互联网%2B背景下翻转课堂在无机化学教学中的应用研究.pdf

第25卷第2期2023年4月Vol.25 No.2Apr.2023安顺学院学报JOURNALOFANSHUNUNIVERSITY互联网+背景下翻转课堂在无机化学教学中的 应用研穷李茜周红艳杨敏季伟(甘肃农业大学理学院，甘肃 兰州730070)摘 要：无机化学是高校化学类专业的基础性课程，是化学学科知识的母体。随着教育信息 化改革进程的加快，实现翻转课堂在无机化学教学中的运用，有助于提升无机化学课堂教学 质量。从精心设计教学内容、打通教学各个环节、完善在线教学资源、构建考核评价体系等 方面提出对策。关键词：无机化学；翻转课堂；教育信息化；教学效果中图分类号：G6 42 文献标志码：A 文章编号：1 6 73-9507(2023)02-01 21-05教育信息化中长期发展规划中指出，信息 化是教育现代化的基本内涵和显著特征。在此背景 下，高校在网络新媒体、多媒体教室建设、校园网 建设等方面的基础投入越来越多，各类网络课程频 繁开设、部署信息化环境趋于良好随着互联网 技术在教育领域中的广泛渗透，慕课、微课、雨课 堂、SPOC等在线教育课程不断涌现，案例模拟教 学、情境构建教学、翻转课堂教学、线上线下混合 式教学等全新教学模式成为推动高校教育现代化改 革的新触点。如翻转课堂教学模式便很好地打破了 以往课堂过程中时间和空间等因素的限制。高校无 机化学是一门专业基础课程，在其教学过程中会涉 及大量繁杂且没有规律的理论知识和概念公式，如 果能将翻转课堂科学合理地应用到无机化学的教学 过程中，其就能够将复杂难懂的化学知识生动形象 地展现到学生面前，提升学生学习的积极性，保证 了无机化学教学的实际质量。1精心设计教学内容，实现问题引导与微课 相结合1.1严格筛选内容进行微视频制作教师应对高校采用无机化学教材中的知识 内容进行深入的研究和严格筛选，并以筛选后的内 容为基础制作相应的微课视频。教师制作的微课视 频质量对于翻转课堂教学模式的运用效果，以及能 否真正激发出学生的学习兴趣有着决定性影响。微 课等视频虽然时长很短，但却具有重要作用，视频 中要包含本节课的关键知识点，对一些重点和难点 问题要有着详细解析，同时还应有归纳总结的内 容，教师每节课让学生提前学习的视频都应带着相 应的教学任务，这对无机化学专业的教师提出了较 高要求。他们应充分了解无机化学教学大纲的具体 要求以及每节课的教学核心内容，要科学组织设计 视频中的学习内容并精心选题，制作出与学生实际 学习需求相适应的微课、慕课等学习视频或PPT 课件，从而有效激发学生主动学习知识的热情。1.2以问题导向为切入进行教学设计应用翻转课堂教学模式时，教师需要在课前将 慕课、微课等内容精练且主题鲜明的小视频发给班 级学生，并让他们提前学习化学课程知识，这种教 学模式并不需要提供给学生“大而全”的教学内 容，只需要针对某一个重点教学环节或是核心教学 知识点即可，教学过程更加灵活且更具针对性。学 生面对晦涩难懂的化学知识可以反复观看视频，教 学资源的利用效率大大提升间。以问题导向为切入 进行教学设计，可以有效提升无机化学教学效果。问题类型可以概括为如下几类，如表1所示。1.3 注重理论知识的内在逻辑展示注重理论知识的内在逻辑展示十分重要，不仅 收稿日期：2022-1 2-28基金项目：甘肃省高等教育教学成果培育项目“高等农业院校化学类公共基础课多维教学模式的构建与实践”(甘教 高20197号)；甘肃农业大学盛彤笙科技创新基金项目“红三叶蛋白的提取及其理化性质的研究”(GSAU-STS-201 8-1 8)。作者简介：李茜(1982),女，甘肃庆阳人，讲师，硕士。研究方向：蛋白质化学。周红艳(1976),女，河南任丘人，副教授，博士。研究方向：有机化学。121 安顺学院学报2023年第2期要让学生“知其然”，还要“知其所以然”。举例来 说，笔者以高校使用的某版无机化学教材为 例，教材中共有18个章节的教学内容，并且内容 中含有大量的计算公式和概念，如电化学、化学动 力学和化学热力学等章节的内容。在制作微课视频 时不能只是简单地将公式罗列到视频中，而应将公 式的推导过程详细地演示出来，让学生能够全方位 地了解公式的出现过程，而不是对其只是死记硬 背。针对教材中的固体结构、分子结构和原子结构 等概念性内容，由于各个平台中的教学资源内容都 是类似的，因此在教学中就可以宜接使用其他平台 的视频资源，在此基础上结合实际教学情况优化调 整即可。针对更为复杂的元素化学部分的教学内 容，教师则可以将一个族的元素以化学发现史或是 在生活中的具体应用为主线，加深学生们对这些化 学元素的印象。