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[摘要]从师范院校化学专业中的无机化学入手,分析课本的设置形式、翻转课堂在高师化学教学中的应用现状,探讨翻转课程在无机化学教学中的设计,构建翻转课堂教学模式考核体系,以期为翻转课堂在高师无机化学教学中的应用提供参考。
[关键词]翻转课堂;无机化学
1翻转课堂在高师化学教学中的应用现状
翻转课堂要求教师上课前将课程所必须要掌握的知识和教学大纲通过QQ或微信的群公告等形式等发送到群中,使学生在接受正式课程之前对本次课程的学习目标、教学重难点以及大纲、进度安排以及评估方式等有初步的了解,并且运用网络课程资源,让学生观看一些优质的网络课程,进行课前知识的储备和学习。视频内容的设定一般为简单的概念和性质,让学生可以自行理解和学习,使课堂学习高效化[2]。近年来,翻转课堂已经渗透到各个学科之中。以化学学科为例,北京师范大学、东北师范大学等高校都积极探索应用翻转课堂的模式进行教学,将学生自学与多媒体技术相结合,打破传统照本宣科的教学模式。自2018年以来,陆续有多所高校申报翻转课堂项目,进行多方面的创新和实践。
2翻转课堂在无机化学教学中的设计
以宋天佑主编的《无机化学》第三版为例,学生可通过爱课堂在线开放课程熟悉章节知识点,并制作自己的课件。用适合的方式展现不同的知识点和学习内容是一个需要认真考虑的问题,也是翻转课堂教学成败的关键。我们将相近章节的在定义、相关计算等有许多相似之处的知识点集中在一起学习,既节省了学时,又达到了事半功倍的效果。宋天佑主编的《无机化学》第三版中包括计算类、理论类、元素各论三部分教学内容,计算类包括化学基础知识(第1章)、化学热力学基础(第2章)、化学反应速率(第3章)、化学平衡(第4章)、酸碱解离平衡(第8章)、沉淀溶解平衡(第9章)、氧化还原反应(第10章);理论类包括原子结构和元素周期表(第5章)、分子结构和共价键理论(第6章)、晶体结构(第7章)、配位化学基础(第11章);元素各论包括碱金属和碱土金属(第12章)、硼族元素(第13章)、碳族元素(第14章)、氮族元素(第15章)、氧族元素(第16章)、卤素(第17章)、氢和稀有气体(第18章)、铜副族元素和锌副族元素(第19章)、钛副族元素和钒副族元素(第20章)、铬副族元素和锰副族元素(第21章)、铁系元素和铂系元素(第22章)、镧系元素和锕系元素(第23章)[3]。
2.1翻转课堂在计算类教学内容中的设计
以第4章的化学平衡为例进行探讨。化学平衡是大学无机化学教学的主要内容,包括化学反应平衡、水解平衡、电离平衡和沉淀溶解平衡,综合性较强。因此,正确理解平衡常数的概念对化学教学具有重要意义。描述化学平衡状态的平衡常数广泛用于计算化学反应达到平衡时各物质的分压、浓度以及判断反应的方向等。目前,我国通用的无机化学教材中关于平衡常数的表达式有多种,他们结构不一、标准不同。对同一气体反应,探寻它们之间的关系及如何运用它们进行计算,是在翻转课堂中教师需要为学生提供驱动型问题的地方。由于前期的安排,学生通过观看网课自主学习,已经对相关知识有一定的了解,针对老师提出的关键性问题进行自我思考以及互相讨论[4]。例如在第8章的酸碱解离平衡中,第1小节的解离平衡和第2小节的水解平衡让学生用对比法学习解离与水解,找出这2种平衡的异同点,发现2类平衡反应是互逆反应。接下来所要思考的问题是怎样用平衡常数去判断一个可逆反应的进行程度,通过同学之间的互相交流和探讨,增加学生对本节课程的掌握。而对第9章的沉淀解离平衡的讨论,本质上是第8章的内容的延伸。它们都是以化学平衡的通性为基础,进行知识点的迁移,通过对沉淀解离平衡的讨论和分析,建立平衡常数的平衡观。教师可以提出驱动性问题,如“总结沉淀平衡常数定量表示反应的进行程度”,这些问题可以让学生自主思考,提示他们依据第8章所学过的知识,进行深入细致的思考,激发学生自主学习的热情和动力。
2.2翻转课堂在理论类教学内容中的设计
