有机化学混合式教学法分析

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[摘要]目的：优化学生有机化学学习方法，克服畏难情绪，提高课程参与度，增强教学效果。方法：通过传统讲授法讲解重点知识内容，通过传统讲授法或翻转课堂完成习题课，第8章习题课两班均为传统讲授法，第9章习题课1班采用翻转课堂，2班采用传统讲授法，第10章习题课1班采用传统讲授法，2班采用翻转课堂，学习效果由章节测验考察，满分10分。结果：第8章测验1班4.46±1.62，2班4.64±1.65，第9章测验1班6.71±1.73，2班5.12±1.39，第10章测验1班6.79±1.67，2班6.60±1.67。结论：采用传统讲授法与翻转课堂结合的混合式教学法能显著提高学生成绩，并能培养学生自主学习的能力。

[关键词]有机化学；混合式教学法；传统讲授法；翻转课堂；自主学习

有机化学属于基础化学课程之一，由于其知识体系庞杂、概念抽象、逆向逻辑思维应用较多，传统“教师教，学生学”的教学方法学生参与度不足，自主学习能力得不到锻炼，容易让学生产生畏难情绪、丧失学习兴趣。现代教学理念强调以学生学习为中心，逐步取代教师讲授为中心，因此提高学生自主学习能力是教学改革的关键[1]。目前，翻转课堂、SPOC、PBL教学法、小组合作学习、费曼学习法等逐渐成为教学改革的常用手段。翻转课堂将课本、资料的知识学习放在课前，课上学生为主体进行研讨与交流，教师则作为引领者与启发者[2-4]。SPOC则利用优质的线上资源与线下课程相结合，该方式可以提高受众范围针对性，便于教师因材施教[5]。PBL教学法能提高学生的学习兴趣，培养学生分析问题与解决问题的能力，教师需要提前设计合适的问题与案例[6]。小组合作学习法可以提高学生的团队协作能力，提高学生学习兴趣，消除对有机化学课程的畏难情绪，教师则需要指导学生合理分组，同时在课堂上让每组学生的学习成果得以合理展示[7]。费曼学习法是一种具有较高学习效率的方法，分为学习、复述、重复回顾与讲授四部分，当学生能用自己的语言正确解释复杂的概念，并且尽可能通俗简洁时，方能更透彻理解此知识点[8]。有机化学因其课程特征完全应用翻转课堂可能面临着学生学习目标不够明确，学习方法运用不当，在知识间的关联与应用较吃力，从而消耗过多课外学习时间导致学习效率不及预期；传统讲授法虽然能够强调学习目标，指明知识点之间的内在逻辑关系，但是教学方法单一，学生参与度不足，积极性不够，学习效率较低。因此，混合式教学法在有机化学课程改革中有着较多的尝试[9-11]。本研究认为，通过将传统讲授法与翻转课堂相结合的授课方式，可以突出两种教学方式的共同优势，互补不足。

1对象与方法

1.1研究对象

本研究选取有机化学课程两个平行教学班为研究对象，1班和2班各49位注册学生。为保证两组学生对等性，研究对象均为生物制药专业四年制学生，授课教师相同，开课时间在大一下学期。教材选用科学出版社《有机化学》第五版，教学内容遵循教学大纲。

1.2研究方法

1.2.1教学方法课前已让各班学生自由创建学习小组，每组4~5人，共11~12组，授课章节分别为8、9、10章，理论课均为传统讲授法，习题课分别使用传统讲授法与翻转课堂进行实验。传统讲授法指根据学生做题情况选取学生共性的易错知识点进行讲解，翻转课堂指学生在完成习题后进行学习小组内讨论，制作PPT在课堂上讲解习题考察知识点与解题过程。第8章习题课两班均采用传统讲授法，第9章1班采用翻转课堂，2班采用传统讲授法，第10章1班采用传统讲授法，2班采用翻转课堂，每次课程结束后两班均进行测验，测试内容相同。1.2.2评价指标为比较习题课传统讲授法与翻转课堂对学生学习情况的影响，测验题目均为10分，根据作业题改编，并涵盖各章节要点，每次测试10分钟。试卷在雨课堂中设置，完成后直接给出分数。

