陈茂龙 童海霞 曾巨澜

摘要：本研究着眼于常规课堂讲授、“翻转课堂”与“问题教学”相结合的《物理化学》课程的课堂教学设计及其实践应用。实践结果初步显示，“问题教学”与“翻转课堂”结合的教学模式取得了较好的教学效果。

关键词：翻转课堂；PBL；物理化学

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）46-0144-02

翻转课堂即“Flipped Classroom or Inverted Classroom”，是指按照一定教学目标去调整课堂内外的时间，将学习的部分决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下，课堂内的很多时间，学生能够更专注目的知识点的学习与消化，很多知识点将需要学生在课堂外查找资料自学完成，包括观看教学视频和慕课、阅读相关书籍、进一步在课外面对面的与同学讨论、在网络上通过微信群和QQ群与其他同学讨论[1]。PBL（Problem-based learning）是以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，是神经学教授Barrows在1969年于加拿大麦克马斯特大学提出的，目前已成为世界上较为流行的一种教学方法[2]。“问题教学”法具有如下优点：①促进以学生为中心的学习；②促进终身学习；③帮助突出理解而不是事实；④帮助深入学习和运用建构主义的方法；⑤增强自学；⑥更好的理解和熟悉；⑦增强人际交往能力和团队精神；⑧促进自我激励的态度；⑨帮助增进师生关系；⑩帮助达到更高水平的学习。当然凡事都有利有弊，“问题教学”法也不例外，这是一种耗时、对认知负荷较大、对执行要求较高、对教师和学生的角色转变以及最后的考核评价都需要仔细考虑的教学方法[2，3]。翻转课堂与问题教学两种教学方法都倡导以学生为中心；但由翻转课堂的内涵可以预见其对善于主动学习的学生能够取得较好的教学效果，但对于一些不善于主动学习的学生则会收效甚微，因此需要结合“问题教学”法帮助和督促不善于主动学习的学生。

一、《物理化学》课程教学设计缘由

《物理化学》是研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和研究方法的学科；涵盖宏观系统、微观系统以及宏观到微观与物质性质的关系与变化规律；也包括对化学过程机理及其控制的研究[4]。总之物理化学是一级化学学科以及在分子层次上研究物质变化的其他学科领域的理论基础，因此这门课程包括经典热力学、统计热力学、动力学、相平衡、化学平衡、电化学、表面化学、胶体化学等重要内容。其中热力学内容是基础但却十分抽象，很多刚接触物理化学的学生都感觉很难理解。因此教师需要尽可能地发展物理化学教学方法，以便让学生掌握更多的物理化学知识。目前，大多数高校的《物理化学》课程仍然采用传统的讲授法，即以教师课堂讲授为主，学生则被动接受，因此教学过程中难免存在以下问题：（1）课程知识理论化和表面化，难以系统化。虽然通过教师讲授初步的理论知识，能够使学生在一定程度上掌握相应的热力学、动力学和电化学等理论知识，但学生难以理论联系实际，也难以解答生活中一些涉及到物理化学的问题。（2）学习内容多，但深度不够。《物理化学》这门课程的学习内容不但涵盖非常广泛，而且很多知识点也较难理解；但由于课时有限（目前我校物理化学B只有48课时），基本都是4至6学时学习一章，而物理化学中出现的定理公式较多，很多重要的定理（如偏摩尔量与化学势）与公式有着一些类似的变形式，但这些变形式的使用条件、适用范围、甚至物理意义都存在差别，这就需要大量的时间进行讲解和梳理，因此48课时往往不够。（3）课程考核形式比较单一。目前，期末闭卷考试（占总成绩80%）仍然是高校的物理化学课程采用的主要考核方式。这种经典的考核方式对衡量学生对知识点的基本掌握还是有积极的作用，但这容易使学生死记硬背物理化学基本概念、各种物化理论与公式，而忽略了这些理論与公式的来龙去脉及相关知识的应用能力培养；这进一步导致学生上课只对考试相关内容的讲授感兴趣，在考试前则要求划重点甚至希望提供考试题库等。因此，需要思考教学方法的改变以提高学生对物理化学相关知识的掌握，基于此我们进行了《物理化学》课程的“问题教学”与“翻转课堂”结合的初步教学设计与实践。

