有機化學混合式教學法分析

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[摘要]目的：優化學生有機化學學習方法，克服畏難情緒，提高課程參與度，增強教學效果。方法：通過傳統講授法講解重點知識內容，通過傳統講授法或翻轉課堂完成習題課，第8章習題課兩班均為傳統講授法，第9章習題課1班采用翻轉課堂，2班采用傳統講授法，第10章習題課1班采用傳統講授法，2班采用翻轉課堂，學習效果由章節測驗考察，滿分10分。結果：第8章測驗1班4.46±1.62，2班4.64±1.65，第9章測驗1班6.71±1.73，2班5.12±1.39，第10章測驗1班6.79±1.67，2班6.60±1.67。結論：采用傳統講授法與翻轉課堂結合的混合式教學法能顯著提高學生成績，并能培養學生自主學習的能力。

[關鍵詞]有機化學；混合式教學法；傳統講授法；翻轉課堂；自主學習

有機化學屬于基礎化學課程之一，由于其知識體系龐雜、概念抽象、逆向邏輯思維應用較多，傳統“教師教，學生學”的教學方法學生參與度不足，自主學習能力得不到鍛煉，容易讓學生產生畏難情緒、喪失學習興趣?，F代教學理念強調以學生學習為中心，逐步取代教師講授為中心，因此提高學生自主學習能力是教學改革的關鍵[1]。目前，翻轉課堂、SPOC、PBL教學法、小組合作學習、費曼學習法等逐漸成為教學改革的常用手段。翻轉課堂將課本、資料的知識學習放在課前，課上學生為主體進行研討與交流，教師則作為引領者與啟發者[2-4]。SPOC則利用優質的線上資源與線下課程相結合，該方式可以提高受眾范圍針對性，便于教師因材施教[5]。PBL教學法能提高學生的學習興趣，培養學生分析問題與解決問題的能力，教師需要提前設計合適的問題與案例[6]。小組合作學習法可以提高學生的團隊協作能力，提高學生學習興趣，消除對有機化學課程的畏難情緒，教師則需要指導學生合理分組，同時在課堂上讓每組學生的學習成果得以合理展示[7]。費曼學習法是一種具有較高學習效率的方法，分為學習、復述、重復回顧與講授四部分，當學生能用自己的語言正確解釋復雜的概念，并且盡可能通俗簡潔時，方能更透徹理解此知識點[8]。有機化學因其課程特征完全應用翻轉課堂可能面臨著學生學習目標不夠明確，學習方法運用不當，在知識間的關聯與應用較吃力，從而消耗過多課外學習時間導致學習效率不及預期；傳統講授法雖然能夠強調學習目標，指明知識點之間的內在邏輯關系，但是教學方法單一，學生參與度不足，積極性不夠，學習效率較低。因此，混合式教學法在有機化學課程改革中有著較多的嘗試[9-11]。本研究認為，通過將傳統講授法與翻轉課堂相結合的授課方式，可以突出兩種教學方式的共同優勢，互補不足。

1對象與方法

1.1研究對象

本研究選取有機化學課程兩個平行教學班為研究對象，1班和2班各49位注冊學生。為保證兩組學生對等性，研究對象均為生物制藥專業四年制學生，授課教師相同，開課時間在大一下學期。教材選用科學出版社《有機化學》第五版，教學內容遵循教學大綱。

1.2研究方法

1.2.1教學方法課前已讓各班學生自由創建學習小組，每組4~5人，共11~12組，授課章節分別為8、9、10章，理論課均為傳統講授法，習題課分別使用傳統講授法與翻轉課堂進行實驗。傳統講授法指根據學生做題情況選取學生共性的易錯知識點進行講解，翻轉課堂指學生在完成習題后進行學習小組內討論，制作PPT在課堂上講解習題考察知識點與解題過程。第8章習題課兩班均采用傳統講授法，第9章1班采用翻轉課堂，2班采用傳統講授法，第10章1班采用傳統講授法，2班采用翻轉課堂，每次課程結束后兩班均進行測驗，測試內容相同。1.2.2評價指標為比較習題課傳統講授法與翻轉課堂對學生學習情況的影響，測驗題目均為10分，根據作業題改編，并涵蓋各章節要點，每次測試10分鐘。試卷在雨課堂中設置，完成后直接給出分數。