教师只需要在课堂上深入解析重点 和难点知识，其他知识让学生在课前自主完成即 可，既强化了学生课前主动学习知识的意识，学生 在课堂中也有了更加充足的学习时间O表1问题导向为切入的教学设计归纳问题类型 对应的理论知识点教学内容设计实验类热稳定性科研类配位键碳酸钠NazCOa和碳酸氢钠NaHCOa的结构十分类似，但二者稳定性和溶解性 表现出很大差异，造成这一现象的原因是什么？广工团队研发出超级人造肌肉”：训练之后，可举起自重10000倍的重量。受 生物材料中的动态牺牲配位键和骨骼肌通过体育锻炼自我强化的启发，研究团队 发现，通过重复的机械训练过程，重新排列聚烯怪弹性体中的牺牲配位键，制备 出高性能的人造肌肉材料。那什么是配位键，其与我们学过的离子键和共价键有社会热点类 稀溶液依数性什么不同呢？配位键是怎么形成的呢？冬天在室外施工，建筑工人在砂浆中加入食盐或氯化钙；汽车驾驶员在散热水箱 中加入乙二醇等等，这些日常生产生活中常见的现象，你能解释背后的原因吗？水果饮料、阿司匹林类药品以及人的血液，都有一个共同的特点：在它们的组成生活类缓冲溶液中都含有一种缓冲溶液。那么，什么是缓冲溶液呢？其实很简单，当往缓冲溶液 里加适量的酸或者碱，缓冲溶液将维持一个较为稳定的pH值。人体的血液pH值稳定性非常高，必须维持在7.35到7.45之间。那你知道缓冲溶液的原理吗?比如，在学习热力学第一定律的时候，为了提 升学生对于化学原理的认识，应对数学表达式=U2-Ux=Q+W的原理进行阐释。对于封闭系 统，体系和环境之间只有热和功的交换。状态变化 时，体系的热力学能（U）将发生变化。若变化过 程中体系从环境吸热使体系由始态U1变化至终态 u2,同时体系对环境做功，按能量守恒与转化定 律，体系的热力学能变AU等于体系从环境吸收 的热（Q）和体系对环境所做的功（w）之和。此 外，还可以将化学家迈耶J.R.Mayer及亥姆霍 兹H.von Helmholtz等化学家的研究故事做成微 视频供学生学习，以让学生认识到化学家的不懈和 努力。2打通教学环节，实现系统化的教学设计2.1课前环节学生在课前应自主学习微课等视频资源中的教 学内容，并认真完成相应练习题目。无机化学教学 中教师会根据每节课的教学内容，将自己编制的教 学视频发布在平台上并布置相应的学习任务，以往 学生只能无目的性地预习无机化学课程的相关概念 知识，几乎不会得到教师的指导和帮助，而翻转课 堂教学模式则有效地解决这一问题，学生应按照教 师提出的各项要求在规定时间内高质量地完成预习 任务，任务类型汇总如表2所示。遇到困惑和问题 时，可在教学平台上实时向教师提问并与他们互 动，教师则应完整收集班级同学的各类问题，并归 纳总结学生提出的普遍性问题，从而在之后课堂教 学中有针对性地指导和启发学生解决问题。表2课前环节任务类型汇总任务类型选题缘由内容安排随着时代的进步和发展，科学技术呈现 出爆炸式增长状态，化学学科发展迅猛衔接性视频资源日新月异，为此对于无机化学这一学科 而言，要注重确保教材内容的科学性、系统性、先进性和适用性，从而更好地在内容安排上，应从学科发展前沿出发适当补充无机化学相关的自学内容，如稀有气体、配合物的分子轨道理论等,这样一方面能够帮助学生树立跨学科思维，对无机化学的发展前沿有更清晰的认识，同时还能够提升学生的学术研究能力、知识拓展能力和主动创新素养。122 满足学牟诉求及学科未来为展安顺学院学报2023年第2期（续表（续表2）交叉性视频资源科研型视频资源实用型视频资源任务类型 _选题缘由任务类型 _选题缘由交叉性视频资源更加强调帮助学生树立 跨学科思维，使之在学习过程中能够深 入了解多方面与无机化学有关的内容。据此可在教材中增添新兴、具体、实用 且与无机化学密切相关的内容，从而强 化学生对生命科学、环境化学、计算化 学、材料科学等诸多方面的认识，实现 文化视野的延展。将国内外生产、科研中的最新研究成果 充实进去，帮助学生开阔眼界，使之更 好地把握学界前沿。这要求教师具备较 强的文化视野，对无机化学在当今世界 发展中的应用有深入认识，从而有效指 导学生进行实践。实用型视频资源强调资源内容与生活的 贴合度及联系性，因此教师在进行教学 视频资源设计时，不仅要对无机化学相 关知识点的概念与理论进行深入讲解，同时还应旁征博引，将这些知识点和实 际应用情况联系起来，提升学生学以致内容安排内容安排教师应从整体视角、协同视角岀发，进行交叉性视频资源 的编纂和设计，强调跨学科内容之间的串联。比如在进行 新物质制备相关的资源设计时，一方面要系统化地对化学 合成及化学各学科之间的内在联系进行指导，另一方面还 可以尝试将元素分析、红外、紫外、XRD等测试手段运用 于新物质表征及物性测试过程中，实现对学生思维的引导。