學院化學實驗作為理工科院校教學中的基礎學科，其創新教育功能和載體作用已經為人們所共識，在培養中學生各方面能力中的作用和地位是顯而易見的。學院化學實驗室是理工內高校的一門大面積選修課。目前，我院化學實驗中心承當了全校理工科32個專業近2600人的大類平臺課“大學化學實驗”的教學任務，年教學工作量近20千人學時。學院化學實驗在我校是一門獨立的基礎課程，培養中學生運用實驗手段觀察、發現、分析和解決問題的能力，培養中學生嚴謹的科學思維和創新能力，在適應科技發展與社會進步對人才需求方面有著不可取代的作用。
目前，我校學院化學實驗采用兩段式循環教學模式，三周完成兩個實驗，第一周兩個班級預習，后兩周兩個班級交替完成實驗。在常年教學中我們發覺，盡管實驗操作課課前老師會再度講解主要部份，但因為時隔一周，中學生對實驗內容遺忘好多，預習課的療效不佳；其次，在課程設置中，綜合性與創新性實驗內容較少，教學模式單一，缺少中學生獨立思索、自行解決問題的環節。為了提升課堂教學效率，讓中學生才能充分自由地借助課堂有限時間，更好地培養中學生自主學習能力，我們對原有的教學模式進行了深層次變革，將翻轉課堂理念引入到教學模式中[1-2]。本文將具體剖析目前學院化學實驗教學模式存在的問題，闡述翻轉課堂模式在教學中的應用大學物理虛擬實驗平臺，并具體介紹該模式的施行過程。
1傳統教學模式存在的問題
近年來，不少學者針對學院化學實驗課程教學模式進行了探求和實踐，實驗療效有一定的成效，但依然存在一些問題和不足，主要表現在：
1）因為實驗課時有限，中學生在實驗時“照方配藥”，致使中學生素養提升與創新能力培養遭到禁錮。班主任在課堂上借助有限課時詳盡講解實驗的調整方式和方法等，班主任留給中學生課堂操作的時間嚴重不足，最終造成中學生剖析問題、獨立思索的能力很難得到提升，偏離了教學的最終目標。
2）在教學過程中，中學生之間、師生之間缺少交流討論，無法兼具中學生的個性化與差別化。班主任為了完成教學任務，在有限的課堂教學時間內，很難兼具到每個中學生的個性與差別，很難及時處理每個中學生的問題。
3）教學內容固定、考核形式片面。學院化學實驗在我校是學科基礎教育課程，是一門理工科的選修課，面對全校30多個專業開放，涉及化工、藥學、測儀、機設等專業，實驗課程難以彰顯各自專業教學優缺。實驗成績方式上采用“實驗操作+實驗報告”的評價方法，未能充分組織自評和組內互評等多樣化評價主體參與評價過程。
2以慕課為背景的翻轉課堂教學模式
慕課（MOOC）即大規模網路公開課程(Open)，是集課程、平臺、教學過程和教學理念為一體的綜合體[3-6]。MOOC通過網路構建增進班主任與中學生互動的自由交流平臺，課程內容豐富，以開放共享為理念，提供一個完整的學習經驗與學習技巧。翻轉課堂起源于日本，由兩位物理老師和Sams將其應用在教學實踐中。其借助現代化教學手段和網路資源，將傳統的課堂講授轉變為課前觀看視頻、課上交流討論的方式[7]。而MOOC為翻轉課堂提供了資源保障，以MOOC為背景的翻轉課堂教學模式與傳統教學模式迥然不同。在翻轉課堂中，中學生發揮自身的主觀能動性，修改了往年單調的師生角色，班主任由課堂主導變為中學生的知識引導者，中學生成為真正的學習主體[8]。在往年教學過程中，班主任注重講解，忽視了中學生能夠接受消化，忽略了中學生的個性差別化，而在以MOOC為背景的翻轉課堂中，師生通過網路平臺自由交流，中學生的疑難問題能及時被發覺并給以解答[9]。
針對傳統教學模式中存在的問題，我們將以MOOC為背景的翻轉課堂教學新模式引入到學院化學實驗教學當中，充分考慮不同事生的個性化與差別化，通過微課、手機APP等資源，將班主任面授教學改為以中學生為主導的主動學習模式，這樣才能更好的培養中學生自主學習、獨立思索、合作探求的能力[10-11]。目前，我們早已開辦了部份班級作為MOOC試點班級。
