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[摘要]翻轉課堂(“FlippedClassroom”或“InvertedClassroom”)也叫“顛倒課堂”，是指重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權從教師轉移給學生。翻轉課堂教學模式是一種新興的教學模式，利用互聯網和信息技術使學生在課前獲得知識，課堂上通過探究和討論完成知識的內化。本文主要結合分析化學實驗教學的主要特點，利用翻轉課堂在教學模式中的優勢，設計基于翻轉課堂的分析化學實驗教學模式。
[關鍵詞]翻轉課堂；分析化學實驗；應用
《教育信息化十年發展規劃(2011~2020年)》提出，以信息化引領教育理念和教育模式的創新，充分發揮教育信息化在教育改革和發展中的支撐與引領作用[1]。隨著教育信息化的廣泛推進和深入實施，對教師的信息技術應用能力提出了更高的要求。翻轉課堂式教學模式利用視頻實施教學，讓學生在家或其他比較舒適的環境中完成需要學習的知識，而把更多寶貴的時間留給了課堂，從而課堂變成了老師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識的運用等。因此，翻轉課堂式教學引起了國內外教育界的廣泛關注。國內許多高校已經開始推廣并應用信息技術，進行翻轉課堂的教學改革和探索。目前，翻轉課堂教學模式在基礎理論學習中應用相對較為廣泛，但是實驗教學中應用案例較少。
1翻轉課堂的概念
翻轉課堂教學模式是是一種建構主義學習理論指導下的教學模式，是一種新型的促進教學績效的教學模式，其改變了教師的教學和學生的學習，是教師教學和學生學習方式的一場重大變革，為教學改革提供了一條新路徑。其基本概念是把傳統的學習過程翻轉過來，徹底顛覆傳統教學過程中的“知識傳授”和“知識內化”兩個主要階段。翻轉課堂式教學模式如此倍受關注，是因為有以下幾個鮮明的特點：第一教學視頻短小精悍；第二，教學信息清晰明確；第三，重新建構學習流程；第四，復習檢測方便快捷。如果能將這種教學模式廣泛應用到實際教學中去，不僅可以提高教學效率和教學質量，而且會使分析化學實驗教學更有生機和活力，增強課堂的互動性，激發學生學習的興趣，實現個別化教學，提高學生的動手能力[2]。
2翻轉課堂模式下的分析化學實驗教學目標
2.1現有問題
分析化學實驗的設計是指實驗者在實施化學實驗前，根據實驗目的和要求，運用基礎理論化學知識與技能，按照一定的實驗方法對實驗的原理、儀器、裝置、步驟和方法等進行合理安排與規劃。分析化學實驗需要較為扎實的化學知識與實驗技能，但是每個學生的知識掌握程度和動手能力都是不同的，也是沒有預見性的，因此在短短的課堂時間內，教師是不能滿足不同水平學生的學習需求，提出的教學問題亦缺乏針對性。在傳統的課堂教學模式中，教師只能給學生口頭布置作業，要提前預習下一節課要學習的實驗內容，雖然要求學生寫預習報告，但仍然避免不了有部分學生偷懶，只是照抄書本內容，根本沒有認真思考實驗目的、實驗原理以及相應的思考題，課前預習僅僅是流于形式，未能起到提前預習的作用，因此教師必須將實驗目的、實驗原理、實驗步驟和實驗結果處理等實驗內容進行詳細的講解，對實驗過程中出現的操作重點、難點以及注意事項進行重點講解，因此要花費較多時間，而課堂時間有限，學生為了趕時間，只能是照書本的實驗方法按部就班的做實驗，實驗過程中出現的問題也不能跟老師進行深入的探討，導致許多學生變成簡單的、機械的“操作工”，照葫蘆畫瓢，學生系統的思維能力和組織能力不能有效地得到鍛煉[3]，達不到有效的實驗教學目的。在整個教學過程中，教師依然是起著主導作用，學生只是被動的接受者，不能真正激發學生的學習的積極性。
