王鳳春，徐 敏，袁 剛，付立海

科技在進步，教育在發(fā)展，高等學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)既要適應(yīng)新時期社會發(fā)展需要，更要體會習(xí)近平總書記在全國高等教育大會上的講話精神，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念.無機化學(xué)實驗課堂應(yīng)適時地引入并充分實施新型教學(xué)模式［1-4］，從而提高課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.

信息時代，各類數(shù)字學(xué)習(xí)APP 已經(jīng)收集并儲存了大量有關(guān)學(xué)生復(fù)雜學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)，以供研究者分析.教育領(lǐng)域也適時適當?shù)剡\用學(xué)習(xí)分析對教學(xué)平臺上學(xué)生學(xué)習(xí)情況進行統(tǒng)計整理，同時在線對學(xué)生學(xué)習(xí)關(guān)注點、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)習(xí)慣及學(xué)習(xí)效果進行分析，為學(xué)生提供高質(zhì)量和個性化的學(xué)習(xí)體驗.

學(xué)習(xí)分析是“大數(shù)據(jù)”在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用.截止到目前，國內(nèi)外對“學(xué)習(xí)分析”的定義沒有具體、詳細的闡述［5］，只是對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)目標等進行共性描述.學(xué)習(xí)分析通過對教學(xué)過程中的師生行為進行分析，可以預(yù)估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和行為，促進學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，為學(xué)生設(shè)計個性化學(xué)習(xí).總之，大數(shù)據(jù)時代背景下，利用學(xué)習(xí)分析可以對教學(xué)過程中的每個環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)收集、分析，從而運用更合適的教學(xué)模式提高教學(xué)效果，改善學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)習(xí)積極性.常見的學(xué)習(xí)分析工具主要包括學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)分析工具、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析工具、學(xué)習(xí)能力分析工具與學(xué)習(xí)行為分析工具等［6-8］.

本文綜合運用各種學(xué)習(xí)分析工具對大學(xué)化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進行了探索構(gòu)建，并結(jié)合國內(nèi)外高等教育教學(xué)模式研究的成功經(jīng)驗，重點探討了高等師范院校無機化學(xué)實驗課程的教學(xué)思路，提出了實施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的具體實踐，并結(jié)合學(xué)生學(xué)情進行了分析和評價.

1 基于學(xué)習(xí)分析的大學(xué)化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建

自2011 年我國提出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式以來，大學(xué)教學(xué)面臨著較大的挑戰(zhàn)，能否充分調(diào)整師生角色和體現(xiàn)學(xué)生的主體性都需要我們研究和嘗試［1］.本文結(jié)合當前化學(xué)專業(yè)發(fā)展的特點和教學(xué)模式特征基于學(xué)習(xí)分析進行新的教學(xué)模式構(gòu)建，詳見圖1.

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建步驟

1.1 建立學(xué)習(xí)平臺

執(zhí)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)首先要求教師明確課程教學(xué)目的與知識要點，選擇性設(shè)計好與課堂教學(xué)內(nèi)容相配套的導(dǎo)學(xué)文案、錄制相關(guān)視頻及PPT 等課件、設(shè)計學(xué)生習(xí)題自測等.利用學(xué)習(xí)通、雨課堂等平臺建立學(xué)習(xí)課程和學(xué)習(xí)班級，讓學(xué)生在班級群里熟悉每一章的學(xué)習(xí)目的及要求，完成教師布置的學(xué)習(xí)清單，并通過完成自測試卷來檢測學(xué)習(xí)效果等，還可以在中國大學(xué)生等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺下載慕課、微課、微視頻等，在學(xué)生日常交流軟件上如微信、微博、QQ 等建立虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，學(xué)生可以利用教學(xué)資源進行學(xué)習(xí)，教師也可以提供自己的教學(xué)PPT、視頻等，讓學(xué)生在虛擬的學(xué)習(xí)社會進行討論、交流，充分做好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)［9］，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，及時分析、公布分析結(jié)果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況.