二、“问题教学”与“翻转课堂”结合的《物理化学》教学设计

参考国内同行对《物理化学》与其他课程的教学研究与设计，除了常规讲授之外，本研究的教学设计主要基于教师为学生提供部分课外学习资源和“问题教学”的问题，部分运用翻转课堂的教学模式即一个接一个的学习模式对课程的教学流程进行设计。整个的课程教学设计则包括课堂讲授与翻转课堂、课堂“问题教学”及课程学习考核三个部分。

1.课堂讲授并布置任务完成课外自主学习。《物理化学》课程的大部分知识点学习是学生自主完成相应知识点的学习，只有部分难点和极重点则由教师在课堂上进行梳理和讲解，并尽量让学生做到举一反三。前几次课，教师便向学生讲述本课程的翻转课堂理念以及对课程重要知识点进行一个简单梳理，然后对课程内容进行详细安排，并让学生了解考核要求的目的与本质，总之让学生了解“翻转课堂”和“问题教学”的本质及流程。当学生遇到学习中的疑难点时，则通过课程教学平台建立讨论组、或QQ群及微信群开展学习讨论。

2.课堂“问题教学”。当前《物理化学》课程总共48学时，由于《物理化学》这门课程难度较大，因此20个理论学时依然为传统教学设计，主要用作对一些难点与极重要知识点的讲解，以及对知识点的系统梳理，另28个理论学时则为“问题教学”设计。教师根据物理化学课程的主要内容设计了十二个比较有针对性的问题，如热力学判据、热力学基本关系式、偏摩尔量、化学势、依数性拉乌尔定律与亨利定律等；然后在教学过程中按照既定流程展开教学。一般过程如下：①学生被分为12组，明确小组组长、记录员等角色；②各小组在明确自己小组抽到的问题后，开始对问题进行研究讨论与梳理；③各小组讨论并总结发言，教师对其汇报进行指导并答疑；④教师及旁听小组分别对汇报的小组进行打分。

3.期终考试与平时评价相结合的考核方式。传统《物理化学》的考核方式主要依据期末闭卷考试进行（平时成绩占20%，期末考试80%）。本研究尝试对该课程采用期终考试成绩与平时评价相结合的课程考核方式。具体如下：平时成绩占据50%，期末考试成绩占据50%，这相当于大大降低了期末考试所占的比例。平时评价则相对复杂：15%根据小组学习自我评估表和物化练习题结果给分；25%的课堂问题学习得分是根据小组学生自评、他评和教师评价三部分，分别占这一部分的20%、30%和50%。剩下的10%由课堂随机考勤构成，无故缺勤一次扣2%，迟到一次扣1%。

三、“问题教学”与“翻转课堂”结合的《物理化学》教学实践结果

2017年9月—12月，对非化学专业的87名大二本科生进行“问题教学”与“翻转课堂”结合的《物理化学》课程教学初步实践。课程结束后，按照既定考核方式进行了成绩评定，《物理化学》课程的最终考核成绩平均分为68.95分，比上一年高近5分。其中，最高分90分，最低分42分，考核总成绩分布如下：40—49：2人，50—59：6人，60—69：40人，70—79：26人，80—89：12人，90—100：1人。总体可判断学生对知识点的掌握比上一年有所进步，但依然存在极大的进步空间。此外，87名学生全部参与了匿名的问卷调查，部分收上来的问卷不合格（15份），72份合格问卷调查结果如下：在对课程教学的满意度上，83.3%的学生持满意态度。在专业知识的掌握程度方面，62.5%的学生认为掌握了物理化学的大部分基础知识。在教学方法的选择上，63.9%的学生认为采用教师讲授、提出问题、小组讨论与汇报三者相结合的教学方式较合适，也有部分学生认为小组成員参差不齐影响小组整体的成绩。除此之外，学生还对改进《物理化学》的教学效果提供了一些建议，如增加物化实验、增加问题分析、丰富问题内容等。

“问题教学”与“翻转课堂”结合的《物理化学》教学实践结果表明，问题教学与翻转课堂结合确实能有效提高学生在教学活动当中的学习参与度，也能够增加学生自主学习的积极性，相应的提高教学效果。

参考文献：

[1]https：//en.wikipedia.org/wiki/Flipped_classroom.

[2]https：//en.wikipedia.org/wiki/Problem-based_learning.

[3]张华.PBL教学法在高职院校教学中的应用研究[D].河北师范大学：河北师范大学，2011.

[4]张雄飞，王少芬，伍章生.物理化学[M].华中科技大学出版社，2012.