摘要：作为一种新型的教学形式，翻转课堂已成为国内外教育界的热门话题。它打破传统的教学模式，为教学改革的开展注入了新的活力。文章将基于PBL的翻转课堂教学模式引入无机化学实验教学中，设计并开展了无机物分子或基团的空间构型的翻转课堂教学实践，并对教学效果进行了评价和分析，以期为无机化学实验教学改革提供借鉴。
关键词：无机化学；实验教学；PBL；翻转课堂
无机化学实验是无机化学理论的配套实验课程，是山西医科大学药学及相关专业学生进入大学后的第一门专业基础实验课程。课程的主要任务是根据专业培养目标及要求，以实验技能训练为主，培养学生的实践动手能力、创新能力，对学生进行科学实验素养和良好实验习惯的养成教育，是关系到后续实验课程能否顺利开展的必要课程。目前，本院无机化学实验课程共包含40学时，包括无机物分子或基团的空间构型，硝酸钾的制备、提纯与检验等十个实验项目。无机物分子或基团的空间构型实验的目的在于根据所学杂化轨道理论判断分子或基团的空间构型，并利用实物模型制作某些晶体或分子结构，加深和巩固杂化轨道理论知识。该实验要求学生对杂化轨道理论有较好的掌握，同时要求学生具有一定的动手能力和空间想象能力，并能够将理论和实验有机地结合起来。然而，传统实验课教学模式是教师讲、学生听、学生自由练习。教师将大量的时间和精力花费在讲解实验原理和操作演示上，缺乏与学生的深度交流和学生学习问题的收集，学生只能在有限的时间内机械地进行操作，很少自主思考问题。无机物分子或基团的空间构型实验涉及的杂化轨道这部分内容理论性较强、知识点繁杂，学生学习时普遍反映学习难度大、学习效果差，若采用传统教学模式，重复理论课内容，让学生搭建分子或基团的空间构型，学生学习兴趣不高，只会机械地照搬结论，导致教学效果不佳。因此，教学模式是制约学生学习效果的主要因素，我们亟须对相关教学实践进行新的探索和改革，从而使学生对所学理论融会贯通，提高教学效果和教学质量。翻转课堂（flippedclassroom）起源于美国林地公园高中的化学老师JonathanBergmann和AaronSams，是近年来出现的一种新型教学模式［1］。它将传统教学模式中“课堂上听老师讲解，课后做作业”的教学方式进行“颠倒”或“翻转”，变成“课前学生在家里完成教学视频等学习资源的观看和学习，课堂上师生一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动”［2］。也就是说，让学生在课前完成知识的学习，在课堂上完成知识的吸收与掌握。翻转课堂的核心并非教学视频，而是对传统教学流程的颠覆和基于以学生为中心的思考［3］。研究表明，翻转课堂可以充分发挥学生学习的主动性，并显著增强师生之间以及学生之间的互动和交流，促进学生学习兴趣的提高和学习效率的提升［4］。在实验课教学中，学生应该处于主体和中心地位。若将翻转课堂应用于实验课教学，师生角色会发生实质性的重大变化，教师变成课程的设计者和学生学习的指导者，而学生则成为学习的中心。因此，将翻转课堂应用于实验课教学可以不断激发学生对问题的思考，在提高其实践能力的同时促进理论知识的学习。翻转课堂教学模式提供了一条有效地提高学生实验技能、培养实验素养的途径，并有可能解决传统实验教学中存在的问题［5］。目前，将翻转课堂应用于实验教学的案例逐年增多［6－8］。此外，基于问题为中心的学习（problem－basedlearning，PBL）是以问题为导向的教学方法，教师可以在课前或课堂上，通过提问，引导学生自主学习，激发学生在课下主动查阅相关国内外电子、纸质资源，学习了解相关前沿知识，也可有效提升学生在课堂上的注意力和学习的主动性［9，10］。这种教学方式将课程串联为一个有机整体，便于学生从整体上把握课程中的难点和重点，从而提升教学效果。本文以山西医科大学药学院药学专业的大一本科生为研究对象，以无机物分子或基团的空间构型实验为研究项目，设计了基于PBL教学法的翻转课堂教学实践，开展了翻转课堂教学研究，以期探索教学新模式，提高教学质量和教学效果。
1基于PBL的翻转课堂教学设计与实施
本研究主要采用单组实验法。授课内容为无机物分子或基团的空间构型实验，共4学时。授课对象为本校药学院药学专业的大一本科生，从中随机选取一个班，班级人数为30。此外，使用山西医科大学e教学平台作为网络教学平台。
1．1课前准备
学生在实验课前已经完成了2学时的理论课学习，即杂化轨道理论要点及杂化轨道理论的应用实例。教师撰写学习指导，制作PPT，并收集补充学习资源等材料，通过e教学平台，帮助学生进一步掌握杂化轨道理论的基本知识，基本完成学习要求。此后，通过e教学平台在线测试，帮助教师了解学生对这部分内容的掌握情况。在实验课前，教师将实验内容上传到e教学平台，供学生进行课前预习，以便充分了解实验的目的、内容等。此外，针对预习中出现的问题和产生的困惑，学生可通过e教学平台进行讨论和互动交流。