高中阶段,学生学习了一些物质结构的理论,为大学无机化学课程中物质结构的研究奠定了基础。日后,学生将继续学习结构化学,甚至量子化学等相关课程。因此,无机化学中物质结构的教学起衔接作用。材料结构的教学内容具有高度抽象性、系统复杂性和理论性强等特点,学生很难在短时间内掌握这部分内容,可能会对这部分内容失去学习兴趣。但是,翻转课堂的趣味性可以有效改善这一问题。无机化学中物质结构章节比较抽象,例如第7章晶体结构的主要内容实际是以晶体结构及类型的学习为重点,探究金属晶体、离子晶体、分子晶体以及晶体空间构造等。针对本章节的自身特点,教师可以布置手工作业,让学生根据书上的原理自行设计晶体模型。在课堂中,教师对学生的引导和对课堂活动的规划是必不可缺的。教师应该根据课程的实际内容以及学生的认知特点进行教学设计,使翻转课堂达到更好的效果。以第6章的分子结构和共价键理论为例,在具体教学过程中我们将整章内容切割为10个知识点:路易斯理论、价键理论、杂化轨道、杂化轨道的类型、价层电子对互斥理论、价层电子对互斥理论、多重键的处理、分子轨道理论、分子轨道能级图、双原子分子的形成。内容细化后可以对知识点分析得更加透彻,促进学生理解。教师可以在课前向学生传授科技前沿信息,学生在课上可通过观看flash制作的三维动画,直观地理解这部分内容,一改以往语言描述不准确、不生动的问题,提高翻转课堂教学的效果[5]。
2.3翻转课堂在元素各论教学内容中的设计
元素化学部分是无机化学教学的重点和难点,也是无机化学课程的核心。这一部分主要是按照元素周期表的顺序系统地介绍元素及其化合物的制备、性质、反应及它们之间的联系和规律,第12~23章为元素各论的内容。翻转课堂涉及到各章中的重点难点,将章节内容细化分类。学生通过网课回顾已经学习了的相关知识要点,然后对刚学过的元素化学内容进行一定的解释,进一步领会元素及其化合物的组成、结构特征、性质、制备以及各元素之间的联系和规律。课后,教师可以引导学生以表格的形式归纳、对比、总结元素的相关性质。在第17章卤素翻转课堂中,学生可利用分子轨道理论和杂化轨道理论、价层电子对互斥模型等方式推断卤素化合物的分子结构和杂化类型。在元素化学翻转课堂中,辅以融媒体教学手段,既避免了教学内容的枯燥乏味,又增大了信息量,弥补授课学生知识面不够广泛的问题,使翻转课堂的教学效果进一步提高[6]。
3翻转课堂教学模式考核体系的构建
翻转课堂对学生课后的自主学习十分关注。如果在这种教学模式下使用现有的评价方法,将会影响教学效果。翻转课堂教学模式的课程评价需要改革和创新,建立促进学生、教师和课程持续发展的评价体系,即建立发展性课程评价体系,形成多角度、多样化的评价体系。课堂上演讲的质量、语言表达能力、实践操作能力、交流的数量等都可以进行量化考核。在具体翻转课堂的实施过程中,翻转课堂的评定体系可以用以下方式进行探究:第一阶段,教师对翻转课堂效果进行打分,包括课堂表现、课前课后作业完成情况。具体进行评估的话,教师可以采用调查问卷的方式让学生参与效果评定。关于基础知识掌握情况和实践操作能力的内容,可以在期末组织学生统一考试。第二阶段,随机抽取学生的报告、演讲等。教师和学生一起对演示的内容进行评论和提问。第三阶段是解决问题。教师分析课前学习情况,提出问题的关键。然后,每组学生从不同角度深入分析问题。第四阶段是理论知识的总结和任务的修改及思维的改进。小组内部沟通,总结意见,由小组代表汇报[7-8]。通过多种形式进行的全方位、多层次的评价,可以使翻转课堂发挥更大的效果。课程评价在整体的课程改革中发挥了质量监控的作用,是课程改革成败中的一个关键环节。
4结语
目前,翻转课堂虽然正在如火如荼地进行之中,但仍然处于初级阶段。当前,高师院校要加强翻转课堂的建设。作为新时代的教育工作者,我们应当勇于接受新的挑战,投身时代洪流,积极响应国家号召,努力实施和践行翻转课堂新理念。
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[3]黄薇.以《化学键和分子结构》为例,谈基于微课的翻转课堂在《无机与分析化学》教学中的应用[J].广东化工,2016(17):218-219.
[4]张丽,胡久华,吴迎春,等.发挥核心概念“平衡常数”教学功能的化学平衡复习教学的研究[J].化学教育,2014(5):20-24.
[5]陈燕芹,赵军,刘红.多媒体在无机化学教学中的有效应用[J].贵州工程应用技术学院学报,2010(8):126-128.
[6]冯刘洋,马福东,刘尊奇.大学无机化学“翻转课堂”教学模式的设计[J].广州化工,2017(4):142-143.
[7]李伦彬.翻转课堂教学模式及考核体系的研究[J].民营科技,2017(3):246.
[8]杜玲.化学分析技术模块课程评价改革初探[J].新课程研究(中旬刊),2011(5):52-55.
作者:白鹤龙 陈佳明 宋哲 单位:长春师范大学化学学院