馬鈺璐,喻芳,邵婭婷,黎唯
(昆明醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院暨天然藥物藥理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650500)
傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式是:課前預(yù)習(xí),上課時(shí)教師講解原理、實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理,然后由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,最后由教師根據(jù)報(bào)告評(píng)定學(xué)生成績(jī).這種以教師講授為主,學(xué)生模仿操作的教學(xué)模式忽略了學(xué)生的主體地位,學(xué)生較為依賴教師,實(shí)驗(yàn)過程缺乏思考,課前預(yù)習(xí)及課后報(bào)告撰寫也多流于形式,學(xué)生的思維能力、自我學(xué)習(xí)能力、探索和解決問題的能力很難得到有效的培養(yǎng)和鍛煉提升.
在授課過程中,由于需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多而講解時(shí)間少,教師只能在有限時(shí)間內(nèi)盡快講完目的、原理、步驟、注意事項(xiàng)等知識(shí),并完成相關(guān)儀器操作示范.學(xué)生聽完理論知識(shí)和操作示范后就需馬上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生反應(yīng)、思考、記憶的時(shí)間較少.此外,一名教師需同時(shí)教30名左右的學(xué)生,場(chǎng)地和空間又有限,很難保證所有學(xué)生都能聽清教師的講解,看清教師的操作細(xì)節(jié).而且,學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和能力水平的不同,也會(huì)導(dǎo)致其學(xué)習(xí)效果的不同.除此以外,教師把過多精力放在講解內(nèi)容上,對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作過程反而會(huì)有所放松,再加上人數(shù)較多的原因,教師沒有足夠的時(shí)間與精力觀察每位學(xué)生的操作,也很難及時(shí)回答學(xué)生提出的問題并給予及時(shí)的指導(dǎo)和糾正,由于師生交流時(shí)間不足,學(xué)生大多只能憑記憶模仿,出現(xiàn)操作錯(cuò)誤時(shí)也很難意識(shí)到.由于以上原因,導(dǎo)致很多學(xué)生無法真正掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能,提升動(dòng)手能力,使得學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的興趣逐漸減退,對(duì)課程不重視,特別是后期常常會(huì)出現(xiàn)操作隨意,應(yīng)付交差等狀況.
此外,教學(xué)評(píng)價(jià)中多以學(xué)生最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主,評(píng)分時(shí)常常以報(bào)告書寫內(nèi)容的多少,書寫的規(guī)范性、完整性、認(rèn)真程度以及結(jié)果的準(zhǔn)確度為評(píng)價(jià)指標(biāo).而學(xué)生在完成報(bào)告時(shí)經(jīng)常缺乏認(rèn)真思考,有的甚至把教材的內(nèi)容照搬到了報(bào)告上,再加上教師報(bào)告評(píng)分的平均化,因此很難正確地反饋出學(xué)生的成績(jī)及出現(xiàn)的問題,也影響了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力.
“翻轉(zhuǎn)課堂”亦稱為“反轉(zhuǎn)課堂”,其自提出以來就受到了國(guó)內(nèi)外廣大教學(xué)工作者的青睞,近年來眾多中國(guó)的教育工作者對(duì)其開展了大量的研究,并將其應(yīng)用到了實(shí)際的教學(xué)工作中,取得了一定的教學(xué)成果[1~4].而基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門基于基礎(chǔ)化學(xué)理論課開設(shè)的實(shí)際操作課程,其內(nèi)容多是以驗(yàn)證理論課中的知識(shí)為主,其中涉及的大多基本知識(shí)、基本原理在理論課中學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了專門系統(tǒng)的學(xué)習(xí),因此學(xué)生易于理解掌握.以外,涉及的基本操作均較為成熟,在實(shí)際研究工作中也較為常見,操作不復(fù)雜,便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和掌握.該課程面對(duì)的群體為大一學(xué)生,其具有一定自主學(xué)習(xí)的能力,思維活躍,再加上智能手機(jī)的普及,學(xué)校網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校圖書館電腦的開放等,均為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施提供了保障.學(xué)生可以隨時(shí)隨地通過手機(jī)或者電腦進(jìn)入學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái),完成線上學(xué)習(xí)、測(cè)試、查看成績(jī)等操作,使用方便,時(shí)間靈活.