1.2 課堂知識學(xué)習(xí)

課堂知識需層次化、智慧化學(xué)習(xí).課堂上，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)問題，可將學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)前幾章所學(xué)知識發(fā)揮團隊精神和合作互助意識，共同探討本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容.如在大學(xué)無機化學(xué)第二冊第十八章非金屬元素小結(jié)，本章有四個層次的教學(xué)要求：①了解非金屬單質(zhì)元素部分的知識，并為學(xué)習(xí)金屬元素部分提供一些規(guī)律性的知識；②熟悉元素在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)的特點；③理解和掌握非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律；④培養(yǎng)積極思維、歸納總結(jié)、分析和解決問題的能力.學(xué)習(xí)內(nèi)容主要有三點：①氫氧化物的酸堿性及其規(guī)律；②含氧陰離子的結(jié)構(gòu)及其規(guī)律；③含氧酸的強度及其規(guī)律，其中，含氧酸的強度及其規(guī)律是學(xué)習(xí)難點.教學(xué)過程中教師可以因材施教，對學(xué)生進行個性化設(shè)計，分層次指導(dǎo)，達到遞增性進步，并對不同層次的學(xué)習(xí)內(nèi)容進行四個等級（優(yōu)秀、良好、中等、及格）的評價，呈現(xiàn)不同的課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，供學(xué)生選擇類別學(xué)習(xí)［10］.

1.3 自我檢驗評價

在每節(jié)課的小結(jié)環(huán)節(jié)，教師將對四個層次的教學(xué)要求的達標情況進行統(tǒng)計，并分析各層次的達標情況，指導(dǎo)學(xué)生判斷自己是否達到了既定的目標，同時也要指導(dǎo)學(xué)生做好自我評價，加強和鞏固所學(xué)知識，從而達到較好的復(fù)習(xí)效果.教師要指導(dǎo)學(xué)生全面提升思維方式，提高自主學(xué)習(xí)能力，并為每個學(xué)生建立反饋交流檔案，讓學(xué)生充分了解自己的學(xué)習(xí)行為及學(xué)習(xí)效果，同時教師為其進行總結(jié)評價，并將此作為本學(xué)期平時成績的一部分，教師通過對每個學(xué)生的分析可隨時對教學(xué)過程進行總結(jié)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案，并及時進行必要的修改以取得良好的教學(xué)效果.

1.4 問卷調(diào)查

學(xué)期課程結(jié)束或每個月結(jié)束后定期進行問卷調(diào)查，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài).具體問卷如《翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式學(xué)生學(xué)習(xí)情況問卷調(diào)查》《課堂教學(xué)情況問卷調(diào)查表》《課程教學(xué)質(zhì)量評價調(diào)查問卷》等，讓學(xué)生回答以下問題：你喜歡現(xiàn)在的教學(xué)模式嗎？你認為現(xiàn)在的課堂跟以前的課堂最大的不同是什么？你認為現(xiàn)在的教學(xué)模式對你的課業(yè)負擔有影響嗎？你認為現(xiàn)在課堂氣氛好嗎？在課堂上，你愿意參與交流并進行展示嗎？新課前會做好充分預(yù)習(xí)嗎？你有上課做筆記或做批注的習(xí)慣嗎？對于老師編寫的預(yù)習(xí)提綱，你是怎么完成的？對于每節(jié)課的檢測、鞏固內(nèi)容你都能順利完成嗎？你認為在這種課堂模式下，你們班的學(xué)習(xí)風(fēng)氣有改變嗎？對于現(xiàn)在的課堂教學(xué)模式，你最需要提高的能力是什么？對于現(xiàn)在的課堂教學(xué)模式，你還有好的意見或建議嗎？你認為課堂上老師最需要解決的問題是什么？通過以上問題分析出學(xué)生學(xué)情，任課教師便可直觀了解課堂現(xiàn)狀，以采取有效調(diào)整與干預(yù)措施，開展精準互動.

