王 坤，廖 爽，鄧前軍

(佛山科學技術學院材料科學與能源工程學院，廣東 佛山 528000)

當今社會信息技術快速發(fā)展，學生的學習習慣已發(fā)生了較大的改變，特別大學生的信息獲取能力和自學能力都已經比較強，這就對新時代的高等教育提出了更高的要求。而根據新的人才培養(yǎng)大綱，材料化學專業(yè)需要培養(yǎng)具有較高專業(yè)知識水平、具有一定創(chuàng)新精神的高素質應用型人才。因此，每一門課程的教學過程都要注重培養(yǎng)學生的自主思考能力和動手實操能力。我校分析化學實驗課程是材料化學專業(yè)學生最主要的基礎必修實驗課程之一，教學目標是使學生加深對分析化學基本理論知識和概念的理解、訓練學生熟練規(guī)范的分析化學實驗基本操作技能，培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力和嚴謹的科學態(tài)度[1]。目前，我校分析化學實驗課程的教學方法比較單一，大多數教師仍采用課堂講解，學生被動接受，學生實驗課臨場學習，只能復制老師的思路和操作，無法激發(fā)學生實驗課自主思考和實踐動手能力的主動性[2]。

“翻轉課題”的教學理念首先是由美國科羅拉多州落基山“林地公園”高中的2名化學教師在2007年提出的，他們?yōu)榱藥椭鷷缯n學生補習功課，將課堂PPT課件結合實時講解的演示視頻上傳到網絡。在之后的教學中，這兩名教師嘗試讓正常上課的學生課下同樣觀看視頻，而課上時間主要用來解決作業(yè)問題，這一模式受到學生的歡迎。2011年，美國的薩爾曼·可汗創(chuàng)立可汗學院，使翻轉課堂被大眾所熟知，并形成了系統(tǒng)的教學理念，成為全球教育界關注的教學模式。國內一些發(fā)達地區(qū)的中小學，如重慶聚奎中學、深圳南山實驗學校等先后引進翻轉課堂教學模式。而翻轉課堂這種教學模式相對于中小學教學，更適合于大學課程的教學，特別是需要培養(yǎng)學生自主學習、創(chuàng)新思維與動手實操能力的實驗課程。因此，國內許多高校各類課程中陸續(xù)引用借鑒并探索“翻轉課程”具體實施的方案[3]。

翻轉課堂是一種創(chuàng)新的教學理念，與當今信息技術的發(fā)展相結合，提倡以學生為本，先學后教，將傳統(tǒng)的教學過程翻轉過來。學生由“知識接受者”變?yōu)椤白灾鲗W習者”，在課下自己通過網絡資源自主學習；教師由“知識教授者”轉變?yōu)椤罢n程引導者”，在課堂上幫助學生鞏固知識，通過交流解決學生的問題，有利于提升學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生主動學習和思考的能力[4]。筆者嘗試將“翻轉課題”應用于分析化學實驗課的教學過程中，對學生學習效果的改變進行研究。

1 翻轉課堂教學改革

1.1 翻轉課堂教學模式設計

1.1.1 實驗預習

傳統(tǒng)實驗課堂的實驗預習方式，往往是學生直接把教材的相關內容抄襲一遍，應付了事，導致學生對于實驗的提前預習流于形式，不能起到很好的預習效果。本研究探索了新的實驗預習報告形式，將文字式預習報告改為流程圖式。課前教師根據當次實驗課內容預先提出幾個與實驗相關的問題，要求學生通過預習教材，查閱資料，在自己腦中形成總體的實驗思路，寫出實驗的原理和步驟，同時能夠總結實驗過程，畫出實驗裝置圖和實驗流程圖。學生通過繪制實驗流程圖的過程，能夠較為深入地掌握不同實驗的原理和操作，能夠真正有效地起到預習指導的作用，利于學生自主學習能力和思考能力的培養(yǎng)。

1.1.2 實驗課堂教學

傳統(tǒng)的實驗課堂教學為教師講解或演示，學生被動接受的方式。本研究基于“翻轉課堂”的理念，實際上將課堂教學過程拆分為兩個部分：引導學生課前自學和實驗課堂教學翻轉。首先，教師為了幫助學生了解實驗原理，理清實驗思路，利用信息技術的優(yōu)勢，提前通過“課堂派”或“雨課堂”等互動教學軟件，提供給學生生動詳細的教學視頻，包括儀器操作使用的演示，并提出幾個問題供學生思考。學生通過觀看視頻，主動思考實驗原理和思路，對實驗儀器操作使用有了直觀的認識和了解，從而更加深入理解實驗的全過程，在輕松的氛圍中完成腦中的“預實驗”。其次，課堂由教師“講授-演示”的教學模式改為學生“演示-講授”式。學生在課堂上充分發(fā)揮其教學主體作用，參與教學過程和教學評價，使學生由知識接受的被動者，轉換為主動動手演示的講授者。學生在課堂上根據自己實驗預習的情況，自己講解實驗思路并動手進行操作，其他學生則積極進行討論，對該學生的演示進行評價。在學生講解過程中，教師更多的是起到引導、指導的作用，提出一些問題，鼓勵學生積極參與討論和發(fā)言。

1.1.3 實驗課堂總結和反思

傳統(tǒng)的實驗課堂教學為教師根據各組學生實驗情況做簡單點評，學生被動式接受，很難進行主動的反思總結，不利于學生認識自己實驗過程的不足，以及對類似實驗的探索、改進及提升[5]。本研究將在課堂上全程錄制學生的實驗過程，實驗過后進行回程播放，讓學生進行小組討論，通過小組成員之間的相互質疑，發(fā)揮群體智慧，使學生能夠識錯、糾錯，主動進行反思和總結，從而更加深入的了解實驗內容和實驗操作規(guī)范，進而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力，提高學生的自主學習意識。