根據(jù)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱,結(jié)合相應(yīng)理論課的知識(shí)要求及人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì).其中,教學(xué)內(nèi)容主要是基礎(chǔ)化學(xué)理論課中的溶液部分、滴定分析和儀器分析部分,一共包含7個(gè)實(shí)驗(yàn),涉及與醫(yī)學(xué)較為相關(guān)的緩沖溶液、電解質(zhì)溶液、酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法及可見分光光度法的知識(shí).具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別是:緩沖溶液的配制和性質(zhì),醋酸解離度和解離平衡常數(shù)的測(cè)定(電位法)、藥用硼砂含量的測(cè)定,高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定,生活用水總硬度的測(cè)定,微型實(shí)驗(yàn)法測(cè)定優(yōu)氯凈中有效氯的含量,水樣中微量鐵的測(cè)定.重點(diǎn)對(duì)教學(xué)流程進(jìn)行了修改,主要分“課前準(zhǔn)備-課中內(nèi)化-課后鞏固”3個(gè)階段進(jìn)行,具體設(shè)計(jì)詳見圖1.
表1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)流程
課前裝備階段利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,引入互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù),讓學(xué)生在課前通過線上平臺(tái)提前學(xué)習(xí)相關(guān)教學(xué)視頻及教學(xué)課件,利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)及線上測(cè)試實(shí)現(xiàn)可看,可聽,可模擬的學(xué)習(xí),初步掌握實(shí)驗(yàn)流程和基本理論知識(shí).主要任務(wù)如下:
(1)教師:課前4周,基于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù),對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的理論知識(shí)及相關(guān)操作進(jìn)行梳理細(xì)化,根據(jù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)完成微視頻的錄制.由于學(xué)生注意力集中時(shí)間有限,微視頻分點(diǎn)錄制,一般時(shí)長(zhǎng)為5~10 min.微視頻內(nèi)容主要包括:①實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、操作步驟及注意事項(xiàng)等理論知識(shí),一般時(shí)長(zhǎng)10 min;②實(shí)驗(yàn)基本操作演示,如差減法稱量,容量瓶、移液管、滴定管的使用等,該部分按一個(gè)完整的儀器操作進(jìn)行錄制,一般時(shí)長(zhǎng)5~7 min;并且由操作熟練的教師進(jìn)行操作部分的視頻錄制,錄制過程中對(duì)于關(guān)鍵操作處給予放大特寫及適時(shí)的停頓.錄制結(jié)束,進(jìn)行配音講解、添加字幕、突出重點(diǎn).同時(shí)針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)清單及相應(yīng)的考察練習(xí)題目.
課前1~2周,將學(xué)習(xí)任務(wù),相關(guān)視頻、課件發(fā)布至校網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái).第一次實(shí)驗(yàn)課前,開設(shè)先導(dǎo)課程,告知學(xué)生具體任務(wù)、時(shí)間節(jié)點(diǎn)及具體安排,并示范網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)的登陸、使用,資源的學(xué)習(xí)及相關(guān)操作等,組織學(xué)生自行練習(xí).創(chuàng)建微信或QQ群,適時(shí)提醒督促學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí).同時(shí)將學(xué)生進(jìn)行分組,一般每組為2~3人.
課前一周,在網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上發(fā)布線上測(cè)試試題,開放虛擬仿真實(shí)驗(yàn),并通過微信或QQ群進(jìn)行答疑.線上測(cè)試結(jié)束后,收集學(xué)生答題情況,了解學(xué)生存在的疑難點(diǎn),基于學(xué)生暴露的問題及實(shí)驗(yàn)中涉及的重點(diǎn)、難點(diǎn)及重要操作設(shè)計(jì)課堂提問或演示題目.