2.2教學目標
翻轉課堂模式下分析化學實驗教學是充分利用翻轉課堂式教學模式的優勢，結合分析化學實驗教學操作性和探究性的學科特點，使得翻轉課堂實驗教學模式適合在分析化學實驗教學中應用，同時，要重視培養學生的觀察能力、探究能力、合作能力和解決問題的能力。根據分析化學的學科教學模式以及實驗類課程的特點，且實踐教學的目的是將基礎理論課的理論知識學以致用，其教學主體就是學生，因此將翻轉課堂應用于基礎化學實驗中，對于提高實驗教學質量和培養學生的實驗技能操作具有一定的教學意義，以期達到以下兩個教學目標：(1)利用現代的信息技術進行教學，可以提高學生的學習興趣，激發學生的內在學習動力。俗話說“興趣”是最好的老師，它可以調動學生的學習積極性，激起學生們對科學實驗的探索熱情。翻轉課堂教學模式下的教學課件，可以通過加入大量的圖表、動畫、文字注釋、聲音等，相對于傳統的教學模式下單純的翻看實驗課本，該教學模式讓枯燥的學習過程變得更加有趣生動，以此改變學生課前預習流于形式，照抄書本，導致教師課堂講解沒有針對性，缺乏互動性。(2)學生可以隨時隨地、反復觀看實驗教學課件。隨著社會的發展，科技的進步，平板電腦、智能手機等在生活中的應用越來越普遍，尤其智能手機，幾乎達到人手一部的地步，因此，先進技術為翻轉課堂的應用提供了強有力的技術支撐。強調以學生為主體的翻轉課堂新型教學模式，不再受上課地點和課堂有限時間的限制，學生可以隨時隨地反復觀看教學課件，并且可以根據自己的實際情況，利用教學軟件的功能，反復觀看某一個知識點的內容，直到學懂學明白為止，從而老師在課堂上可以有更多時間針對學生的具體接受能力以及動手能力，進行有針對性的指導。
3翻轉課堂模式下的分析化學實驗教學流程及案例設計
3.1教學流程設計
教學流程設計要遵循學生是主體，教師是主導的原則。將翻轉課堂應用于教學，提高學生的復雜思維能力，同時增強學生的開放性問題解決能力。目前國外對翻轉課堂理論的研究相對比較成熟，美國富蘭克林學院學者RobertTalbert經過多年對翻轉課堂教學模式的研究，提出了翻轉課堂模型結構圖，如圖1[4]。在此基礎上，我們將翻轉課堂的結構細化了一下，主要分為課前預習、課中學習、課后總結，如圖2所示。學生是學習的主體，教師是學生學習的引導者。教師在實驗前一周，制定實驗學習方案，發給學生，讓學生首先熟悉整個實驗流程，然后再讓學生到網絡學習平臺上觀看微課視頻，同時，在平臺增設習題強化和在線答疑兩個模塊，促使學生能更深入的學習。采取學生分組學習的模式，設立學習小組長，由小組長監督并匯報組員的學習完成情況。課前預習是整個翻轉課堂模式教學的關鍵，是理論知識遷移應用的基礎，是課中學習和課后總結取得良好教學效果的關鍵步驟。課中學習是完成知識內化，進一步提升學習自學能力和提高動手操作能力的重要階段，也是翻轉課堂教學模式中最突出價值的部分。教師可根據學生在實驗過程中遇到的疑惑或難點，進行個別的、針對性的指導。課后，學生將實驗數據進行處理、總結，以實驗報告形式交給老師，同時將此次翻轉課堂實驗學習過程進行評價反饋，教師反思并總結其中的不足，優化實驗方案，補充課程資源，逐步完善翻轉課堂教學模式在分析化學實驗中的應用。課中學習和課后總結是教師和學生協同提高的過程，最終目的在于促進學生的發展，實現良性循環。
3.2分析化學實驗翻轉課堂教學案例設計