1.1.4 實驗成績評價

傳統(tǒng)的實驗課考核方法較為單一，一般僅憑平時實驗報告和期末實驗操作考核成績來評定，區(qū)分度不高且無法真實地反映學生對于實驗的掌握情況，也不利于培養(yǎng)學生的自主思考和動手實操能力。本研究為激發(fā)學生學習的動力，對實驗課成績評定方式進行了完善。教師對學生的預習情況、課堂實驗演示講解情況、課堂討論積極性、回答問題情況、實驗操作和實驗報告完成情況進行綜合考量，形成學生的平時成績，且增大平時成績占總成績的比重到50%，從而更能反映每一次學生對于不同實驗的思考和掌握情況。

1.2 翻轉課堂教學實例

以“自來水總硬度的測定”為例，本實驗的實驗目的是掌握EDTA標準溶液進行絡合滴定的標定方法；以及熟悉金屬指示劑的變色原理和使用原則，掌握對滴定終點的判斷。在進行實驗課之前，通過提出問題引導學生進行實驗預習。例如：①什么是水的總硬度？“硬水”對于工業(yè)生產生活的危害。②絡合滴定中加入緩沖溶液的作用是什么？預先告知學生提前搜集資料，明確實驗原理、實驗目的，形成總體實驗思路，并且預設實驗中有可能出現(xiàn)的問題以及解決方案。通過“課堂派”教學互動軟件，提供學生給EDTA標準溶液標定以及絡合滴定的教學操作視頻，包括用容量瓶配制標準溶液，酸式滴定管的清洗及使用，絡合滴定滴定終點的判斷(溶液由紅色變?yōu)榧兯{色)等，讓學生寫出“自來水總硬度的測定”實驗的原理和步驟，畫出實驗裝置圖和實驗流程圖，完成實驗預習報告。

本實驗的實驗步驟包括：(1)EDTA標準溶液的配制和標定；(2)EDTA標液的稀釋；(3)自來水總硬度的測定；(4)硬水硬度的測定。在正式實驗之前，老師將提醒學生實驗注意事項，包括EDTA標準溶液配制中鎂鹽劑量，在EDTA的標定中氧化鋅或碳酸鈣的劑量需事先計算，注意PH值變化適時加入三乙醇胺，同時需要注意指示劑鉻黑T的劑量添加。學生根據教師的提示，再根據自己實驗預習的情況，以便演示實驗步驟，一邊講解實驗思路，在其過程中，教師適時進行引導，提出一些問題，其他學生則進行積極討論，并記錄該生的實驗不足及改進的意見。待實驗結束后，先由實驗操作者回看操作視頻，快速總結自己的實驗過程的優(yōu)勢以及不足，與小組成員相互討論之后，由學生代表對該操作學生的實驗進行總結性評價。最后，由教師總結學生在實驗操作中經常性錯誤，比如部分同學在絡合滴定前沒有對EDTA標準溶液進行標定，故提醒學生在進行所有的滴定操作前都要對標準溶液進行標定，才能夠保證實驗的準確性。另外，部分同學對滴定終點的判斷過早或者過晚，這樣都會對實驗結果造成較大的誤差。此外，極少數同學進行滴定操作時，滴定速度過快，錐形瓶沒有進行充分的搖晃，造成滴定結果偏大。如若部分同學對于酸式滴定管的操作有誤時，老師需親自示范，使學生過掌握規(guī)范的實驗操作。同時需要提醒學生，一定要規(guī)范實驗操作，盡量避免操作不規(guī)范引起的實驗誤差。

本研究將把實驗課成績評定方式分為實驗預習報告、課堂實驗操作及講解、課堂討論及總結反思、實驗報告四個部分。其中，實驗預習報告以及實驗報告各占15%，課堂實驗操作及講解和課堂討論及總結反思各占35%。提高實驗操作及講解、課堂討論及總結反思兩部分部分的分值，更能清晰反映每一次學生對于不同實驗的思考和掌握情況。此外，還有利于激發(fā)學生的自主學習意識，提高學生的問題探究能力，充分發(fā)揮學生的主體性作用。

1.3 翻轉課堂效果

在進行實驗改革之前，學生普遍存在實驗預習流于形式、實驗原理不清楚、自主思考較少和實驗操作不規(guī)范等現(xiàn)象。經過進行“翻轉課堂”的教學改革，分析化學實驗的教學效果有了較大程度的提高。大多數學生能夠認真完成實驗預習、繪制實驗流程圖，課堂上認真演示操作、積極討論、回答問題，課后認真規(guī)范書寫實驗報告。通過教學改革和探索，激發(fā)了學生對于分析化學實驗學習的積極性，提高了學生自主思考的能力，試一次有益的教學改革試驗。

2 結 語

通過對本校材料化學專業(yè)學生分析化學實驗課程進行“翻轉課堂”教學模式進行探索和實踐，發(fā)現(xiàn)“翻轉課堂”教學模式有助于提高學生獨立自主學習能力，不僅能加深對于專業(yè)理論知識的理解，還能鍛煉學生操作實踐的能力，有助于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應用型專業(yè)人才。當然，此次探索中也存在教學中的不足和問題，教師在課堂上需要更加具有引導性，提高學生演示討論的效率，同時完善成績評價制度，從而真正使“翻轉課堂”成為受學生歡迎的教學模式，激發(fā)學生的學習熱情和主動性。