總之，每一次課堂教學(xué)在應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式時要注意要求學(xué)生六會：會看視頻、會自我評價、會記筆記、會提問題、會把握時間、會分享；做到兩個核心：關(guān)心每位學(xué)生、關(guān)注個體差異化學(xué)習(xí).

2 基于學(xué)習(xí)分析的大學(xué)化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實踐

下文以學(xué)生在熟練掌握水浴加熱、減壓過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等基本操作的前提下，以北京師范大學(xué)主編的《無機化學(xué)實驗》教材中合成硫酸亞鐵銨章節(jié)為例，通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式深入探討水浴加熱、減壓過濾等內(nèi)容.

2.1 課前預(yù)習(xí)階段

在開展實驗前一周，教師把實驗需要預(yù)習(xí)的有關(guān)事項發(fā)布到學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺上，學(xué)生可利用課余時間上網(wǎng)查閱相關(guān)文獻資料，積極開展預(yù)習(xí)準備工作.在開展硫酸亞鐵銨合成實驗課前，課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)應(yīng)明確以下問題：

①了解本實驗的各項基本操作并做好預(yù)習(xí)，了解本實驗所需的各種實驗材料及儀器；

②查閱相關(guān)資料，了解與本實驗相關(guān)的實驗原理及制備方法；

③了解如何設(shè)計實驗的方法和反應(yīng)的裝置；

④了解如何提純（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O及純度檢驗的方法.

通過對實驗前設(shè)置問題的預(yù)習(xí)，不但能鞏固學(xué)生以前學(xué)習(xí)的知識，掌握實驗的原理、目的、方法和注意事項等內(nèi)容，也能避免教師在實驗前利用過多時間進行“注入式”講解，同時還可提高學(xué)生動手實驗的能力，開拓學(xué)生的知識面.

2.2 實驗前討論階段

實驗前需討論下列問題：

問題一：硫酸亞鐵銨采取何種合成方法？實驗反應(yīng)的原理是什么？如何提高實驗反應(yīng)產(chǎn)率？

教師可指定一名學(xué)生一邊在黑板前講解一邊書寫實驗反應(yīng)的原理，這有利于教師了解學(xué)生掌握基本理論的情況，提高學(xué)生的綜合表達能力，促進學(xué)生實現(xiàn)理論與實踐的充分結(jié)合.教師也可向?qū)W生進行提問，如對于提高實驗反應(yīng)產(chǎn)率問題有什么新的見解，以便了解學(xué)生對知識的掌握情況，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式.

問題二：實驗過程中的第一次水浴加熱與第二次水浴加熱目的有什么不同？

引導(dǎo)學(xué)生掌握前者為合成反應(yīng)，升溫是為了加快反應(yīng)；后者應(yīng)該是蒸發(fā)，目的是減少水份.

問題三：根據(jù)鐵的用量還是硫酸銨的用量來計算硫酸亞鐵銨的產(chǎn)率？鐵的用量過多對制備硫酸亞鐵銨有何影響？重點是從節(jié)約和經(jīng)濟角度考慮，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保經(jīng)濟的思想.

問題四：實驗裝置如何設(shè)計？實驗步驟如何？減壓過濾有何特點？什么情況下應(yīng)用減壓過濾？抽濾時應(yīng)注意哪些事項？步驟有哪些？

問題五：在合成硫酸亞鐵銨的過程中為什么要控制溶液pH 值在1～2？

2.3 實驗操作階段

在實驗操作階段應(yīng)明確以下注意事項：

①鐵屑要保持清潔，避免使用有銹蝕的鐵屑，因銹蝕的鐵屑的主要成分三氧化二鐵無法被鐵完全還原，使鐵離子留在溶液中而影響產(chǎn)品的質(zhì)量.

②鐵屑顆粒不宜太細，最好為絲狀.

③硫酸的濃度要適宜，一般選擇3 mol·L-1.由學(xué)生討論分析濃度大小對反應(yīng)快慢、產(chǎn)品質(zhì)量與純度的影響.

④為保持溶液呈酸性，抑制水解，在反應(yīng)基本結(jié)束后加硫酸溶液，趁熱過濾，且要用兩層濾紙迅速抽濾，以防止溶液在吸濾瓶中冷卻而析出硫酸亞鐵晶體，導(dǎo)致?lián)p失.