2.1課外預習資源配置
優秀的教學視頻是翻轉課堂教育模式的重要工具，也是教學過程順利進行的保證[12]。我們構建了以手機APP“學習通”為平臺的翻轉課堂教學模式。超星學習通作為一款聯通教學工具，相比于同類產品有著以下幾點突出優勢：（1）資源豐富。通過首頁“找資料”以及“移動圖書館”可以查找大量資料，包括刊物、圖書、專題、報紙、講座等；（2）數據同步。學習通手機APP與筆記本端網路教學平臺學習數據同步，包括建設課程數據、課題互動、學習數據等；（3）交流功能。通過單位帳號實名登陸，可以進行同校間、校際間線上交流。另外，完備的教學模塊也是諸多教學者選擇學習通的誘因之一，包括資料領取、班級群聊、課中互動、簽到投票等，連主流的直播功能也是支持的。
依照教學內容安排錄制微課視頻制做教學教案并上傳至“學習通”平臺，如圖1所示。在傳統教學模式中，中學生主要通過完成預習報告的方式進行實驗預習，碰到問題只能自己查閱教材，對實驗步驟的熟悉、儀器結構的認識比較具象，致使預習的療效不佳。新模式下，預習不再是中學生沉悶地完成預習報告，取而代之的是生動形象的微課視頻等資源，并在線上完成預習思索題，如圖2所示，中學生須在視頻觀看中進行穿插答題，不答題則視頻中斷。每學期安排八個必做實驗和兩個選做實驗，每位實驗設置了七八個預習問題；在學習通APP還打算了課題研究實驗和虛擬仿真實驗，學有余力的朋友可以按照須要選擇學習。班主任端“學習通”APP記錄中學生視頻學習時長以及答題的確切情況，因而給定預習成績。傳統教學模式下班主任課堂對實驗目的、原理、步驟、操作方法等長時間講解，被分解在中學生的閑暇時間。
新模式下，中學生通過APP視頻等相關教學資源完成實驗項目的學習，致使學院化學實驗的學習過程更具有趣味性、主動性和針對性[13]。中學生結合自身學習計劃，選擇合適時間登入APP觀看視頻，中學生可以更好的借助學習時間[14-16]；其次，不同基礎的中學生可以結合自身對實驗的理解情況，有針對性的選擇播放教學視頻的次數。
2.2課中筑牢理論，自主實驗
傳統教學模式中，班主任須要在課堂上耗費大量的時間講解實驗原理、步驟、儀器、注意事項等等，歷時吃力；同時，留給中學生自己動手操作的時間不足，中學生操作的機會降低。在以MOOC為背景的翻轉課堂教學模式下，中學生可以深入地預習，班主任則可以不再介紹實驗步驟等。
新模式下，課堂中更多重視通過師生交流討論的形式引導中學生內化知識[17-18]。前期我們做了充足的打算，對每位實驗的重難點設置問題構成題庫，課堂面授中班主任從題庫中隨機抽取相關問題進行課堂討論，并充分借助教學設備資源，將APP相關模塊投屏至課堂大屏幕；每位實驗班主任在學習通APP里通過“搶答”“主題討論”“隨堂練習”等活動形式設置七八個問題。由師生互動取代了原先的班主任講解，中學生就會積極參與進來。討論中，中學生可以進行互動并重現于大屏幕上；在中學生之間、師生之間的交流互動中，班主任可以了解全班朋友的前期預習情況，中學生在了解彼此答題情況的過程中，對實驗的重難點已潛移默化地吸收，知識的傳遞愈發有效。這兒以2019年秋C43與D43班級直流電橋實驗為例介紹課堂討論的相關情況。圖3是課堂討論相關問題，題目設置緊扣電橋實驗的重難點，如“惠斯通雙臂電橋的偏差來源？怎么清除”“如何理解并實現電橋快速平衡？”等；在某一次電橋實驗面講課“主題討論”的具體投屏中，班主任提出問題：“自搭電橋有什么系統偏差？用哪些方式修正系統偏差？”并通過APP將問題投影至課堂大屏幕，中學生結合自身的預習情況相繼給出答案，班主任通過中學生的回答了解中學生對實驗相關內容的把握情況；投屏互動中還有“簽到、搶答、選人”等環節，如圖4所示；在這種環節中班主任按照中學生參與情況對中學生進行加分，課程結束系統會手動統計中學生成績。
