線上線下混合教學(xué)在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的應(yīng)用與探索

姚 瑤，冒愛榮，王玉琴，曹淑紅，楊春紅

(鹽城工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051)

高等教育致力于學(xué)生能力素質(zhì)的提高，主要培養(yǎng)能適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展要求的創(chuàng)新型人才。這很大程度上是靠實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)的。因此，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)不僅是理論知識(shí)掌握程度的加深鞏固，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、探索精神以及科研能力的關(guān)鍵[3]。提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量、深化實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革是目前高等院校教學(xué)改革的重要方面[4-5]。

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是涉化類專業(yè)進(jìn)入大學(xué)的第一門必修實(shí)驗(yàn)課程，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的重要載體。開設(shè)的目的是希望通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)過程中涉及的一些基本儀器設(shè)備的使用和常見的基本操作技能，并能熟練進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)一系列專業(yè)理論和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

因此，本文通過分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題，再運(yùn)用線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，目的在于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的濃厚興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題

1.1 學(xué)生預(yù)習(xí)不充分

傳統(tǒng)面對(duì)面的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，由于學(xué)生手頭的預(yù)習(xí)資源有限，學(xué)生只能通過現(xiàn)有手頭教材的的學(xué)習(xí)完成預(yù)習(xí)任務(wù)，教材有限的文字和籠統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不能達(dá)到預(yù)期的預(yù)習(xí)效果。此外，傳統(tǒng)預(yù)習(xí)方法，學(xué)生只是機(jī)械的抄寫實(shí)驗(yàn)原理與步驟，不理解具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)習(xí)比較被動(dòng)，不能將所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐操作緊密聯(lián)系起來達(dá)到加深鞏固的目的[3,6]。

1.2 實(shí)驗(yàn)操作演示無法復(fù)習(xí)

在課堂教學(xué)中，對(duì)于詳細(xì)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作演示有限，學(xué)生無法觀看到全部實(shí)驗(yàn)操作，而且對(duì)于重點(diǎn)新學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在僅有的幾遍演示中，如果學(xué)生在課堂上沒有觀看仔細(xì)，便沒有途徑進(jìn)行復(fù)習(xí)，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)的掌握難以透徹，達(dá)不到良好的學(xué)習(xí)效果[7]。

1.3 理論課與實(shí)驗(yàn)進(jìn)度不一致

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，理論教學(xué)進(jìn)度與實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)度并不是完全同步的，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度通常早于理論課進(jìn)度[3]。因此，很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)往往只是機(jī)械簡單的模仿教材中的實(shí)驗(yàn)步驟，處理數(shù)據(jù)時(shí)也是按公式生搬硬套，導(dǎo)致基本的教學(xué)效果都不能保證。

1.4 學(xué)生上課的互動(dòng)性和主動(dòng)性都缺乏

在教師講授和學(xué)生模仿的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師主導(dǎo)灌輸知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接收，缺乏對(duì)知識(shí)的質(zhì)疑、反思和批判，學(xué)生的主觀能動(dòng)性有限，對(duì)動(dòng)手科研的興趣不大，上課形式單一，師生之間的互動(dòng)性差[8]。此外，無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以滴定操作為主，重復(fù)度高，相對(duì)枯燥，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)相對(duì)有限。

2 線上線下混合教學(xué)的意義

2.1 教學(xué)資源配置更合理

將微課、SPOC、慕課等優(yōu)質(zhì)的教育資源引入線下實(shí)際實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，搜集與課上實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文字、視頻等補(bǔ)充課本中不夠明確清楚的地方，使學(xué)生快速掌握學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，這比獨(dú)自對(duì)照課本預(yù)習(xí)再機(jī)械式抄寫實(shí)驗(yàn)步驟等傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法要更加高效。

此外，學(xué)生可以先利用虛擬仿真軟件熟悉要做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過電腦模擬完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這能使學(xué)生迅速加深對(duì)重難點(diǎn)的印象，對(duì)不明白的地方也可以加以標(biāo)注，在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，通過動(dòng)手操作解決實(shí)際問題。同時(shí)，學(xué)生在微課平臺(tái)預(yù)習(xí)后，老師可以在后臺(tái)篩選統(tǒng)計(jì)學(xué)生問的頻率相對(duì)比較高的問題，以便線下上課時(shí)能針對(duì)性的進(jìn)行答疑講解和互動(dòng)討論。學(xué)生帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，也能主動(dòng)探索發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證猜想，能收到較好的學(xué)習(xí)效果。

2.2 節(jié)約時(shí)間，有利于學(xué)生更合理分配課堂時(shí)間

采用線上線下混合教學(xué)模式，能將教師演示操作和重難點(diǎn)詳解的時(shí)間節(jié)省出來，使學(xué)生有更充裕的時(shí)間開展研究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也能分享所查閱學(xué)習(xí)資料的心得感想，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些環(huán)節(jié)提出合理的修改意見和建議。

