陳茂龍 童海霞 曾巨瀾

摘要：本研究著眼于常規(guī)課堂講授、“翻轉(zhuǎn)課堂”與“問題教學(xué)”相結(jié)合的《物理化學(xué)》課程的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)及其實(shí)踐應(yīng)用。實(shí)踐結(jié)果初步顯示，“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；PBL；物理化學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）46-0144-02

翻轉(zhuǎn)課堂即“Flipped Classroom or Inverted Classroom”，是指按照一定教學(xué)目標(biāo)去調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，將學(xué)習(xí)的部分決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的很多時(shí)間，學(xué)生能夠更專注目的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)與消化，很多知識(shí)點(diǎn)將需要學(xué)生在課堂外查找資料自學(xué)完成，包括觀看教學(xué)視頻和慕課、閱讀相關(guān)書籍、進(jìn)一步在課外面對面的與同學(xué)討論、在網(wǎng)絡(luò)上通過微信群和QQ群與其他同學(xué)討論[1]。PBL（Problem-based learning）是以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式，是神經(jīng)學(xué)教授Barrows在1969年于加拿大麥克馬斯特大學(xué)提出的，目前已成為世界上較為流行的一種教學(xué)方法[2]?！皢栴}教學(xué)”法具有如下優(yōu)點(diǎn)：①促進(jìn)以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)；②促進(jìn)終身學(xué)習(xí)；③幫助突出理解而不是事實(shí)；④幫助深入學(xué)習(xí)和運(yùn)用建構(gòu)主義的方法；⑤增強(qiáng)自學(xué)；⑥更好的理解和熟悉；⑦增強(qiáng)人際交往能力和團(tuán)隊(duì)精神；⑧促進(jìn)自我激勵(lì)的態(tài)度；⑨幫助增進(jìn)師生關(guān)系；⑩幫助達(dá)到更高水平的學(xué)習(xí)。當(dāng)然凡事都有利有弊，“問題教學(xué)”法也不例外，這是一種耗時(shí)、對認(rèn)知負(fù)荷較大、對執(zhí)行要求較高、對教師和學(xué)生的角色轉(zhuǎn)變以及最后的考核評(píng)價(jià)都需要仔細(xì)考慮的教學(xué)方法[2，3]。翻轉(zhuǎn)課堂與問題教學(xué)兩種教學(xué)方法都倡導(dǎo)以學(xué)生為中心；但由翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵可以預(yù)見其對善于主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生能夠取得較好的教學(xué)效果，但對于一些不善于主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生則會(huì)收效甚微，因此需要結(jié)合“問題教學(xué)”法幫助和督促不善于主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)生。

