學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為理工科院校教學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科，其創(chuàng)新教育功能和載體作用已經(jīng)為人們所共識(shí)，在培養(yǎng)中學(xué)生各方面能力中的作用和地位是顯而易見(jiàn)的。學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是理工內(nèi)高校的一門大面積選修課。目前，我院化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承當(dāng)了全校理工科32個(gè)專業(yè)近2600人的大類平臺(tái)課“大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)任務(wù)，年教學(xué)工作量近20千人學(xué)時(shí)。學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)在我校是一門獨(dú)立的基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)中學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段觀察、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)中學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力，在適應(yīng)科技發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步對(duì)人才需求方面有著不可取代的作用。
目前，我校學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用兩段式循環(huán)教學(xué)模式，三周完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，第一周兩個(gè)班級(jí)預(yù)習(xí)，后兩周兩個(gè)班級(jí)交替完成實(shí)驗(yàn)。在常年教學(xué)中我們發(fā)覺(jué)，盡管實(shí)驗(yàn)操作課課前老師會(huì)再度講解主要部份，但因?yàn)闀r(shí)隔一周，中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容遺忘好多，預(yù)習(xí)課的療效不佳；其次，在課程設(shè)置中，綜合性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，教學(xué)模式單一，缺少中學(xué)生獨(dú)立思索、自行解決問(wèn)題的環(huán)節(jié)。為了提升課堂教學(xué)效率，讓中學(xué)生才能充分自由地借助課堂有限時(shí)間，更好地培養(yǎng)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，我們對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行了深層次變革，將翻轉(zhuǎn)課堂理念引入到教學(xué)模式中[1-2]。本文將具體剖析目前學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問(wèn)題，闡述翻轉(zhuǎn)課堂模式在教學(xué)中的應(yīng)用大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并具體介紹該模式的施行過(guò)程。
1傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題
近年來(lái)，不少學(xué)者針對(duì)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式進(jìn)行了探求和實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)療效有一定的成效，但依然存在一些問(wèn)題和不足，主要表現(xiàn)在：
1）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課時(shí)有限，中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)“照方配藥”，致使中學(xué)生素養(yǎng)提升與創(chuàng)新能力培養(yǎng)遭到禁錮。班主任在課堂上借助有限課時(shí)詳盡講解實(shí)驗(yàn)的調(diào)整方式和方法等，班主任留給中學(xué)生課堂操作的時(shí)間嚴(yán)重不足，最終造成中學(xué)生剖析問(wèn)題、獨(dú)立思索的能力很難得到提升，偏離了教學(xué)的最終目標(biāo)。
2）在教學(xué)過(guò)程中，中學(xué)生之間、師生之間缺少交流討論，無(wú)法兼具中學(xué)生的個(gè)性化與差別化。班主任為了完成教學(xué)任務(wù)，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，很難兼具到每個(gè)中學(xué)生的個(gè)性與差別，很難及時(shí)處理每個(gè)中學(xué)生的問(wèn)題。
3）教學(xué)內(nèi)容固定、考核形式片面。學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)在我校是學(xué)科基礎(chǔ)教育課程，是一門理工科的選修課，面對(duì)全校30多個(gè)專業(yè)開(kāi)放，涉及化工、藥學(xué)、測(cè)儀、機(jī)設(shè)等專業(yè)，實(shí)驗(yàn)課程難以彰顯各自專業(yè)教學(xué)優(yōu)缺。實(shí)驗(yàn)成績(jī)方式上采用“實(shí)驗(yàn)操作+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的評(píng)價(jià)方法，未能充分組織自評(píng)和組內(nèi)互評(píng)等多樣化評(píng)價(jià)主體參與評(píng)價(jià)過(guò)程。
2以慕課為背景的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式