(2)學(xué)生:登陸學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái),練習(xí)其功能使用.根據(jù)教師發(fā)放的學(xué)習(xí)任務(wù)自主安排時(shí)間登陸平臺(tái)學(xué)習(xí)相關(guān)視頻及課件,如有不懂的可反復(fù)觀看,并在自主學(xué)習(xí)后完成預(yù)習(xí)報(bào)告.課前一周,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自選時(shí)段完成線上測(cè)試,并通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)了解熟悉操作流程.在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中,可查閱資料,同小組成員可相互交流討論,解決教師提出的問題及自學(xué)過程中產(chǎn)生的疑問.自己無法解決的問題,可以通過微信群等與教師進(jìn)行討論.
課中知識(shí)內(nèi)化加深階段此階段,教師應(yīng)以提升學(xué)生動(dòng)手能力,解決實(shí)際操作問題,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度,深刻掌握知識(shí)及技能為目標(biāo),為學(xué)生提供一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及交流氛圍,自身做到眼快、腳勤,協(xié)助督促學(xué)生做到腦快、手勤,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化.措施如下:
(1)教師:根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理中的重難點(diǎn)、注意事項(xiàng)以及操作中的易錯(cuò)部分,結(jié)合學(xué)生的線上測(cè)試以及往年學(xué)生操作中暴露出的問題進(jìn)行課堂提問或現(xiàn)場(chǎng)演示要求,以考核學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況.在此過程中,引導(dǎo)學(xué)生相互合作、相互交流討論,并引導(dǎo)學(xué)生自我思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題.適時(shí)作出糾正、反饋及總結(jié).在實(shí)驗(yàn)過程中,為了合理利用時(shí)間,保證每位學(xué)生都能自己動(dòng)手操作,教師應(yīng)合理安排實(shí)驗(yàn).部分內(nèi)容,如標(biāo)準(zhǔn)溶液配制時(shí)的差減法稱量及容量瓶的實(shí)驗(yàn),可以以小組合作且每次交換進(jìn)行的形式完成.大部分操作,如設(shè)計(jì)移液管、滴定管的操作應(yīng)每人一套儀器,自己獨(dú)立完成.實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)不斷向教育學(xué)生節(jié)約試劑,保護(hù)環(huán)境,廢液不可隨意處理.以外,教師應(yīng)把主要精力放在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程中,要及時(shí)對(duì)學(xué)生的問題做出一對(duì)一的指導(dǎo)或糾正,并做好相應(yīng)的記錄.
(2)學(xué)生:實(shí)驗(yàn)操作前,基于自主學(xué)習(xí)及預(yù)習(xí)內(nèi)容,以小組的形式回答教師的提問并解釋原因,或相互合作演示具體操作,其余學(xué)生對(duì)其回答或演示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)或糾正.提問過程中,所有學(xué)生結(jié)合問題回憶梳理實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn),加深對(duì)知識(shí)的印象.實(shí)驗(yàn)操作如有疑點(diǎn)先自己想辦法解決,然后可以小組討論或再次查看線上教學(xué)資源,以確保實(shí)驗(yàn)的完成.在實(shí)驗(yàn)過程中若出現(xiàn)問題,及時(shí)根據(jù)教師的指導(dǎo)進(jìn)行更正,或與同學(xué)老師溝通討論.