如氢键是化学键理论中非常重要的内容，氢键的键能尽管 不大，但能够在超分子组装中发挥巨大意义；又如包合物 是药学中备受关注的内容，药物分子以弱键形式包嵌在主 体分子内部，能够避免药物被氧化和分解，同时也促使人 体对药物的吸收。通过此类与人们生活生产联系紧密的资 源的设计，无疑可以加深学生对无机化学在行业前沿中应 用的了解。在视频资源设计的时候，可以将当下备受关注的臭氧层、生物固氨、能源缺、“双碳”、新能源开发等内容融入其中，从而帮助学生更好地认识到无机化学对社会发展的重要意 义，并激发他们的求知欲和探索欲，实现个人综合能力的 提升。用的能力。2.2课堂环节教师在课堂上应主要起到辅助的引导作用，并 与学生实时沟通和交流。学生通过课前的主动预 习，已基本掌握了本节课的授课内容，而教师在课 堂教学中应先初步了解班级学生的掌握情况，可随 机选择学生回答问题或是以小组讨论并汇报学习成 果，每一个小组中存在较多问题的学生应将课前预 习时遇到的困惑和问题展示出来，其他小组和同学 可结合自身情况进行点评，学生们参与讨论的积极 性以及陈述观点的准确性，都可以作为平时成绩的 一部分。学生们针对某一问题和知识进行讨论时,教师不用急于给出正确答案，重在对学生进行引导 和启发旳。以小组讨论和相互协作的方式，可以有针对性 地激发以往主观能动性较差学生的学习积极性，并 提升班级学生的主动探究知识和沟通表达的能力。教师应利用相关教学案例让学生认识到思考和倾听 的重要作用，在课堂上可以表达自己的观点，但绝 不能只想表达自己的观点而不去倾听对方的观点，课堂上应实现不同个体之间的思想融合和碰撞。之 后教师则应分别点评学生们的论据观点和问题回答 情况，并详细讲解存在的普遍性问题和本节课的重 点难点知识，加深学生对本节课知识的理解和记忆 程度。在课堂上，教师还应为同学们设置难易程度 不同的练习题目，可让学生以小组的形式完成题 目，也可以以学生个体的形式完成。2.3课后环节在课后还应为学生安排拓展类的知识内容，及 时收集学生针对无机化学课堂教学的反馈意见。学 科课堂教学有时间限制，教师在有限的时间内将本 节课的知识和重点难点问题讲解清楚已经很不容 易，几乎都没有时间传授给学生相关的拓展性知 识。针对互联网+背景下的高校无机化学教学工 作，笔者认为从学生学习这门课程开始，就应注重 强化他们的自主探究性学习能力，即使面对难度较 大且较为复杂的知识，教师也应要求他们自己查找 中英文文献和资料去理解并深化知识。以慕课、微 课等视频形式，将与课堂教学内容相关的实际案例 和资料文献及时上传到网络教学平台上，学生在课 余时间可自主进行学习。让学生自主分析案例并查 阅资料文献有助于提升他们的逻辑思维能力和运用 知识解决实际问题的能力，教师可以此为基础设计 开放性方案和练习题目，将化学知识与学生的实际 生活紧密联系起来，教师还应定期收集学生的反馈 意见，了解他们对课程教学工作的意见和建议，从 而不断优化无机化学的教学计划和教学方式方法。123 安顺学院学报2023年第2期3完善在线教学资源，推进翻转课堂教学要想保证高校无机化学课程中各类教学活动的 有序开展，完善的教学资源是其物质基础和有效载 体。随着现代信息技术的不断更新和发展，先进的 技术手段也为翻转课堂教学模式下在线教学资源的 丰富和完善提供了强有力的保障。教学资源可以是 文字、语文等单一的媒体符号，更可以是动画、视 频、声音、文本和影视等多媒体符号，互联网+背 景下的教学资源更加形象生动且易于被学生认可和 接受，有利于激发他们的学习兴趣。对于无机化学这门基础课程来说，高校可与互 联网领域中已具备一定实力的企业建立密切合作关 系，教师与互联网企业的技术人员共同制作微课、慕课等教学视频和演示实验，为教学管理和学生的 在线学习提供针对性服务。高校在线教学资源库中 应包含着多种类型的教学资源，除微课等视频资源 外，还应有PPT教学课件、演示实验、实验图片、在线习题库、模拟真题和学生们的学习笔记等。在 完善在线教学资源的过程中，应充分认识到无机化 学虽然只是一门基础的必修课程，但在其教学过程 中同样需要想象力和创造力，这门课程的学习过程 也需要大量的演示实验，并注重训练学生的实践操 作能力。运用翻转课堂教学模式时让学生在课前就 能够看到一部分实验演示视频和现象图片，对将要 学习的知识产生初步的感性认识，再结合相应的理 论知识即可深度理解本节课的难点知识。教师应不断更新和完善高校在线教学资源库,丰富教材中的教学内容，制作实验视频和练习题 集。目前高校无机化学课程使用最新一版的教材为 2018年高等教育出版社出版的无机化学新形 态教材，针对教材中的新增内容，可以在在线教学 资源库中增加化学发展史、工业应用、物质结构动 态图像、高分子材料等知识点和实验视频，学生可 通过手机扫描二维码的方式进行视频观看，从而提 升课程教学的信息量。