慕課（MOOC）即大規(guī)模網(wǎng)路公開(kāi)課程(Open)，是集課程、平臺(tái)、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)理念為一體的綜合體[3-6]。MOOC通過(guò)網(wǎng)路構(gòu)建增進(jìn)班主任與中學(xué)生互動(dòng)的自由交流平臺(tái)，課程內(nèi)容豐富，以開(kāi)放共享為理念，提供一個(gè)完整的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)技巧。翻轉(zhuǎn)課堂起源于日本，由兩位物理老師和Sams將其應(yīng)用在教學(xué)實(shí)踐中。其借助現(xiàn)代化教學(xué)手段和網(wǎng)路資源，將傳統(tǒng)的課堂講授轉(zhuǎn)變?yōu)檎n前觀看視頻、課上交流討論的方式[7]。而MOOC為翻轉(zhuǎn)課堂提供了資源保障，以MOOC為背景的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式迥然不同。在翻轉(zhuǎn)課堂中，中學(xué)生發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性，修改了往年單調(diào)的師生角色，班主任由課堂主導(dǎo)變?yōu)橹袑W(xué)生的知識(shí)引導(dǎo)者，中學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體[8]。在往年教學(xué)過(guò)程中，班主任注重講解，忽視了中學(xué)生能夠接受消化，忽略了中學(xué)生的個(gè)性差別化，而在以MOOC為背景的翻轉(zhuǎn)課堂中，師生通過(guò)網(wǎng)路平臺(tái)自由交流，中學(xué)生的疑難問(wèn)題能及時(shí)被發(fā)覺(jué)并給以解答[9]。
針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，我們將以MOOC為背景的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)新模式引入到學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，充分考慮不同事生的個(gè)性化與差別化，通過(guò)微課、手機(jī)APP等資源，將班主任面授教學(xué)改為以中學(xué)生為主導(dǎo)的主動(dòng)學(xué)習(xí)模式，這樣才能更好的培養(yǎng)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思索、合作探求的能力[10-11]。目前，我們?cè)缫验_(kāi)辦了部份班級(jí)作為MOOC試點(diǎn)班級(jí)。
2.1課外預(yù)習(xí)資源配置
優(yōu)秀的教學(xué)視頻是翻轉(zhuǎn)課堂教育模式的重要工具，也是教學(xué)過(guò)程順利進(jìn)行的保證[12]。我們構(gòu)建了以手機(jī)APP“學(xué)習(xí)通”為平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。超星學(xué)習(xí)通作為一款聯(lián)通教學(xué)工具，相比于同類產(chǎn)品有著以下幾點(diǎn)突出優(yōu)勢(shì)：（1）資源豐富。通過(guò)首頁(yè)“找資料”以及“移動(dòng)圖書(shū)館”可以查找大量資料，包括刊物、圖書(shū)、專題、報(bào)紙、講座等；（2）數(shù)據(jù)同步。學(xué)習(xí)通手機(jī)APP與筆記本端網(wǎng)路教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)同步，包括建設(shè)課程數(shù)據(jù)、課題互動(dòng)、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等；（3）交流功能。通過(guò)單位帳號(hào)實(shí)名登陸，可以進(jìn)行同校間、校際間線上交流。另外，完備的教學(xué)模塊也是諸多教學(xué)者選擇學(xué)習(xí)通的誘因之一，包括資料領(lǐng)取、班級(jí)群聊、課中互動(dòng)、簽到投票等，連主流的直播功能也是支持的。
依照教學(xué)內(nèi)容安排錄制微課視頻制做教學(xué)教案并上傳至“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，如圖1所示。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，中學(xué)生主要通過(guò)完成預(yù)習(xí)報(bào)告的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，碰到問(wèn)題只能自己查閱教材，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的熟悉、儀器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)比較具象，致使預(yù)習(xí)的療效不佳。新模式下，預(yù)習(xí)不再是中學(xué)生沉悶地完成預(yù)習(xí)報(bào)告，取而代之的是生動(dòng)形象的微課視頻等資源，并在線上完成預(yù)習(xí)思索題，如圖2所示，中學(xué)生須在視頻觀看中進(jìn)行穿插答題，不答題則視頻中斷。每學(xué)期安排八個(gè)必做實(shí)驗(yàn)和兩個(gè)選做實(shí)驗(yàn)，每位實(shí)驗(yàn)設(shè)置了七八個(gè)預(yù)習(xí)問(wèn)題；在學(xué)習(xí)通APP還打算了課題研究實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)有余力的朋友可以按照須要選擇學(xué)習(xí)。班主任端“學(xué)習(xí)通”APP記錄中學(xué)生視頻學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)以及答題的確切情況，因而給定預(yù)習(xí)成績(jī)。傳統(tǒng)教學(xué)模式下班主任課堂對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、操作方法等長(zhǎng)時(shí)間講解，被分解在中學(xué)生的閑暇時(shí)間。