1.3統計學方法

數據分析采用EXCEL軟件進行統計，計量數據為均值±標準差()，采用t檢驗，P＜0.05為具有統計學差異。

2教學過程與研究結果

2.1教學過程

完整一章課程的教學流程如圖1所示，主要內容分為四部分，分別為章節知識點的傳統講授、翻轉課堂的課前準備、翻轉課堂內的討論交流和課后鞏固環節。在傳統講授中，教師注重知識要點的講解，并通過例題講解知識點之間的內在邏輯關系與應用方法，在課后進行總結，引導學生自主完成章節知識網絡的構建，訓練形成整體性思維方式。傳統講授后，學生進行課堂知識要點的復習，梳理知識點邏輯，通過完成課后習題并在學習小組中討論解題過程、考察知識點，并共同完成規定的小組任務，即所選習題的講解，包括選擇合適的方法展示、講解的重點、順序、邏輯關系，并精煉語言表達。在翻轉課堂上，學生根據前期準備面向師生講解任務習題，其他學生針對不懂的知識點現場提問并由匯報學生進行解答，教師根據學生講解及解答情況進行點評，指出匯報中存在的問題。課后學生根據匯報環節提出的問題進行總結反思，并對小組合作學習中方法、流程上的不足進行改進。以第9章鹵代烴為例，本章要求重點掌握鹵代烴的親核取代反應、消除反應及反應歷程，在理解機制的基礎上熟悉鹵代烴轉化為其他有機物的一般規律。因此在傳統講授中以鹵代烴的結構為抓手講解鹵代烴的性質，如通過復習元素電負性作為課程引入，講解鹵代烴中鹵素、α-碳與β-氫的電荷分布情況，并比較與對應烷烴中化學鍵的強弱，引出鹵代烴的反應總是包含碳鹵鍵的斷裂，如果α-碳受到進攻則發生親核取代反應，如果β-氫受到進攻則發生消除反應，金屬或還原劑則是直接插入碳鹵鍵。該講授能令學生理解本章核心內容都包含在這三種鹵代烴的反應方式之內，強化了學生的學習目標。當反應類型能明確分辨后，鹵代烴具體的反應也更容易記憶，因此此部分內容點到即止，學生已具備該部分內容的自學能力。對于親核取代反應與消除反應的機制及影響因素，這部分內容由于相對復雜不易理解，需要教師翔實闡釋，如結合反應能量的變化解釋反應過程及相應步驟的快慢，分別從烴基、離去基團、試劑和溶劑的角度討論影響親核取代與消除反應的影響因素，闡明親核取代反應與消除反應產生競爭的原因、影響因素。在講解完畢后，及時拋出例題，如圖2所示，該例題考察要點包含親核取代反應與消除反應的競爭、消除反應的區域選擇性以及立體選擇性。分析例題時，分層次講解解題思路，(1)反應物是鹵代烴，反應條件為強堿KOH，那么考點一為鹵代烴與KOH發生親核取代反應還是消除反應，同時回顧競爭反應的影響因素，通過觀察反應溶劑為乙醇，并且反應需要加熱，判斷該反應為E2反應；(2)考點二為區域選擇性，反應物的消除方向有二，由于產物具有大共軛結構更穩定，因此更傾向于生成1-苯基丁-1-烯；(3)考點三為立體選擇性，此時回顧E2反應歷程為反式消除，故產物應為(E)-1-苯基丁-1-烯。最后總結本章的知識網絡圖(圖3)，增強學生對知識體系的邏輯梳理，使學生能夠高效地復習與查缺補漏。在翻轉課堂的課前準備階段，學生結合知識網絡總結進行知識要點復習，然后獨立完成習題，再在學習小組內討論分配的小組任務，小組任務選用涵蓋章節主要知識點的3~4道習題組成，選題題型為命名與結構式、給出反應的主產物、機理與合成、結構推斷，并且組間的選題既要有共性的知識點，也要存在差異性的解題方法和思維。小組討論提出如下要求：(1)列出題目涉及的知識點，并指出其在課件與參考書中的位置；(2)知識點與題目的邏輯關系，如何運用知識點對題目進行分析；(3)你的答案是什么；(4)其他同學的思路是否和你一致，解題方法是否唯一；(5)如何精煉語言將解題過程表達出給別人聽。在翻轉課堂上，教師隨機抽取每組的一名學生進行匯報，學生匯報后讓其他小組同學提問并進行解答，教師根據匯報及討論情況記錄平時分，最后點評學生表現，并要指出學生在解決問題的過程中的錯誤。如對化合物CH2ClCH2CH(CH3)CH(CH3)CH2Cl的命名，大部分同學都能給出正確答案1,5-二氯-2,3-二甲基戊烷，但是在講題過程中，匯報學生在講解取代基的排序時提出由于Cl排序在前，甲基排序在后，先看Cl的次序為1,5，再看甲基的取代次序為2,3。教師在點評前再次詢問其他同學是否有不同意見，并指明排序時同級別的官能團應同時進行排序，然后再按英文首字母順序確定基團的書寫位置。因此翻轉課堂中學生更容易將知識點上的問題暴露，易于形成高效的教學方法。課后學生根據同學討論與教師點評重新梳理知識點與運用方法，總結反思自己的不足，并再次小組討論組內學習過程中方法、程序上的不足與改進方法，達到不斷完善小組學習制度的目的，最終形成自主學習的能力與習慣。