1.3统计学方法

数据分析采用EXCEL软件进行统计，计量数据为均值±标准差()，采用t检验，P＜0.05为具有统计学差异。

2教学过程与研究结果

2.1教学过程

完整一章课程的教学流程如图1所示，主要内容分为四部分，分别为章节知识点的传统讲授、翻转课堂的课前准备、翻转课堂内的讨论交流和课后巩固环节。在传统讲授中，教师注重知识要点的讲解，并通过例题讲解知识点之间的内在逻辑关系与应用方法，在课后进行总结，引导学生自主完成章节知识网络的构建，训练形成整体性思维方式。传统讲授后，学生进行课堂知识要点的复习，梳理知识点逻辑，通过完成课后习题并在学习小组中讨论解题过程、考察知识点，并共同完成规定的小组任务，即所选习题的讲解，包括选择合适的方法展示、讲解的重点、顺序、逻辑关系，并精炼语言表达。在翻转课堂上，学生根据前期准备面向师生讲解任务习题，其他学生针对不懂的知识点现场提问并由汇报学生进行解答，教师根据学生讲解及解答情况进行点评，指出汇报中存在的问题。课后学生根据汇报环节提出的问题进行总结反思，并对小组合作学习中方法、流程上的不足进行改进。以第9章卤代烃为例，本章要求重点掌握卤代烃的亲核取代反应、消除反应及反应历程，在理解机制的基础上熟悉卤代烃转化为其他有机物的一般规律。因此在传统讲授中以卤代烃的结构为抓手讲解卤代烃的性质，如通过复习元素电负性作为课程引入，讲解卤代烃中卤素、α-碳与β-氢的电荷分布情况，并比较与对应烷烃中化学键的强弱，引出卤代烃的反应总是包含碳卤键的断裂，如果α-碳受到进攻则发生亲核取代反应，如果β-氢受到进攻则发生消除反应，金属或还原剂则是直接插入碳卤键。该讲授能令学生理解本章核心内容都包含在这三种卤代烃的反应方式之内，强化了学生的学习目标。当反应类型能明确分辨后，卤代烃具体的反应也更容易记忆，因此此部分内容点到即止，学生已具备该部分内容的自学能力。对于亲核取代反应与消除反应的机制及影响因素，这部分内容由于相对复杂不易理解，需要教师翔实阐释，如结合反应能量的变化解释反应过程及相应步骤的快慢，分别从烃基、离去基团、试剂和溶剂的角度讨论影响亲核取代与消除反应的影响因素，阐明亲核取代反应与消除反应产生竞争的原因、影响因素。在讲解完毕后，及时抛出例题，如图2所示，该例题考察要点包含亲核取代反应与消除反应的竞争、消除反应的区域选择性以及立体选择性。分析例题时，分层次讲解解题思路，(1)反应物是卤代烃，反应条件为强碱KOH，那么考点一为卤代烃与KOH发生亲核取代反应还是消除反应，同时回顾竞争反应的影响因素，通过观察反应溶剂为乙醇，并且反应需要加热，判断该反应为E2反应；(2)考点二为区域选择性，反应物的消除方向有二，由于产物具有大共轭结构更稳定，因此更倾向于生成1-苯基丁-1-烯；(3)考点三为立体选择性，此时回顾E2反应历程为反式消除，故产物应为(E)-1-苯基丁-1-烯。最后总结本章的知识网络图(图3)，增强学生对知识体系的逻辑梳理，使学生能够高效地复习与查缺补漏。在翻转课堂的课前准备阶段，学生结合知识网络总结进行知识要点复习，然后独立完成习题，再在学习小组内讨论分配的小组任务，小组任务选用涵盖章节主要知识点的3~4道习题组成，选题题型为命名与结构式、给出反应的主产物、机理与合成、结构推断，并且组间的选题既要有共性的知识点，也要存在差异性的解题方法和思维。小组讨论提出如下要求：(1)列出题目涉及的知识点，并指出其在课件与参考书中的位置；(2)知识点与题目的逻辑关系，如何运用知识点对题目进行分析；(3)你的答案是什么；(4)其他同学的思路是否和你一致，解题方法是否唯一；(5)如何精炼语言将解题过程表达出给别人听。在翻转课堂上，教师随机抽取每组的一名学生进行汇报，学生汇报后让其他小组同学提问并进行解答，教师根据汇报及讨论情况记录平时分，最后点评学生表现，并要指出学生在解决问题的过程中的错误。如对化合物CH2ClCH2CH(CH3)CH(CH3)CH2Cl的命名，大部分同学都能给出正确答案1,5-二氯-2,3-二甲基戊烷，但是在讲题过程中，汇报学生在讲解取代基的排序时提出由于Cl排序在前，甲基排序在后，先看Cl的次序为1,5，再看甲基的取代次序为2,3。教师在点评前再次询问其他同学是否有不同意见，并指明排序时同级别的官能团应同时进行排序，然后再按英文首字母顺序确定基团的书写位置。因此翻转课堂中学生更容易将知识点上的问题暴露，易于形成高效的教学方法。课后学生根据同学讨论与教师点评重新梳理知识点与运用方法，总结反思自己的不足，并再次小组讨论组内学习过程中方法、程序上的不足与改进方法，达到不断完善小组学习制度的目的，最终形成自主学习的能力与习惯。