新模式下，中學(xué)生通過(guò)APP視頻等相關(guān)教學(xué)資源完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，致使學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程更具有趣味性、主動(dòng)性和針對(duì)性[13]。中學(xué)生結(jié)合自身學(xué)習(xí)計(jì)劃，選擇合適時(shí)間登入APP觀看視頻，中學(xué)生可以更好的借助學(xué)習(xí)時(shí)間[14-16]；其次，不同基礎(chǔ)的中學(xué)生可以結(jié)合自身對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解情況，有針對(duì)性的選擇播放教學(xué)視頻的次數(shù)。
2.2課中筑牢理論，自主實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)教學(xué)模式中，班主任須要在課堂上耗費(fèi)大量的時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟、儀器、注意事項(xiàng)等等，歷時(shí)吃力；同時(shí)，留給中學(xué)生自己動(dòng)手操作的時(shí)間不足，中學(xué)生操作的機(jī)會(huì)降低。在以MOOC為背景的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，中學(xué)生可以深入地預(yù)習(xí)，班主任則可以不再介紹實(shí)驗(yàn)步驟等。
新模式下，課堂中更多重視通過(guò)師生交流討論的形式引導(dǎo)中學(xué)生內(nèi)化知識(shí)[17-18]。前期我們做了充足的打算，對(duì)每位實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)設(shè)置問(wèn)題構(gòu)成題庫(kù)，課堂面授中班主任從題庫(kù)中隨機(jī)抽取相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行課堂討論，并充分借助教學(xué)設(shè)備資源，將APP相關(guān)模塊投屏至課堂大屏幕；每位實(shí)驗(yàn)班主任在學(xué)習(xí)通APP里通過(guò)“搶答”“主題討論”“隨堂練習(xí)”等活動(dòng)形式設(shè)置七八個(gè)問(wèn)題。由師生互動(dòng)取代了原先的班主任講解，中學(xué)生就會(huì)積極參與進(jìn)來(lái)。討論中，中學(xué)生可以進(jìn)行互動(dòng)并重現(xiàn)于大屏幕上；在中學(xué)生之間、師生之間的交流互動(dòng)中，班主任可以了解全班朋友的前期預(yù)習(xí)情況，中學(xué)生在了解彼此答題情況的過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)已潛移默化地吸收，知識(shí)的傳遞愈發(fā)有效。這兒以2019年秋C43與D43班級(jí)直流電橋?qū)嶒?yàn)為例介紹課堂討論的相關(guān)情況。圖3是課堂討論相關(guān)問(wèn)題，題目設(shè)置緊扣電橋?qū)嶒?yàn)的重難點(diǎn)，如“惠斯通雙臂電橋的偏差來(lái)源？怎么清除”“如何理解并實(shí)現(xiàn)電橋快速平衡？”等；在某一次電橋?qū)嶒?yàn)面講課“主題討論”的具體投屏中，班主任提出問(wèn)題：“自搭電橋有什么系統(tǒng)偏差？用哪些方式修正系統(tǒng)偏差？”并通過(guò)APP將問(wèn)題投影至課堂大屏幕，中學(xué)生結(jié)合自身的預(yù)習(xí)情況相繼給出答案，班主任通過(guò)中學(xué)生的回答了解中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容的把握情況；投屏互動(dòng)中還有“簽到、搶答、選人”等環(huán)節(jié)，如圖4所示；在這種環(huán)節(jié)中班主任按照中學(xué)生參與情況對(duì)中學(xué)生進(jìn)行加分，課程結(jié)束系統(tǒng)會(huì)手動(dòng)統(tǒng)計(jì)中學(xué)生成績(jī)。
在這樣的課堂討論交流過(guò)后，中學(xué)生已熟練把握實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)以及儀器調(diào)節(jié)的注意事項(xiàng)與方法，除了提升了課堂效率，更重要的是中學(xué)生調(diào)動(dòng)了主觀能動(dòng)性，改變了單調(diào)的師生角色關(guān)系，班主任由課堂的主導(dǎo)者變更為中學(xué)生知識(shí)的指引者，中學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。
2.3課后評(píng)價(jià)反省，拓展提升
課后階段，中學(xué)生在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)，進(jìn)行詳盡的數(shù)據(jù)處理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了剖析和評(píng)定，將自己在課堂遇見(jiàn)的問(wèn)題、注意事項(xiàng)以剖析思索題的方式進(jìn)行展開(kāi)。
課后的反饋評(píng)價(jià)對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂至關(guān)重要，班主任通過(guò)這一環(huán)節(jié)可以了解中學(xué)生對(duì)課程的把握程度以及課堂的教學(xué)療效。新模式下，我們通過(guò)以下三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋評(píng)價(jià)：（1）評(píng)閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，重點(diǎn)批閱數(shù)據(jù)處理與剖析思索題；（2）班主任通過(guò)APP中問(wèn)卷、學(xué)生反饋模塊進(jìn)行線上平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；（3）將翻轉(zhuǎn)課堂與信息化相結(jié)合，構(gòu)建了MOOC班陌陌群輔助教學(xué)。通過(guò)以上方法，班主任對(duì)新模式下教學(xué)療效進(jìn)行調(diào)查，了解中學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握程度、參與討論的情況、實(shí)驗(yàn)的興趣等，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)方案。