一、《物理化學(xué)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)緣由

《物理化學(xué)》是研究所有物質(zhì)系統(tǒng)的化學(xué)行為的原理、規(guī)律和研究方法的學(xué)科；涵蓋宏觀系統(tǒng)、微觀系統(tǒng)以及宏觀到微觀與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系與變化規(guī)律；也包括對化學(xué)過程機(jī)理及其控制的研究[4]。總之物理化學(xué)是一級(jí)化學(xué)學(xué)科以及在分子層次上研究物質(zhì)變化的其他學(xué)科領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)，因此這門課程包括經(jīng)典熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、相平衡、化學(xué)平衡、電化學(xué)、表面化學(xué)、膠體化學(xué)等重要內(nèi)容。其中熱力學(xué)內(nèi)容是基礎(chǔ)但卻十分抽象，很多剛接觸物理化學(xué)的學(xué)生都感覺很難理解。因此教師需要盡可能地發(fā)展物理化學(xué)教學(xué)方法，以便讓學(xué)生掌握更多的物理化學(xué)知識(shí)。目前，大多數(shù)高校的《物理化學(xué)》課程仍然采用傳統(tǒng)的講授法，即以教師課堂講授為主，學(xué)生則被動(dòng)接受，因此教學(xué)過程中難免存在以下問題：（1）課程知識(shí)理論化和表面化，難以系統(tǒng)化。雖然通過教師講授初步的理論知識(shí)，能夠使學(xué)生在一定程度上掌握相應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電化學(xué)等理論知識(shí)，但學(xué)生難以理論聯(lián)系實(shí)際，也難以解答生活中一些涉及到物理化學(xué)的問題。（2）學(xué)習(xí)內(nèi)容多，但深度不夠?！段锢砘瘜W(xué)》這門課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容不但涵蓋非常廣泛，而且很多知識(shí)點(diǎn)也較難理解；但由于課時(shí)有限（目前我校物理化學(xué)B只有48課時(shí)），基本都是4至6學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)一章，而物理化學(xué)中出現(xiàn)的定理公式較多，很多重要的定理（如偏摩爾量與化學(xué)勢）與公式有著一些類似的變形式，但這些變形式的使用條件、適用范圍、甚至物理意義都存在差別，這就需要大量的時(shí)間進(jìn)行講解和梳理，因此48課時(shí)往往不夠。（3）課程考核形式比較單一。目前，期末閉卷考試（占總成績80%）仍然是高校的物理化學(xué)課程采用的主要考核方式。這種經(jīng)典的考核方式對衡量學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的基本掌握還是有積極的作用，但這容易使學(xué)生死記硬背物理化學(xué)基本概念、各種物化理論與公式，而忽略了這些理論與公式的來龍去脈及相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力培養(yǎng)；這進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生上課只對考試相關(guān)內(nèi)容的講授感興趣，在考試前則要求劃重點(diǎn)甚至希望提供考試題庫等。因此，需要思考教學(xué)方法的改變以提高學(xué)生對物理化學(xué)相關(guān)知識(shí)的掌握，基于此我們進(jìn)行了《物理化學(xué)》課程的“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的初步教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

二、“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的《物理化學(xué)》教學(xué)設(shè)計(jì)

參考國內(nèi)同行對《物理化學(xué)》與其他課程的教學(xué)研究與設(shè)計(jì)，除了常規(guī)講授之外，本研究的教學(xué)設(shè)計(jì)主要基于教師為學(xué)生提供部分課外學(xué)習(xí)資源和“問題教學(xué)”的問題，部分運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式即一個(gè)接一個(gè)的學(xué)習(xí)模式對課程的教學(xué)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。整個(gè)的課程教學(xué)設(shè)計(jì)則包括課堂講授與翻轉(zhuǎn)課堂、課堂“問題教學(xué)”及課程學(xué)習(xí)考核三個(gè)部分。

1.課堂講授并布置任務(wù)完成課外自主學(xué)習(xí)?！段锢砘瘜W(xué)》課程的大部分知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)是學(xué)生自主完成相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，只有部分難點(diǎn)和極重點(diǎn)則由教師在課堂上進(jìn)行梳理和講解，并盡量讓學(xué)生做到舉一反三。前幾次課，教師便向?qū)W生講述本課程的翻轉(zhuǎn)課堂理念以及對課程重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)簡單梳理，然后對課程內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)安排，并讓學(xué)生了解考核要求的目的與本質(zhì)，總之讓學(xué)生了解“翻轉(zhuǎn)課堂”和“問題教學(xué)”的本質(zhì)及流程。當(dāng)學(xué)生遇到學(xué)習(xí)中的疑難點(diǎn)時(shí)，則通過課程教學(xué)平臺(tái)建立討論組、或QQ群及微信群開展學(xué)習(xí)討論。