2.3 線上提前進(jìn)行安全教育教學(xué)，避免安全事故的發(fā)生

本校的經(jīng)驗(yàn)是在大一新生開學(xué)未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)之前，安排實(shí)驗(yàn)室安全教育考試，正式考試前有模擬考試以及題庫可供學(xué)生學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課程最重要的內(nèi)容就是安全教育，樹立學(xué)生牢固的安全意識(shí)，配以相關(guān)安全事故案例，針對(duì)性的進(jìn)行安全教育，可以使學(xué)生留下深刻印象。實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入考試，要求考生得分在90分以上，不合格的可以重新學(xué)習(xí)補(bǔ)考一次，考試合格后才能有資格進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生考試后，老師可以通過后臺(tái)查看學(xué)生的答題情況，確保每位考生通過實(shí)驗(yàn)室安全教育，也能監(jiān)督學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后自覺遵守各項(xiàng)學(xué)生安全守則[7]。

2.4 微課視頻的制作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生對(duì)手機(jī)和電腦的興趣比較大，老師可以將微課視頻、SPOC、慕課等資源通過微信、QQ等社交軟件展示給學(xué)生，對(duì)比于枯燥的書本文字描述，學(xué)生可以更直觀的觀看實(shí)驗(yàn)操作，記憶會(huì)更直觀深刻，對(duì)重難點(diǎn)的理解也更透徹。例如，在滴定操作過程中，學(xué)生對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷經(jīng)常不夠準(zhǔn)確，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)誤差很大。通過微課視頻的觀看，學(xué)生能更直觀的觀察到滴定終點(diǎn)的顏色變化，從而提高實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性。這不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也夯實(shí)了重難點(diǎn)，能最大限度的發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，進(jìn)而提高了教學(xué)質(zhì)量，保證了教學(xué)效果。

2.5 滿足了學(xué)生的個(gè)性化需求，能有針對(duì)性的學(xué)習(xí)

慕課、SPOC、微課等學(xué)習(xí)平臺(tái)資源豐富，學(xué)生可以依據(jù)自己的興趣選擇性學(xué)習(xí)，找一些適合自己的網(wǎng)絡(luò)資源。此外，不同學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解接收能力有差異，實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題也不同，而多個(gè)操作問題的疊加會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如銨鹽中氮含量的測定實(shí)驗(yàn)涉及分析天平、移液管、容量瓶的使用，滴定管的驗(yàn)漏以及排氣等，每個(gè)操作細(xì)節(jié)都需要注意，稍不留神產(chǎn)生的誤差就會(huì)疊加，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 線上線下混合模式在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)際應(yīng)用

線上線下教學(xué)模式利用網(wǎng)絡(luò)手段達(dá)到傳統(tǒng)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)微課平臺(tái)的結(jié)合，在傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，將課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后評(píng)價(jià)考核引入具體教學(xué)中，具體步驟如下[8]。

3.1 課前預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)是課堂活動(dòng)順利進(jìn)行以及線上線下教學(xué)模式推進(jìn)的前提和關(guān)鍵。因此學(xué)生課前預(yù)習(xí)顯得尤為重要。我們可以對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的單元操作進(jìn)行錄屏并加以整合，如在無機(jī)及分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中會(huì)涉及天平的稱量、玻璃儀器的洗滌、溶解、容量瓶的使用、滴定管和移液管的使用等單元操作，可以分別錄屏再整合上傳至相關(guān)學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)。此外，為監(jiān)督學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，我們要求學(xué)生除了完成預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫外，還要解答已上傳至錄屏中的若干習(xí)題，同時(shí)提出1～2個(gè)預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題，在微信、QQ等社交軟件中與同學(xué)和老師進(jìn)行探討，最后由老師進(jìn)行答疑、梳理、鞏固。

3.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是線上線下混合教學(xué)模式順利實(shí)施的核心，是學(xué)生提高動(dòng)手操作能力的關(guān)鍵階段。在課堂上重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，嘗試師生互換角色，由學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理和重點(diǎn)，老師進(jìn)行補(bǔ)充。針對(duì)同學(xué)們提出的問題，可以先相互討論探討，再由老師解答。同時(shí)要求同學(xué)們操作時(shí)互相糾錯(cuò)，及時(shí)提出不規(guī)范之處。這些方式可以最大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，知識(shí)的掌握也更透徹。

3.3 課后考核評(píng)價(jià)

課后成績考核評(píng)價(jià)是線上線下混合教學(xué)模式實(shí)施的遞進(jìn)，學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告要及時(shí)批改整理，歸納存在的問題并及時(shí)通過微信、QQ等平臺(tái)反饋給學(xué)生，合理引導(dǎo)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束后進(jìn)行總結(jié)歸納，以夯實(shí)操作技能和理論知識(shí)。針對(duì)考核方式單一的現(xiàn)狀，可以合理分配各方面成績比重，預(yù)習(xí)成績占20%，課堂操作技能和實(shí)驗(yàn)態(tài)度占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%，實(shí)驗(yàn)安全、環(huán)保及衛(wèi)生占20%。這種成績考核評(píng)價(jià)模式能更客觀的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升起到積極正面作用。

4 結(jié) 語

線上線下混合教學(xué)模式在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與探索，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程熱情方面起到積極作用，為學(xué)生科研素養(yǎng)的引導(dǎo)、創(chuàng)新能力的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。提升了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。這是實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的創(chuàng)新，也為其他實(shí)驗(yàn)課程線上線下混合教學(xué)模式的實(shí)施提供了一些經(jīng)驗(yàn)。