2.2检测结果

第8章习题课两班均为传统讲授法，测验分数分别为4.46±1.62和4.64±1.65，两者无显著性差异。第9章习题课1班采用翻转课堂，得分为6.71±1.73，2班采用传统讲授法，得分为5.12±1.39，两者具有显著性差异。第10章习题课1班采用传统讲授法，得分为6.79±1.67，2班采用翻转课堂，得分为6.60±1.67，两者无显著性差异。1班在采用翻转课堂教学前后，即第8和第9章测验分数具有显著性差异，第9和第10章测验分数无显著性差异。2班第8和第9章测验分数无显著性差异，在采用翻转课堂教学前后，即第9和第10章测验分数具有显著性差异。

3讨论

在前期课程中，学生普遍反映知识点记忆较为困难，并且较难应用，具体表现在作业完成情况较差，究其原因是学生并未掌握正确的学习方法，知识迁移能力欠缺。在进行第8章芳香烃的章节测验后发现学生分数较低，两个平行班水平相同，因此虽然传统讲授法的习题课对学生错误较多的题目进行讲解，学生也能够学会所讲题目的解题方法和考核知识点，但一旦题目形式发生改变，很多学生仍不能给出正确的解题思路，这可能是因为相关的知识点并没有被学生完全领悟并内化为自身的知识储备，这也是传统讲授法自身的缺陷，即学习效率较低。第9章卤代烃的重点知识为亲核取代反应与消除反应，知识点较为繁琐，但内在逻辑与关联性较强，适合学生小组合作自学，1班的习题课采用翻转课堂，2班作为对照采用传统授课法讲解习题课，章节测验结果显示实验组1班得分相比于对照组2班高出1.6分，且具有显著性差异，相比于前一章节成绩也显著提高约2.2分，对照组2班的平均成绩虽较前一章节提高，但不具有显著性差异，两方面的对比显示出翻转课堂的习题课能提高学生成绩和学习效果。第10章醇酚醚的核心内容仍然为亲核取代反应与消除反应，对于已经经过小组学习与翻转课堂训练的1班，课后仍然布置小组学习，但习题课采用传统讲授法，目的在于考察学生对小组自主学习方法的接受与实践情况，章节测验结果显示得分与前一章节相近，无显著性差异，对学生抽查调研反馈大部分都进行了小组自主学习，说明对于核心知识点相同章节，学生能够自发采用自主学习方式，学习效果基本与翻转课堂无差异。对于未经翻转课堂训练的2班，本章习题课采用翻转课堂后，章节测验成绩显著性提高至6.6分，与1班成绩无显著性差异，说明在经过小组自主学习的翻转课堂后，两班成绩水平相当，进一步说明了传统授课与翻转课堂的习题课的结合方法对学生自主学习能力具有提升效果。

4总结

传统讲授法与翻转课堂结合的混合式教学法利用传统讲授法提高教学目标的明确性，利用习题课的翻转课堂教学法促进学生利用信息处理问题，利用费曼学习法增加学生交流与表达。在整个学习过程中，学生锻炼了确定学习内容表的能力、获取信息的能力、利用信息的能力、协作学习的能力与表达能力，综合建构了学生自主学习能力。

作者：韦源青 单位：南京中医药大学