在這樣的課堂討論交流過后，中學生已熟練把握實驗的重難點以及儀器調節的注意事項與方法，除了提升了課堂效率，更重要的是中學生調動了主觀能動性，改變了單調的師生角色關系，班主任由課堂的主導者變更為中學生知識的指引者，中學生真正成為學習的主體。
2.3課后評價反省，拓展提升
課后階段，中學生在實驗基礎之上，進行實驗報告的撰寫，進行詳盡的數據處理，對實驗結果進行了剖析和評定，將自己在課堂遇見的問題、注意事項以剖析思索題的方式進行展開。
課后的反饋評價對于翻轉課堂至關重要，班主任通過這一環節可以了解中學生對課程的把握程度以及課堂的教學療效。新模式下，我們通過以下三個方面來實現反饋評價：（1）評閱實驗報告，重點批閱數據處理與剖析思索題；（2）班主任通過APP中問卷、學生反饋模塊進行線上平臺數據統計；（3）將翻轉課堂與信息化相結合，構建了MOOC班陌陌群輔助教學。通過以上方法，班主任對新模式下教學療效進行調查，了解中學生對知識的把握程度、參與討論的情況、實驗的興趣等，進而優化教學方案。
3新模式實驗教學療效剖析
基于MOOC平臺下實驗翻轉課堂教學，課堂環節發生轉變，新知識的學習過程與學習深度內化過程發生顛倒，教學空間由單一的課堂延展到任何場所和時間；傳統教學模式班主任向中學生灌輸知識，班主任起主導作用，新的教學模式，班主任不再是知識傳播的惟一來源，知識傳授置于課堂外，中學生在班主任推動下自主學習，由班主任單一講授轉弄成交互學習[19]。
相對于傳統教學，翻轉課堂方式下，因為班主任提早打算了豐富的、更加具體形象的資源，包括PPT、視頻等，實驗預習課和操作課的時間有一定的降低，如拉伸法檢測金屬絲的楊氏撓度實驗，預習課時間由90分鐘降低到70分鐘，實驗課大部份朋友均能提早完成，規定課時內完成不了實驗的現象大大降低；更重要的是，翻轉課堂模式下，班主任講授的方式部份由“搶答”、問卷等方式取代，課堂氛圍更活躍，中學生課堂提問降低，學習療效也更好。在MOOC試點班級中，隨機抽取了八個班級192名中學生進行問卷調查，如表1所示。對新模式實驗療效，整體滿意度超過95%，不滿意的情況為0；其中，超過98%的朋友覺得新的教學模式大大地迸發了學習興趣，近94%的朋友覺得新的模式增強了學習的自主性與主動性；超過91%的朋友，對學習資源滿意。可見，基于MOOC平臺下實驗翻轉課堂教學模式，讓中學生有了更多的自主選擇權，大大地調動了中學生的學習興趣與熱情，有利于更大程度地挖掘中學生潛能大學物理虛擬實驗平臺，增強了教學效率。
4結語
在新形勢下，對原有的教學模式進行了深層次變革，將兩種新型教學模式MOOC與翻轉課堂有效結合上去，引入到學院化學實驗教學當中，力求達到教學療效的最優化。目前，我國已擁有較多類似MOOC的優質資源平臺，翻轉課堂可以挺好地借助這種優質資源發揮作用，促使中學生個性化發展，有利于推動我國教育信息化建設，基于MOOC平臺的翻轉課堂教學模式勢必成為教育變革的新趨勢。
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基金項目:華南理工學院學院2018年度大專實驗實踐教學變革與建設項目（)；華南理工學院2019年大專教育教學方式變革研究項目“突出傳感器技術應用的化學實驗課程教學體系建設”（801）。
作者簡介:許飛，男，華南理工學院學院實驗師，主要從事化學實驗教學與管理工作，研究方向為光信息化學與量子材料，。
通信作者:朱江轉，女，華南理工學院學院實驗師，主要從事化學實驗教學研究工作，研究方向為光學，。
引文格式:許飛，羅鍛斌，謝海芬，等.基于MOOC平臺下學院化學實驗翻轉課堂教學模式的應用與剖析[J].化學與工程，2021，31（1）：50-54.
Citethis:XUF,LUODB,XIEHF,etal.onmodeofbasedonMOOC[J].and,2021，31（1）：50-54.(in)
END