2.4 課后總結(jié)階段

課后總結(jié)階段需要思考以下問題：

①為什么硫酸亞鐵銨在定量分析中可以用來配制亞鐵離子的標準溶液？

②蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜后，為什么要緩慢冷卻再減壓抽濾？

③該實驗有哪些成敗關(guān)鍵點？有什么心得體會？

問題①和問題②主要為了進一步拓展該實驗的內(nèi)容，拓寬學(xué)生的知識面；問題③有利于培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納習(xí)慣，為今后科研和實驗積累經(jīng)驗.

2.5 教學(xué)效果評價階段

通過開展翻轉(zhuǎn)課堂實踐教學(xué)，在合成硫酸亞鐵銨實驗過程中收到了良好的教學(xué)效果，具體如下：

①利用實驗前設(shè)置的問題，學(xué)生可較為詳細地了解實驗內(nèi)容、實驗?zāi)康?、實驗步驟、實驗裝置和注意事項等問題，可以改變原來一邊看教材一邊進行實驗的不良習(xí)慣.

②大大提高了預(yù)習(xí)報告的質(zhì)量.主要表現(xiàn)為：學(xué)生可以使用簡練的語言回答實驗提出的問題，同時提高了答題的正確率；不再“依葫蘆畫瓢”地繪制實驗裝置圖，提高了裝置圖的創(chuàng)意性和規(guī)范性；能科學(xué)合理、簡潔明了地設(shè)計實驗步驟.

③學(xué)生能更詳實地記錄實驗.學(xué)生不但可以及時記錄實驗現(xiàn)象，并且可以對操作的目的、產(chǎn)生的現(xiàn)象、出現(xiàn)問題及原因分析、討論的結(jié)論和老師拓展的問題等內(nèi)容進行備注，避免了寫回憶錄或抄襲的現(xiàn)象.

④大大提高了教學(xué)效率，課堂氣氛更加活躍，明顯提高了學(xué)生的綜合能力和綜合素質(zhì).

⑤通過問卷調(diào)查，學(xué)生認為這種教學(xué)模式能積極引導(dǎo)學(xué)生進行預(yù)習(xí)-設(shè)計實驗-思考實驗問題-解決實驗問題，充分做好上課準備.這樣既培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力又讓每個學(xué)生鍛煉了語言表達能力，為將來從事教育教學(xué)奠定了堅實基礎(chǔ).

3 結(jié)語

本文立足于大學(xué)化學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標的需求，根據(jù)學(xué)生未來的職業(yè)特點和發(fā)展方向進行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)模式的改革.探討了基于學(xué)習(xí)分析對傳統(tǒng)大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)進行變革的意義及構(gòu)建方法.本文既重視問題研究，又關(guān)注策略研究，并以實證性研究為主，將理論研究和實踐探索緊密結(jié)合.但在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的構(gòu)建與實踐過程中還需要一定的保障與支持：

①翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，教師要有充足的時間和精力對課件、題庫、導(dǎo)學(xué)案等資料進行研究和制作，這就需要學(xué)校給予大力支持.同時要減少學(xué)生的作業(yè)量，這樣才能讓學(xué)生有充足的時間對課件進行反復(fù)學(xué)習(xí)，并進行交流和互動.

②教師要具備一定的信息化意識和信息處理能力，學(xué)校應(yīng)定期對教師進行這方面的培訓(xùn)，同時也應(yīng)重視學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的運行速度，并為師生提供優(yōu)良的、開放式的機房和學(xué)科實驗室.

③上傳的課件應(yīng)隨時為學(xué)生開放，不限制觀看次數(shù)、觀看時段，應(yīng)能保證學(xué)生自主支配學(xué)習(xí)時間，又可以使學(xué)生根據(jù)需要隨時進行復(fù)習(xí).同時，課件內(nèi)容應(yīng)富有生動性，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，提升教學(xué)效果.