課后總結(jié)反饋階段課后學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,教師進(jìn)行批改、反饋、總結(jié).反饋階段,教師結(jié)合學(xué)生操作暴露的問題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)梳理,并及時(shí)將問題反饋給學(xué)生,在下次實(shí)驗(yàn)課提問前進(jìn)行強(qiáng)調(diào)以及歸納總結(jié),以便學(xué)生的知識(shí)和技能得以改進(jìn)和提升.教師在批改報(bào)告時(shí),改變了以往只關(guān)注書寫規(guī)范和結(jié)果準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)模式,而是引導(dǎo)及關(guān)注學(xué)生對(duì)原理步驟是否能進(jìn)行內(nèi)化,歸納凝練,以自己的語言及形式進(jìn)行書寫.此外,評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果的分析上,允許學(xué)生的試驗(yàn)結(jié)果和書本有出入,但關(guān)注學(xué)生是否對(duì)導(dǎo)致誤差的原因及自己的不足進(jìn)行了分析.最后,教師還把關(guān)注點(diǎn)放在了思考題部分,關(guān)注學(xué)生是否能相互討論,查閱文獻(xiàn)資料對(duì)所設(shè)問題進(jìn)行思考分析.而其最終的目的是通過該階段的實(shí)施實(shí)現(xiàn)知識(shí)的鞏固,綜合能力的培養(yǎng),幫助學(xué)生愛上實(shí)驗(yàn),并且學(xué)有所得.
成績(jī)?cè)u(píng)定現(xiàn)有的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的成績(jī)?cè)u(píng)定,改變了以往僅從實(shí)驗(yàn)報(bào)告入手的模式,從學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)開始,到課中答題展示、實(shí)驗(yàn)操作,再到課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整個(gè)過程中均進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定.其中,線上自主學(xué)習(xí)成績(jī)占30%,其構(gòu)成為課堂資源自學(xué)及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)練習(xí)20%,線上測(cè)試10%.該部分成績(jī)?cè)趯?shí)驗(yàn)操作前一天,直接由學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)根據(jù)學(xué)生完成情況統(tǒng)計(jì)給出,并直接向?qū)W生公布.實(shí)驗(yàn)課堂中的答題及展示成績(jī)占比15%,該部分成績(jī)由教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)答題及分析情況,演示的操作規(guī)范性,小組合作配合的默契程度等按照提前制定好的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給出.課上實(shí)際操作成績(jī)占比35%,該部分成績(jī)由教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中的操作流程,動(dòng)作規(guī)范性,動(dòng)手能力,自己解決問題的能力等,按照實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分.實(shí)驗(yàn)后報(bào)告及總結(jié)成績(jī)占比20%,該部分由教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況進(jìn)行打分.教師評(píng)分時(shí)主要結(jié)合學(xué)生對(duì)原理和步驟的自主歸納總結(jié)程度,實(shí)驗(yàn)操作暴露問題的分析情況及改進(jìn)思路,思考題的解答情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)果及有效數(shù)字的準(zhǔn)確性,報(bào)告的規(guī)范完整性,書寫認(rèn)真程度這幾個(gè)部分給出,在給出成績(jī)時(shí)附上相應(yīng)的評(píng)語.以上由教師給出的成績(jī),在打分后結(jié)束,下次實(shí)驗(yàn)課前反饋給學(xué)生,以便學(xué)生及時(shí)查看、改進(jìn).