1．2合作探究
实验课时，首先，将实验内容分为必答题和抢答题两部分。每组必答一题，其余题目各组共同抢答。随后，将30名学生随机分为三组，规定30min，通过组内合作的方式，利用球棍搭建BeCl2、BCl3、CCl4、NH3、H2O五个典型化合物的空间模型，并进行小组内讨论，对分子的杂化类型、杂化轨道的夹角、分子的几何构型等形成统一意见。利用这段时间，学生可以对预习时遇到的问题和困惑进行讨论交流，并发表自己的观点。
1．3分组汇报
每组派送一名学生，利用所学理论知识，并结合搭建的球棍模型，讲解指定分子或基团的形成过程及空间构型。在其讲解过程中，学生和老师均可提问和质疑。为鼓励学生大胆质疑，质疑成功组相应加分，答错组相应减分。最后，根据讲解情况，进行小组评分，将各次得分累加即为各组最终得分。在这个过程中，每一小组讲解完，教师都会根据学生遇到的不同问题进行个性化指导和讲解，为每个小组解答疑惑，实施因材施教。
1．4总结点拨
分组汇报结束后，教师针对各组出现的问题，将普遍问题与重点知识集中讲授，并对整节课的知识进行系统化梳理，反复强调重点和难点。此外，引导学生进行自主反思，反思和总结自己在实验和讲解中的优点以及不足之处，同时鼓励学生大胆质疑、辩论，从而使学生巩固和加深所学知识。
1．5反馈评价
在课堂活动的最后，教师从学生个人、各小组以及整体的角度，对课程进行整体评价。此外，收集学生的反馈意见，以便了解学生对基于PBL的翻转课堂教学模式的评价及反馈意见，以期进一步改进和完善其在无机化学实验教学中的应用。
1．6课后巩固
实验课结束后，要求学生完成实验报告，进一步对所学内容进行反思、总结和提升。此外，针对学生仍然存在的问题和困惑，教师通过e教学平台提供一对一的在线指导，帮助学生查缺补漏，完善知识体系。
2结果
2．1实验报告分析
课程结束后，30名学生均提交了实验报告。通过批阅学生的实验报告，发现学生对实验中涉及的分子或基团的杂化类型、杂化轨道夹角及几何构型的填写准确无误，达到了100％的正确率。与采用传统教学模式的其他班级相比，学生因粗心、知识点掌握模糊不清等原因导致的错误显著减少。
2．2学生反馈分析
为了及时了解学生对该教学模式的实施意见，笔者收集了学生的反馈意见。结果表明，96．7％的学生认为该教学模式的实施使其对理论知识的理解更加透彻，超过85．0％的学生非常认可或认可翻转课堂的无机化学实验教学，认为这种教学方式很好，从中受益匪浅。此外，也有学生认为该教学方式有助于增加课堂的趣味性，调动学习的积极性，对其自信心、团队合作精神及动手能力的培养均起到积极的促进作用，并希望在今后的教学中能继续采用这种方式。总之，反馈结果肯定了基于PBL的翻转课堂的教学效果和教学质量，这种教学模式也深受学生的喜爱。
3讨论
针对以上结果，笔者进行了一系列思考。首先，基于PBL的翻转课堂教学模式具有以下几方面的优点：①在本课程中，由于需要将小组讨论结果上讲台给全班同学讲解并据此评分，因此，学生会积极地进行小组讨论，并对模糊不清的知识点主动查缺补漏，这使得学生由被动接受知识变为主动思考和积极探讨，充分调动了学生学习的积极性，使学生掌握的知识更扎实；②在讲解过程中，学生可以互相提问和质疑，课堂气氛活跃，此外，由于讲错可能遭到同学的一致反驳，所以多数学生在讲解前准备很充分，为了找到他人的错误，学生也听得比较仔细，这个过程强化了学生对易错知识点的注意，也便于学生及时纠正错误、弥补知识缺陷、加深对知识的理解和掌握；③对上讲台讲解的学生，可锻炼其语言表达等综合能力，对勇于提问和质疑的学生，大家也会给予热烈的掌声，这些方式均会使学生变得更加自信，勇于展示自己；④实验过程中，既有小组内的团结合作，又有小组间的竞争，可培养学生的团队合作精神，激发学习兴趣；⑤教师在教学过程中可根据学生出现的问题实施因材施教，有的放矢，避免了教学过程中的盲目性。其次，该授课方式还可从以下几方面进一步改进：①学生课后反馈可由教师提前设计好条目，采用调查问卷的形式，这样便于后续统计，也便于教师全面了解学生对教学环节中各个方面的评价；②对学生实验课成绩的评价应从多方面展开并细化，以便全面评价学生的综合能力。综上所述，基于PBL的翻转课堂教学模式是传统教学模式的拓展和创新。该教学方法可以充分调动学生的积极性和课程参与度，对提高学生的综合素质有极大的帮助。今后，我们将进一步开展基于PBL教学的翻转课堂研究和实践，从多个角度进行教学效果的评估和分析，并尝试将该授课方式推广应用到其他实验项目中，在实践中逐渐摸索出一个广泛适应性的实施方案，从而推动本专业课程教学的改革。
作者:杨丽 张爱平 单位:山西医科大学药学院药物分析教研室