分析化學實驗中非常重要的一門實踐性教學課程就是儀器分析實驗。儀器分析實驗課程的特點是操作性強、儀器結構較抽象、知識點多而瑣碎，因此，在傳統的教學模式下單純聽教師的一次講解和演示，學生很難理解，并且很難在短時間內掌握分析儀器的操作要領和注意事項。翻轉課堂教學模式下，學生可以在課前已錄制的視頻資源上很直觀的看到儀器的結構，教師邊操作邊演示，一目了然，通俗易懂，同時可以反復觀看，對于不懂的地方還可自行查閱文獻資料或在答疑區在線咨詢，可節約大量課堂時間。以我們學校開設的儀器分析實驗-醇系物的氣相色譜分析為例。1、課前預習階段。教師在實驗開課前一周錄好微課視頻，主要包括：(1)簡單介紹實驗目的與實驗原理；(2)氣相色譜儀的基本構造；(3)氣相色譜儀相關氣路的連接安裝與撿漏；(4)氣相色譜儀的操作流程及注意事項；(5)液體樣品的采集方法；(6)氣相色譜常用的進樣方法；(7)氣相色譜分析操作條件的選擇原理；(8)氣相色譜定性與定量分析方法的選擇；(9)甲醇-乙醇-正丙醇的氣相色譜分析；(10)正丙醇-正丁醇-正戊醇的氣相色譜分析；(11)實驗數據處理與分析；(12)氣相色譜實驗室安全知識；(13)氣相色譜在化工、醫藥、環保、生物、食品等領域的應用。分模塊錄制微課視頻，這樣每一個視頻都具有一定的針對性，便于學生查找和選擇性學習，同時每個視頻時長控制在幾分鐘以內，避免造成學生視覺疲勞，注意力不集中，失去學習的興趣和主動積極性。微課視頻制作好以后，發到相關的網絡教學平臺上，同時發送實驗學習方案給學生，讓學生分組學習，學生可自由選擇哪幾種醇系物的氣相色譜分析，并在平臺上完成教師布置的習題測驗等學習任務，由小組長監督并匯報學習完成情況。2、課中學習階段。教師簡單講解實驗的重點內容，隨機抽查學生的課前預習的自學情況，這有助于督促學生課前主動自學，同時了解學生對實驗主要內容的掌握程度，教師收集線上以及課堂內學生不懂的問題，與學生在課堂上討論、互動，解決這些問題。實驗方案中設置了兩種不同醇系物的檢測，學生需要根據學習的視頻內容，自己找到合適的氣相色譜分析條件，并鼓勵小組之間通過競賽等方式完成本組實驗。教師檢查各小組的實驗情況，糾正錯誤，并根據每組遇到的疑惑進行針對性的指導。這極大地提高了學生動手的積極性以及自主探究實驗過程的興趣，增強了學生的分析問題、解決問題的能力，有效的培養了學生獨立操作分析儀器的能力，也能讓學生更好的理解儀器分析方法的基本原理，使學生受到系統的實驗技能訓練，為將來從事與儀器分析專業有關的工作或科學研究打下堅實的基礎。3、課后總結。教師通過批改實驗報告、答疑輔導以及課后學生對此次實驗課的評價反饋等手段及時掌握學生學習情況，檢驗學生學習效果，實現知識的固化和提升。教師及時通過網絡交流平臺或課下輔導等方式，與學生進行溝通交流討論，教師將各類問題進行歸納整理，反思總結，不斷調整和優化翻轉課堂模式下的教學實驗方案，同時不斷拓展問題，豐富翻轉課堂模式教學的實施方法和教學資源，進一步促進儀器分析實驗課程建設，從而實現學生和教師協同發展和提高的過程。
4結束語
翻轉課堂的“學—教”模式顛覆了傳統課堂的“教—學”模式，并且弱化“教”，強調“學”，突出“做”，改變了傳統教學中的師生角色，真正實現了“以學生為中心”的教學理念[5]。分析化學實驗是一門實踐性非常強的課程，通過此課程的學習和實踐是學生系統掌握化學實驗技能的基本操作以及將理論知識內化為具體實驗過程的重心。因此，翻轉課堂模式下的教學，使得學生在課堂上有更多的時間思考并動手實踐，驗證自己的疑惑，從而得到更好的教學效果。目前，國家大力支持各種精品資源視頻課程的開發，這位翻轉課堂的教學提供了很好的平臺，但在實際實施的過程中還存在很多現實問題，如何使這種教學模式在教學實踐中更好的應用、如何轉變傳統教學模式對教師和學生的影響、如何提高學生的自主學習和自我約束力等，有效地解決這些問題，這需要我們不斷地進行研究探索和反思總結，逐步在持續的教學實踐中完善翻轉課堂在分析化學實驗教學中的應用。
作者:史娜 任清剛 單位:廣東石油化工學院