为了保证学生学习效果，教 师应按照逻辑递进等原则分层次进行视频设计。比 如为了加深学生对无机化学一高分子材料发展前沿 的了解，可以从“高分子合成“高分子分析”“高 分子材料结构一性能“高分子材料一塑料、橡胶、纤维、涂料”“高分子材料成型加工”“功能高分子 材料一生物医用、导电、感光、液晶”等方面逐次 介绍，以此来加深学生理解和认识。4构建考核评价体系，客观评价学习效果教师应在充分考虑到翻转课堂教学模式整体特 点和无机化学这一专业课程教学要求的基础上，积 极借鉴其他学科运用翻转课堂教学模式的优秀经 验，构建更具多样性的课程教学考核评价体系。首先，制定学生课前学习阶段的考核评价体 系。学生在这一阶段的最主要学习任务是按照教师 的要求多次反复地学习相应教学视频，这也是翻转 课堂教学模式与其他教学模式区别的关键内容。在 制定这一阶段的考核评价体系时，则应重点关注学 生们的学习态度和自学能力，应保证学生能够全面 地掌握教学视频中的核心知识点和重点难点问题,构建形成性的考核评价体系，课前考核阶段可由教 师进行评价，也可让学生进行自评。其次，课堂教学阶段的考核评价体系。这一阶 段的关键教学任务是教师对学生的正向启发和引 导,学生在课堂上应将课前学习时遇到的问题和困 惑及时反馈给教师，同时同学之间以及学生与教师 之间应实时沟通和交流。制定考核评价体系时要重 点关注学生们的沟通表达能力、团队协作能力和运 用实际解决实际问题的能力，此阶段仍是一种形成 性的考核评价方式,具体实施时可让学生进行自评 或同学之间互相评价，也可由教师对学生的学习情 况进行评价。最后，课后阶段的考核评价体系。在设置考核 评价内容时应多关注学生对知识的掌握情况以及学 习知识的迁移和运用能力，在客观总结学生学习情 况的同时，评价学生的合作和沟通能力。课后阶段 考核评价工作偏向于总结性的方式，应主要由教师 进行评价，必要时可让同学们自评和互评。互联网+背景下将翻转课堂模式运用在无机化 学教学中时，应同步构建完善的考核评价体系，从 课前、课中和课后三方面评价学生的学习效果，三 个阶段的权重分配分别是20%、30%和50%,当 然教师也可根据学校实际情况和学生整体特点自行 调整其权重分配，考核评价的最终目的是真实、客 观地展现出学生们的知识掌握情况和综合素养的提 升情况。结语互联网+背景下的翻转课堂教学模式具有灵活 性、开放性、学习思考相结合等显著特征，将这一 教学模式应用在高校无机化学等基础类课程中已成 为必然趋势。教师在实际教学中应考虑到不同专业 学科的差异性和学生的整体特点，采取有效策略合 理运用翻转课堂的教学模式，保证无机化学的实际 教学质量。124 安顺学院学报2023年第2期参考文献：参考文献：口龙世佳，陈敏敏，司长代，等.互联网背景下混合式教 学探讨与实践：以高校无机化学实验教学为例J.黑龙江 科学,2022(9):1 08-1 1 0.2 奚雪，刘凡互联网+无机化学实验多元混合式 教学模式的探讨与应用J.中国现代教育装备,2021(9):63 6 5.3 张凤玲，吴巧凤,廖广辉，等.基于雨课堂的翻转课堂 在医药类高校无机化学教学中的应用研究J.中国高等医 学教育,2021(3)=79-80.4 崔小梅.基于微课的翻转课堂教学模式在无机化学 教学中的应用J.教育教学论坛,2021(2):1 45-1 4&5 石玮玮，阎芳.基于翻转课堂的无机化学交互式教学 应用探索J.中国教育技术装备,202008):1 1 9-1 20,1 23.6 白鹤龙，陈佳明，宋哲.翻转课堂在高师无机化学教 学中的应用J.长春师范大学学报,201 9(1 0):1 6 21 6 4.Study on the Application of Flipped Classroom in Inorganic Chemistry Teaching under the Background of Internet+LI Qian ZHOU Hongyan YANG Min JI Wei(College of Science,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,Gansu,China)Abstract:Inorganic chemistry is a fund amental course for chemistry majors in colleges and universities,and it is the mother of chemistry subject knowled ge.With the accelerated reform process of ed ucation informatization,realizing the use