3新模式實(shí)驗(yàn)教學(xué)療效剖析
基于MOOC平臺(tái)下實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，課堂環(huán)節(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)變，新知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程與學(xué)習(xí)深度內(nèi)化過(guò)程發(fā)生顛倒，教學(xué)空間由單一的課堂延展到任何場(chǎng)所和時(shí)間；傳統(tǒng)教學(xué)模式班主任向中學(xué)生灌輸知識(shí)，班主任起主導(dǎo)作用，新的教學(xué)模式，班主任不再是知識(shí)傳播的惟一來(lái)源，知識(shí)傳授置于課堂外，中學(xué)生在班主任推動(dòng)下自主學(xué)習(xí)，由班主任單一講授轉(zhuǎn)弄成交互學(xué)習(xí)[19]。
相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂方式下，因?yàn)榘嘀魅翁嵩绱蛩懔素S富的、更加具體形象的資源，包括PPT、視頻等，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)課和操作課的時(shí)間有一定的降低，如拉伸法檢測(cè)金屬絲的楊氏撓度實(shí)驗(yàn)，預(yù)習(xí)課時(shí)間由90分鐘降低到70分鐘，實(shí)驗(yàn)課大部份朋友均能提早完成，規(guī)定課時(shí)內(nèi)完成不了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象大大降低；更重要的是，翻轉(zhuǎn)課堂模式下，班主任講授的方式部份由“搶答”、問(wèn)卷等方式取代，課堂氛圍更活躍，中學(xué)生課堂提問(wèn)降低，學(xué)習(xí)療效也更好。在MOOC試點(diǎn)班級(jí)中，隨機(jī)抽取了八個(gè)班級(jí)192名中學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，如表1所示。對(duì)新模式實(shí)驗(yàn)療效，整體滿意度超過(guò)95%，不滿意的情況為0；其中，超過(guò)98%的朋友覺(jué)得新的教學(xué)模式大大地迸發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，近94%的朋友覺(jué)得新的模式增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的自主性與主動(dòng)性；超過(guò)91%的朋友，對(duì)學(xué)習(xí)資源滿意?？梢?jiàn)，基于MOOC平臺(tái)下實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，讓中學(xué)生有了更多的自主選擇權(quán)，大大地調(diào)動(dòng)了中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，有利于更大程度地挖掘中學(xué)生潛能大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，增強(qiáng)了教學(xué)效率。
4結(jié)語(yǔ)
在新形勢(shì)下，對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行了深層次變革，將兩種新型教學(xué)模式MOOC與翻轉(zhuǎn)課堂有效結(jié)合上去，引入到學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，力求達(dá)到教學(xué)療效的最優(yōu)化。目前，我國(guó)已擁有較多類似MOOC的優(yōu)質(zhì)資源平臺(tái)，翻轉(zhuǎn)課堂可以挺好地借助這種優(yōu)質(zhì)資源發(fā)揮作用，促使中學(xué)生個(gè)性化發(fā)展，有利于推動(dòng)我國(guó)教育信息化建設(shè)，基于MOOC平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式勢(shì)必成為教育變革的新趨勢(shì)。
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基金項(xiàng)目:華南理工學(xué)院學(xué)院2018年度大專實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)變革與建設(shè)項(xiàng)目（)；華南理工學(xué)院2019年大專教育教學(xué)方式變革研究項(xiàng)目“突出傳感器技術(shù)應(yīng)用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系建設(shè)”（801）。
作者簡(jiǎn)介:許飛，男，華南理工學(xué)院學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理工作，研究方向?yàn)楣庑畔⒒瘜W(xué)與量子材料，。
通信作者:朱江轉(zhuǎn)，女，華南理工學(xué)院學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究工作，研究方向?yàn)楣鈱W(xué)，。
引文格式:許飛，羅鍛斌，謝海芬，等.基于MOOC平臺(tái)下學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用與剖析[J].化學(xué)與工程，2021，31（1）：50-54.
Citethis:XUF,LUODB,XIEHF,etal.onmodeofbasedonMOOC[J].and,2021，31（1）：50-54.(in)
END