采用酸堿滴定法對(duì)藥用硼砂的含量進(jìn)行測(cè)定的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生第一次接觸滴定分析,其實(shí)驗(yàn)原理易掌握,但涉及的基本操作較多.在翻轉(zhuǎn)課堂的課前準(zhǔn)備及自主學(xué)習(xí)階段,學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)課程中心,先行觀看微視頻及課件,學(xué)習(xí)差減法稱量的步驟、要點(diǎn)及數(shù)據(jù)記錄,容量瓶、移液管、吸量管、滴定管的使用這4個(gè)基本操作.然后通過學(xué)習(xí)微視頻,提前了解藥用硼砂含量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)原理,即鹽酸與硼砂的酸堿反應(yīng),提前學(xué)會(huì)硼砂含量即硼砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式的推導(dǎo),學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)具體操作步驟及注意事項(xiàng),以便后期實(shí)驗(yàn)順利開展.自學(xué)結(jié)束后,利用線上平臺(tái)中的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),自主模擬練習(xí)藥用硼砂含量測(cè)定時(shí)的儀器、試劑選擇,操作步驟及數(shù)據(jù)記錄.該過程中,如果出現(xiàn)操作錯(cuò)誤無法繼續(xù)往下進(jìn)行,系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行說明.通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步掌握具體的操作流程,加深印象,而后完成線上測(cè)試.測(cè)試內(nèi)容主要針對(duì)該實(shí)驗(yàn)的基本原理,相關(guān)儀器操作中的使用流程、關(guān)鍵要點(diǎn),以及各類數(shù)據(jù)的記錄及結(jié)果的處理展開.通過測(cè)試促進(jìn)學(xué)生課前自學(xué),以保障后期實(shí)驗(yàn)的高效率進(jìn)行.課堂提問環(huán)節(jié)以抽簽的形式隨機(jī)分配題目,讓學(xué)生以小組的形式向全班同學(xué)講解實(shí)驗(yàn)基本原理及公式推導(dǎo),演示差減法稱量,容量瓶、移液管、滴定管的使用等知識(shí),其余學(xué)生仔細(xì)觀察提出異議及評(píng)價(jià).該過程要求所有學(xué)生提前了解流程,提前自行準(zhǔn)備,以保障提問環(huán)節(jié)的進(jìn)行及其效果的展現(xiàn).實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生先以小組的形式完成差減法準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量的藥用硼砂樣品,加熱溶解后轉(zhuǎn)移定容至容量瓶.然后每人獨(dú)立完成移液管移取藥用硼砂溶液,甲基紅做指示劑鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定藥用硼砂溶液的操作,以及最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算.由于學(xué)生第一次接觸該類操作,在此過程中,通過生生交流、師生交流以及教師的不斷提醒和糾正,使學(xué)生基本掌握滴定分析的基本知識(shí)和基本操作.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)情況、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及教師提供的參考真值范圍,通過總結(jié)分析、文獻(xiàn)查閱等方式分析討論存在的問題,解釋導(dǎo)致該結(jié)果的原因,并提出改進(jìn)方案.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師對(duì)學(xué)生的各項(xiàng)成績(jī)進(jìn)行打分、匯總及評(píng)價(jià)公布,并在下次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)點(diǎn)評(píng)總結(jié)暴露出的問題,以便學(xué)生后期改進(jìn).
通過在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中引入翻轉(zhuǎn)課堂模式,學(xué)生普遍反映其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和動(dòng)手操作能力都得到了提高,對(duì)化學(xué)類課程的學(xué)習(xí)也有了興趣;遇到問題不再只是依賴教師,而是會(huì)自己思考、想辦法解決;對(duì)教師的認(rèn)識(shí)也有了改變,教師不只是知識(shí)的灌輸者,還是引導(dǎo)者,可以相互交流討論切磋;對(duì)科學(xué)研究也有了一定的認(rèn)識(shí),認(rèn)識(shí)到了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心的重要性,也認(rèn)識(shí)到了失敗并不可怕,要做的是從失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn).除此以外,通過實(shí)驗(yàn)課翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué),學(xué)生在基礎(chǔ)化學(xué)理論課的學(xué)習(xí)和考試中,能夠更好的掌握及理解實(shí)驗(yàn)課所涉及過的內(nèi)容;在理論課考試時(shí),涉及實(shí)驗(yàn)課相關(guān)知識(shí)的題目錯(cuò)誤率明顯低于其他內(nèi)容.
“翻轉(zhuǎn)課堂”作為一種創(chuàng)新教學(xué)模式,真正改變了傳統(tǒng)的師生關(guān)系,真正做到了以學(xué)生為主體的教學(xué).通過翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的探究發(fā)現(xiàn),該模式可以較好的促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自主探索和相互交流合作,實(shí)現(xiàn)學(xué)生最大程度的學(xué)和教師有針對(duì)性的最大程度的教,真正發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力,培養(yǎng)其學(xué)習(xí)及動(dòng)手興趣,提高教學(xué)質(zhì)量.因此該教學(xué)模式具有較好的應(yīng)用前景.