of flipped classroom in inorganic chemistry teaching can help improve the quality of inorganic chemistry classroom teaching.Countermeasures are proposed in terms of elaborate d esign of teaching contents,opening up all aspects of teaching,improving online teaching resources and constructing assessment and evaluation system.Key words:inorganic chemistry；flipped classroom；ed ucational informatization；teaching effect(责任编辑:王德红)(上接第58页)刃周榕,李世瑾嫂变之路：美国STEM教育政策的历 史演进与变迁逻辑:基于支持联盟框架的研究视角J1远程 教育杂志,201 9(4):85-95.卯任胜洪，吴卫，胡雪芳.改革开放40年民族地区教师 队伍建设的政策回顾及展望J.民族教育研究，2018(6)：18-24.1 0金志峰，吕武.我国农村教师补充政策：变迁、困境 及路径选择学习与探索,201 7(9):57-6 2.口叮吉胜楠.我国农村义务教育的有效供给经济研 究导刊,201 4(5)-73-74.口刀刘亀.论“上下互动”的教育政策执行：以师范生免 费教育政策为例J1教育发展研究,201 6(1 0):8-1 3.The Evolutionand Vicissitude of the Rural Teachers Supplementary Policy：Based on Advocacy Coalition FrameworkLI Wenwen CHEN Guohua(College of Ed ucational Science of Liaocheng University,Liaocheng252000,Shand ong；Rural Revitalization Research Center of Guizhou Universities,Anshun56 1 000,Guizhou,China)Abstract:Rural teachers are the basic support for rural ed ucation and an important source of rural revitalization.Based on the analysis of supporting alliance framework,the evolution of rural teachers supplementary policy since the reform and opening up can be d ivid ed into three stages:the government alliance lead ing period；Centering on government alliance,school alliance and social alliance consciousness awakening period；School union and social union continued to play a role.The change of rural teachers supplementary policy is the result of the interaction between policyoriented learning and ex ternal interference.The d evelopment of supplementary policies for rural teachers requires the government to strengthen top-level d esign,schools to strengthen environmental support,improve the mechanism of career forum,and the community force of shaping policies.Key words：supplementary policies for rural teachers；policy change；ad vocacy coalition framework(责任编辑:蔡少平)125