2.2檢測結果

第8章習題課兩班均為傳統講授法，測驗分數分別為4.46±1.62和4.64±1.65，兩者無顯著性差異。第9章習題課1班采用翻轉課堂，得分為6.71±1.73，2班采用傳統講授法，得分為5.12±1.39，兩者具有顯著性差異。第10章習題課1班采用傳統講授法，得分為6.79±1.67，2班采用翻轉課堂，得分為6.60±1.67，兩者無顯著性差異。1班在采用翻轉課堂教學前后，即第8和第9章測驗分數具有顯著性差異，第9和第10章測驗分數無顯著性差異。2班第8和第9章測驗分數無顯著性差異，在采用翻轉課堂教學前后，即第9和第10章測驗分數具有顯著性差異。

3討論

在前期課程中，學生普遍反映知識點記憶較為困難，并且較難應用，具體表現在作業完成情況較差，究其原因是學生并未掌握正確的學習方法，知識遷移能力欠缺。在進行第8章芳香烴的章節測驗后發現學生分數較低，兩個平行班水平相同，因此雖然傳統講授法的習題課對學生錯誤較多的題目進行講解，學生也能夠學會所講題目的解題方法和考核知識點，但一旦題目形式發生改變，很多學生仍不能給出正確的解題思路，這可能是因為相關的知識點并沒有被學生完全領悟并內化為自身的知識儲備，這也是傳統講授法自身的缺陷，即學習效率較低。第9章鹵代烴的重點知識為親核取代反應與消除反應，知識點較為繁瑣，但內在邏輯與關聯性較強，適合學生小組合作自學，1班的習題課采用翻轉課堂，2班作為對照采用傳統授課法講解習題課，章節測驗結果顯示實驗組1班得分相比于對照組2班高出1.6分，且具有顯著性差異，相比于前一章節成績也顯著提高約2.2分，對照組2班的平均成績雖較前一章節提高，但不具有顯著性差異，兩方面的對比顯示出翻轉課堂的習題課能提高學生成績和學習效果。第10章醇酚醚的核心內容仍然為親核取代反應與消除反應，對于已經經過小組學習與翻轉課堂訓練的1班，課后仍然布置小組學習，但習題課采用傳統講授法，目的在于考察學生對小組自主學習方法的接受與實踐情況，章節測驗結果顯示得分與前一章節相近，無顯著性差異，對學生抽查調研反饋大部分都進行了小組自主學習，說明對于核心知識點相同章節，學生能夠自發采用自主學習方式，學習效果基本與翻轉課堂無差異。對于未經翻轉課堂訓練的2班，本章習題課采用翻轉課堂后，章節測驗成績顯著性提高至6.6分，與1班成績無顯著性差異，說明在經過小組自主學習的翻轉課堂后，兩班成績水平相當，進一步說明了傳統授課與翻轉課堂的習題課的結合方法對學生自主學習能力具有提升效果。

4總結

傳統講授法與翻轉課堂結合的混合式教學法利用傳統講授法提高教學目標的明確性，利用習題課的翻轉課堂教學法促進學生利用信息處理問題，利用費曼學習法增加學生交流與表達。在整個學習過程中，學生鍛煉了確定學習內容表的能力、獲取信息的能力、利用信息的能力、協作學習的能力與表達能力，綜合建構了學生自主學習能力。

作者：韋源青 單位：南京中醫藥大學