“翻转课堂”推动学生学习《基础化学》的主动性

侯永平，崔志民

(北京航空航天大学化学学院，北京 100191)

1 基础化学的特点

化学知识是新时代大学生知识结构重要的有机组成部分，运用所学的化学知识观察、分析、解决实际问题的能力是大学生素质全面发展的一种标志。化学，作为现代自然科学重要的基础学科之一，是从事理工科类工作者知识结构中重要的组成部分。《基础化学》是根据大学专业培养目标开设的重要的化学基础课程，一般在大一新入学时即开设此课程。

《基础化学》主要包括化学原理、结构化学和化学平衡等三部分内容，其中化学原理部分包括化学热力学、化学反应速率、化学反应平衡等；结构化学部分包括原子结构和元素周期律、化学键与分子结构等；化学平衡部分包括溶液中的酸碱平衡、溶液中的沉淀溶解平衡、配位化合物与配位平衡、氧化还原反应与电化学等。其主要目的培养学生对化学这门学科的兴趣，使学生掌握相关的化学基础知识、基本原理及基本实验技能，了解这些知识在实际生活中的应用，培养学生运用相关理论分析和解决实际问题的能力，为今后的学习和工作打下一定的理论基础[1]。同时使学生训练一般科学方法的掌握和培养逻辑、思维能力，这一训练贯穿于课程教学的各个环节中，使学生体会并掌握怎样从实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论。基础化学的学习在理工科学生知识体系的建立以及科学研究方法的形成过程中具有重要的作用[2]。

2 基础化学教学中存在的问题

长期以来，基础化学存在的最大问题是该课程几乎涵盖了无机化学、物理化学、分析化学等基础学科中的绝大多数内容，众多高等院校虽然都非常重视《基础化学》的教学，但目前依然存在着如下几个问题:

(1)基础化学课程内容“难、烦、旧”。据一项调查表明，学生普遍认为《基础化学》是最难学的课程之一。由于内容繁琐冗杂，学生负担沉重，学习跟不上，给学生造成了很大的压力。且内容枯燥，不能充分展示化学与人们日常生活的紧密联系，涉及化学相关前沿课题的内容一般也不会向学生介绍，难以激发学生学习化学的热情，使学生失去了学习的内在动力[3-4]。

(2)传统的基础化学教学方式已不再适应社会和科技发展的需求。随着科学技术的发展，社会对高校毕业生的知识和能力结构的需求发生了新的变化。而目前不少高校的化学仍采用传统的填鸭式教学，与社会对高校毕业生的预期培养目标产生脱节，严重影响化学课程在高校人才培养中作用的发挥[5]。

(3)理论与实际联系不足。化学课程是一门以实验为基础的学科，要求通过观察现象、总结规律进而上升为理论。也就是说，学习这门课程需要注意理论与实验相结合，通过实验模型来验证理论的正确性，从而调动学生的思维能力，提高学生的动手操作能力。过去的实验教学仅仅通过几个演示实验来加深学生对化学知识的认知，很少让学生自主寻找实验方法和设计实验途径，很大程度上限制了学生的主观能动性，导致培养出来的学生很多高分低能，动手能力较差，毕业后无法很好的适应不同工作岗位的要求[6]。

在传统的教学思路中，存在着上课就应该是“老师讲，学生听”这种教学模式的固定认识。再加上基础化学所分配的课时有限，而课堂内容却繁杂，所以往往形成老师“满堂灌”，学生“满堂听”的现象，导致教学效果并不理想。一方面，老师不能较好地掌握学生的学习动态，许多学生上课即处于“关机”状态，有些学生虽然看起来听得很认真，但是心思可能根本不在课堂上，老师无法及时了解学生的学习情况。另一方面，学生“被上课”，学习的主动性会受到抑制。只能被动接受老师讲的知识，无法主动投入到学习中，进而学习效率也比较低[7-8]。

结合基础化学课程的教学特点，我们需要深刻考虑调整“教”与“学”的关系，探讨改变单一的、沉闷的教学模式，增加课堂讨论，使学生作积极参与教学过程，从而丰富授课形式，提高学生自学能力，增强学生自信心，激发学习化学的兴趣，达到较好的教学效果，进一步提高教学质量。

3 国内高校基础化学教学改革措施

近年来，北京航空航天大学提出将70个本科招生专业按照学科门类归并为4大类招生，分别是工科试验班类、工科试验班类、理科试验班类、社会科学试验班。《基础化学》作为大一本科生必修课程，对于本科学生良好的基础知识结构的形成具有不可替代的作用，尤其对将来从事材料、化工、化学相关工作的学生来说，基础化学知识的牢固与否，将在很大程度上影响他们掌握专业知识的深度。北航现实施大类招生，基础化学面对的学生有600多人，每个人的化学知识基础参差不齐，兴趣点也不同。针对这一实际问题，如何满足大多数学生对化学授课方式的需求是急需考虑的问题。针对北航大类招生政策下学生的实际情况，探讨教学方法改革、提高教学质量和教学效果，现提出主要措施如下：

(1)针对学生特点，提出改革方案

调研国内基础化学课程教学现状，分析课堂教学中存在的优缺点。结合我校特色，调研学生化学基础知识以及学习目标，提出适合大多数学生需求的基础化学改革措施，调动学生自主学习的主观能动性，探索以学生为中心的教学模式。在课堂上着重讲解较难理解和掌握的知识点，引导学生对一些仅要求了解的知识点进行课下自主学习(公式推导)。