2.課堂“問題教學(xué)”。當(dāng)前《物理化學(xué)》課程總共48學(xué)時(shí)，由于《物理化學(xué)》這門課程難度較大，因此20個(gè)理論學(xué)時(shí)依然為傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)，主要用作對一些難點(diǎn)與極重要知識(shí)點(diǎn)的講解，以及對知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)梳理，另28個(gè)理論學(xué)時(shí)則為“問題教學(xué)”設(shè)計(jì)。教師根據(jù)物理化學(xué)課程的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)了十二個(gè)比較有針對性的問題，如熱力學(xué)判據(jù)、熱力學(xué)基本關(guān)系式、偏摩爾量、化學(xué)勢、依數(shù)性拉烏爾定律與亨利定律等；然后在教學(xué)過程中按照既定流程展開教學(xué)。一般過程如下：①學(xué)生被分為12組，明確小組組長、記錄員等角色；②各小組在明確自己小組抽到的問題后，開始對問題進(jìn)行研究討論與梳理；③各小組討論并總結(jié)發(fā)言，教師對其匯報(bào)進(jìn)行指導(dǎo)并答疑；④教師及旁聽小組分別對匯報(bào)的小組進(jìn)行打分。

3.期終考試與平時(shí)評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核方式。傳統(tǒng)《物理化學(xué)》的考核方式主要依據(jù)期末閉卷考試進(jìn)行（平時(shí)成績占20%，期末考試80%）。本研究嘗試對該課程采用期終考試成績與平時(shí)評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程考核方式。具體如下：平時(shí)成績占據(jù)50%，期末考試成績占據(jù)50%，這相當(dāng)于大大降低了期末考試所占的比例。平時(shí)評(píng)價(jià)則相對復(fù)雜：15%根據(jù)小組學(xué)習(xí)自我評(píng)估表和物化練習(xí)題結(jié)果給分；25%的課堂問題學(xué)習(xí)得分是根據(jù)小組學(xué)生自評(píng)、他評(píng)和教師評(píng)價(jià)三部分，分別占這一部分的20%、30%和50%。剩下的10%由課堂隨機(jī)考勤構(gòu)成，無故缺勤一次扣2%，遲到一次扣1%。

三、“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的《物理化學(xué)》教學(xué)實(shí)踐結(jié)果

2017年9月—12月，對非化學(xué)專業(yè)的87名大二本科生進(jìn)行“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的《物理化學(xué)》課程教學(xué)初步實(shí)踐。課程結(jié)束后，按照既定考核方式進(jìn)行了成績評(píng)定，《物理化學(xué)》課程的最終考核成績平均分為68.95分，比上一年高近5分。其中，最高分90分，最低分42分，考核總成績分布如下：40—49：2人，50—59：6人，60—69：40人，70—79：26人，80—89：12人，90—100：1人?？傮w可判斷學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握比上一年有所進(jìn)步，但依然存在極大的進(jìn)步空間。此外，87名學(xué)生全部參與了匿名的問卷調(diào)查，部分收上來的問卷不合格（15份），72份合格問卷調(diào)查結(jié)果如下：在對課程教學(xué)的滿意度上，83.3%的學(xué)生持滿意態(tài)度。在專業(yè)知識(shí)的掌握程度方面，62.5%的學(xué)生認(rèn)為掌握了物理化學(xué)的大部分基礎(chǔ)知識(shí)。在教學(xué)方法的選擇上，63.9%的學(xué)生認(rèn)為采用教師講授、提出問題、小組討論與匯報(bào)三者相結(jié)合的教學(xué)方式較合適，也有部分學(xué)生認(rèn)為小組成員參差不齊影響小組整體的成績。除此之外，學(xué)生還對改進(jìn)《物理化學(xué)》的教學(xué)效果提供了一些建議，如增加物化實(shí)驗(yàn)、增加問題分析、豐富問題內(nèi)容等。

“問題教學(xué)”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合的《物理化學(xué)》教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，問題教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合確實(shí)能有效提高學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中的學(xué)習(xí)參與度，也能夠增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，相應(yīng)的提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]https：//en.wikipedia.org/wiki/Flipped_classroom.

[2]https：//en.wikipedia.org/wiki/Problem-based_learning.

[3]張華.PBL教學(xué)法在高職院校教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].河北師范大學(xué)：河北師范大學(xué)，2011.

[4]張雄飛，王少芬，伍章生.物理化學(xué)[M].華中科技大學(xué)出版社，2012.