碱进行滴定，从而计算出弱酸或弱碱的含量。通过、、、等四种方式使弱酸强化。7、测定铵盐常用方法及原理。8、凯氏定氮法的原理与方法。9、磷的测定方法。活动二学生主体发言：小结：活动三分组讨论：小结：

其中活动三小组讨论内容如下：

1.测定铵盐常用方法及原理；凯氏定氮法的原理与方法；磷的测定方法。

2.一定质量的混合试样溶于水，(含有NaOH，Na3PO4，Na2HPO4，NaH2PO4的一种或几种及不溶于酸的杂质)用酚酞作指示剂，用一定浓度的HCl溶液滴至溶液变色，所用体积为V1，再用甲基红作指示剂，用HCl标准溶液滴定至变色，所用体积为V2，讨论V1，V2不同体积比例关系的试样组成及含量的计算表达式。

3.设计下列混合物的分析方案：HCl+NH4Cl混合液；硼酸+硼砂混合物； HCl+H3PO4混合液。

4.指示剂指示终点的作用原理。指示剂的理论变色点，指示剂的理论变色范围和实际变色范围。有一碱液，可能含有NaOH，Na2CO3，NaHCO3或它们的混合物，如何判断其组分，并测定各组分的含量？说明理由。

活动三分为4个小组进行查阅资料文献并讨论，每组设一位组长，每组制作PPT，翻转课堂时，每组选择一位同学上讲台讲解PPT，讲解结束后，每组同学接受全班同学提问。

(四)预期效果

通过翻转课堂的实施，学生自主查询相关文献，小组讨论相应问题并且自己制作课件后上台讲解，提高其自主学习意识，让其成为学习主体，激发其主动完成教学任务；教师则成为翻转课堂的主持人，引导学生完成学习任务。翻转课堂教学模式既提高了学生课后复习知识的效果，又提高了学生的学习兴趣。解决好学习动力问题是“分析化学”理论课课程学习最为重要的环节，对于难度不大但实际应用又很强的学科基础课，学生通过文献查阅，完成学习任务是完全可行的。

五、翻转课堂可能遇到的问题

(一)目前海南大学的教室还是传统的桌椅安置，固定座椅使学生不能进行圆桌式讨论问题。

(二)优秀的微课资源尤其是适合手机的微课数量少，学生不能随时随地学习，可能还要依赖电脑学习为主。

(三)翻转课堂分组的时候，需要充分考虑到每组成员接受知识、查阅文献和口头表达能力，因此每组需要有具有组织能力的学生，将每个小组的同学进行分工、组织和讨论，并且还要考虑每组学生的学习能力，这样才能让每个小组能够活跃地进行学习和讨论，要不然必将会出现少数学生吃“大锅饭”的情况，从而影响学习效果。

(四)教师工作量大。海南大学目前没有教师对“分析化学”采用慕课和翻转课堂的教学模式，因此笔者面临制作讲课课件、筛选视频、寻找资源、制定学案、审核学生课件、准备讨论问题、准备口试题目和批改作业等问题。

[1] 彭崇慧，冯建章，张锡瑜等.定量化学分析简明教程(第二版) [M].北京：北京大学出版社，1997.

[2] 林树昌，胡乃非.分析化学：化学分析部分[M].北京：高等教育出版社，1993.

[3] 武汉大学.分析化学实验(第四版) [M].北京：高等教育出版社，1999.

[4] Marta C,Georgina R,Lorena L,et al. A first experience of flipped classroom in numerical analysis[J]. Procedia-Social and Behavioral Sciences,2016(217).v[5] Jacqueline O,Craig P. The use of flipped classrooms in higher education:A Scoping review [J]. Internet and Higher Education,2015(25).

[6] 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(1)：58-64.

[7] 耿俊.浅论微课、慕课、翻转课堂的特点及在本科院校的应用[J].教育教学论坛,2015(50)：231-232.

[8] 田爱丽.“慕课加翻转课堂教学”成效的实证研究[J].开放教育研究,2015(6)：86-94.

[9] 蔡宝来,张诗雅,杨伊.慕课与翻转课堂：概念、基本特征及设计策略[J].教育研究，2015(11)：82-90.

[10] 王巍，刘亮，王海波等.分析化学“翻转课堂”教学方法研究与实践[J].高教学刊，2017(2)：71-72.

[11] 王彦沙,刘松艳.翻转课堂教学模式在大学化学实验教学中的应用[J].大学化学，2016(4)：17-21.

TheApplicationofFlippedClassroomTeachingModeintheAnalyticChemistryEducation

TU Jin-chun，Wang Xiao-hong，CAO Yang，ZHANG De-la，LUO Sheng-xu

(College of Materials and Chemical Engineering，Hainan University，Hainan 570228,China)

The application of Flipped Classroom teaching mode is researched in the analytic chemistry,pondering the necessity of the teaching reform of the analytic chemistry,the content design of the flipped classroom in the analytic chemistry,the selection of the video coursewares,the organization of teaching courses,the layout of the teaching plan and the arrangement of group discussion among the students and reflecting on the anticipative effectiveness and the potential problems we may encounter during the research.

analyticc hemistry;flipped classroom;teaching mode

O6

A

1009-9743(2017)04-0135-04

2017-05-03

涂进春，男，汉族，四川泸州人。博士。海南大学材料化工学院副教授。主要研究方向：材料物理与化学。通讯作者：王小红，女，汉族，四川成都人。博士。海南大学材料化工学院副教授。主要研究方向：分析化学、生物材料。曹阳，男，汉族，四川汉源人。博士。海南大学材料化工学院教授，博士生导师。主要研究方向：生物材料。张德拉，女，汉族，海南琼海人。海南大学材料化工学院教授。主要研究方向：化学工业。罗盛旭，男，汉族，海南三亚人。博士。海南大学材料化工学院教授。主要研究方向：分析化学。

2015年海南大学教育教学研究项目“高校分析化学理论课MOOC课程建设与翻转课堂可行性探索”(编号:hdjy1612)成果之一；2015年海南省高等学校教育教学改革研究项目“分析化学MOOC课程建设与翻转课堂教学研究”(编号:Hnjg2016ZD-4)成果之一。

10.13803/j.cnki.issn1009-9743.2017.04.024

赵峰)