(2)充分利用现代多媒体技术手段，提高学生的学习兴趣

多媒体教学可以将多种信息集合在一起，将抽象的概念转化为形象直观的图像，具有灵活的交互功能。多媒体表现力丰富，一些在传统教学手段下很难表现的教学内容都能形象、生动、直观地显示出来，从而加深学生对问题的理解，调动其学习积极性。多媒体教学信息量大，变换快，教学中师生双向交流少，屏幕上的影像、文字接踵而至，时间一长学生容易疲劳，教学亲和力下降。因此，应用多媒体教学要适度，根据教学需要选择合适的方法，让多媒体与常规教学方法有机结合，以达到最优的教学效果。

(3)探索灵活多样的教学方法，激发学生学习兴趣，培养学生综合能力

运用比较法，有利于知识间的融会贯通。基础化学概念、公式多而复杂，通过比较法可使学生全面掌握知识，运用比较法进行概念教学和公式的推导，挖掘其内在联系，寻找共同规律，同时找出各自的特点帮助学生将所学的知识连贯起来；

(4)自学指导法在化学教学中的应用

自学指导法是在教师的指导下，学生自学教材和参考资料以及进行实验，并通过思考和研究而获得知识、掌握技能的一种教学方法。自学指导法在基础化学教学课时减少的情况下，理应得到进一步重视。通过指导学生自学，既可以拓宽学生的知识面，培养其查阅文献的能力和主动获取知识的能力，也可以培养学生学习的自信心、责任感、忍耐力和独立分析问题、解决问题的能力和习惯，这也是素质教育所需要的。这个教学方法主要针对化学基础较好的学生，对于将来从事化学相关行业的学生，更应大力培养，提高其通过自学获取化学知识的能力。

4 教学改革—“翻转课堂”

上学期，我们教研室在上面教学改革的基础上，尝试了“翻转课堂”这种新形式在基础化学教学中的应用。以调查问卷的形式，我们对近三届大一新生、约1500人的高中化学学习情况进行调研，74.4%的同学表示，对“反应平衡”这一章节内容比较熟悉。考虑到这一章内容较简单、易自学的特点，我们尝试了通过“翻转课堂”这种形式，让学生参与到教学中来，提高他们学习化学的主动性。

改革目的：

提高学生自学能力，激发其学习化学的兴趣，

改革依据：

(1)借鉴其他学校的教学经验。

(2)化学平衡这一章的特点以及高中的知识基础情况。

具体措施：

(1)老师提前将该章内容整理成ppt发给学生，课下自学。

(2)每个班90个人，分为18个小组，每组5人，以小组为单位讨论，提前自学。

(3)每个小组通过自学以后，结合本章大纲学习要求，出一道计算题或解答题，做题时间大概控制在15分钟以内。学生提前把题目发给老师，老师整体把握题目的难易程度，适当给出一些建议。

(4)老师出两道题，学生任选一道。

(5)课堂上由学生随机抽取其他组学生和老师的题目，以小组为单位解答，可以查书，可以讨论，做题时间限定在30分钟。

(6)本次测试成绩 = 出题成绩(知识点明确、不超纲)(10分)+答题成绩(每道题10分，共20分)， 占平时课堂小测验成绩的40%，计入期末考试成绩。

通过分析学生课堂答题情况，掌握学生对自学知识的掌握程度，再带学生一起复习本章知识点。具体分成三步实施：

(1)每一组派一个代表，准备ppt讲解自己所出题目，对题目知识点进行讲解，并给出习题答案，时间控制在2分钟左右。如果学生有疑问，可以随后提问，原则上，老师不解答，但组员可以帮忙回答。

(2)老师根据学生课堂测试的整体情况整理ppt，把整章内容串讲一遍，大概30分钟，主要结合学生给出的题目，重点讲解存在的问题。

(3)最后留10分钟学生提问，自由讨论。

5 改革的实际效果

整体上来讲，学生对本章知识点掌握牢固、参与积极性高、调动了学生主动学习的兴趣，达到了预期目的(本次测试评价成绩26.5分，满分30分)。从学时上来讲，按教学大纲安排，本章需要4个学时讲解+1个学时的习题讲解，共5个学时，而改革以后，只需要3个学时。多出来的2个学时，可以用于讲解其他较难的章节，比如氧化还原平衡、配位平衡等。

从学生出的题目来看，基本上包括了本章所有的知识点，其中有几组所出的题目不仅包含了本章知识点，同时把本章内容与实际生活问题、前面几章内容(理想气体状态方程，道尔顿分压定律)相结合，很好地结合了课堂知识和实际问题，学以致用。其中，只有一个组题目有点超纲，通过学生讨论，重新修改了题目。

从学生参与课堂讲解情况来看，学生参与积极性高，课前准备充分，ppt制作简洁明了，课堂讲解重点突出，能准确把握知识要点，课后也积极参与讨论。通过课后和部分同学交谈，同学们都很认可这次教改措施，激发了学生学习化学的兴趣，达到了预期的目的。

6 结 语

新时期高等教育面临新的挑战，化学课程教学同样面临着新的挑战，我们要尝试新时期的北航人才培养模式，围绕培养目标做好针对性的顶层设计，建立健全“教”与“学”的培养体系，推动实施有效的改革措施。传统的基础化学教学方式越来越不适应社会和科技发展的要求。随着社会和科技的发展，社会对人才的知识和能力结构有了新的需求，也对高校培养出来的毕业生提出了新的要求。目前，大学化学教学过程中，需要把握和调整好“教”与“学”的关系，改变以往单一的、沉闷的教学模式，让学生积极主动参与教学过程，使授课形式多样化，提高学生学习的主动性和趣味性，是提高大学生学习效率的关键所在。让学生在掌握知识的同时，体会到学习带来的快乐和自信，从而促进学生的学习效率和能力的全面发展[9-10]。