《分析化學》課程信息化教學模式設計與實踐*

龍雙雙，劉婧靖，林英武，肖錫林

(南華大學化學化工學院，湖南 衡陽 421001)

隨著互聯網時代信息技術的快速發展，將信息化手段應用于教育是必不可擋的趨勢。近幾年來，關于教育改革與信息化教學之間的關系，國家教育部陸續發布了《教育信息化2.0行動計劃》《中國教育現代化2035》等多個文件，高校課程的教學也開始向信息化模式發展[1-3]。順應當前教育信息化的大方向，南華大學化學化工學院分析化學教研小組積極探討和改革現有教學模式，使其逐漸從傳統的教師課堂授課模式轉變為具有時代特征的信息化教學模式，運用現代技術更好地營造課堂氛圍，發揮學生的主觀能動性。筆者根據分析化學的課程特點，結合學校教學實際情況，在當前教學模式的基礎上，將傳統的優秀的教學理念融入到現代化的教學方法，摸索出一條線上+線下混合式教學新模式，達到分析化學課程的最佳教學效果。

1 課程分析

《分析化學》課程是南華大學化學、制藥、材料等專業重要的專業基礎課程，研究物質的組成、結構、形態和形貌的一門學科。幾乎任何科學研究，只要涉及化學現象，都需要分析化學提供各種信息，以解決科學研究中的問題。分析化學與化學有關的各類科學領域如材料科學、生命科學等的發展緊密相關，因此學生學好分析化學課程能為后續專業課程奠定良好基礎。為了能夠更加貼切南華大學學生實際情況，本課程選用由南華大學多位老師參與編寫、廖力夫主編、華中科技大學出版的《分析化學》教材，教學內容涵蓋了定量分析的誤差與數據處理、四大類滴定分析法、重量分析法以及部分儀器分析電位分析法和分光光度法，難易程度適中，容易讓學生理解接受。

本校學習化學分析課程的學生處于大一下學期，學習分析化學面臨的主要難點包括：①盡管在第一學期學習了無機化學，但分析化學與無機化學課程具有明顯的差異，學生對分析化學的特點和重要性不了解；②本課程教學過程中，分析化學的知識點比較零散，并且需要進行大量的公式推導、繁瑣計算和各種滴定曲線的繪制，相對較為復雜和枯燥；③大一還處于環境適應階段，學習依賴性強，自主學習的意識還不強烈。所以如何調動他們學習的積極性，讓他們主動投入學習并樂于學習仍是一個難點。

傳統的知識講解方式是教師利用多媒體結合板書的單一形式授課，這種模式往往是教師單向灌輸，學生被動的接受外界知識的輸入，學生的主動性被忽視甚至壓抑，積極參與性降低，容易造成課堂氛圍沉悶。并且大學教育通常需要學生在一堂課上接收很多知識信息，學生需要在課前做好預習準備，傳統的教學模式無法監測其預習情況。另外課后不進行適當的復習、消化吸收，不明白的知識點積累的越多，學生越到后面越難理解，慢慢就會失去學習信心，也就失去了對分析化學的學習興趣。最后，傳統的教學模式中，教師與學生的交流的時間和空間比較局限，對于一些內斂羞澀的學生即使有問題可能也不敢當面提問。

2 信息化教學設計

隨著近年來網絡信息技術的不斷進步，國內外建立了很多微課資源網站，大批優秀的微課資源涌現出來，包括慕課、智慧樹等資源。另外，各種在線平臺也紛紛建設，如學習通、學堂在線、雨課堂等。合理的利用互聯網平臺和資源，可以增大教學內容，充分調動學生的主動性和積極性，提高學習效率，很多高校分析化學教學過程中已取得效果[4-6]。在分析化學課程教學改革過程筆者選擇在線教學平臺——學習通、微課資源——智慧樹知到作為混合式教學平臺，其中學習通是自主建設平臺；知到視頻是學校已購買的資源，來自福州大學的分析化學課程。

圖1 分析化學信息化教學設計流程

在課程改革過程中，為了提高學生的主動性和積極性，將以教師為中心的課堂講授教學模式逐步轉向學生為中心的主動性學習模式，課程主要分三大模塊進行設計(圖1)：課前準備、課堂實施和課后提升。針對學生怕學、不學，課前準備模塊采用任務驅動法，通過學習通和知到視頻促使學生主動學習；為了避免課堂枯燥、抽象，課堂實施模塊借助情境教學法，加入圖片、視頻、動畫使課堂更加有趣、具體；對于學生學習效果檢驗，課后提升模塊通過作業、討論以及角色互換了解學生學習效果以及提升學生能力。

3 課程實踐

3.1 課前準備

在課程開始之前，任課教師首先通過“學習通”創建課程，新建班級，將學生信息導入。根據教學大綱以及教學計劃至少提前兩周將教學工作準備完成，包括課件、教案、知識點、章節測驗、章節討論、拓展知識等。“學習通”具有設置任務點的功能，教師可以通過平臺查看學生學習情況，因此將每一次課件內容或者知識點設置為預習任務點。其中，選用的微課資源視頻符合教學內容，可以作為學生預習額外輔助工具。在課前通過學習通或QQ群發布學習任務通知以及任務單，學生根據任務單預習課件或知識點、觀看相關視頻并完成測試。任務單根據教學大綱明確羅列學生需要掌握的知識點，包括重點和難點，方便學生在課前能針對性的展開預習。教師可以通過平臺了解學生預習進度并及時督促學生完成視頻觀看以及相對應的測試，提高學生自學意識，培養學生獨立思考能力。另外，課程教師依據學生測試情況能清楚學生難以理解的知識點，根據反饋情況有針對性地完善教學設計，課上做到有的放矢。

3.2 課堂實施

課堂教學過程中可設計多種教學方式，豐富課堂，在一定程度上吸引學生的注意力，激發學生的興趣和熱情。具體而言，分四大板塊進行實踐：導入——展開——練習——總結。

一個好的導入能吸引住學生，讓他們跟著你思路，一個好的開端就意味著這節課已經成功了一半。在分析化學教學中可通過三種方式進行導入：案例導入、問題導入和類比導入。在教學中引入大家廣泛關注的社會問題，能加強學生將所學知識與社會實際問題相結合，形成自己的科學觀和價值觀。例如，緒論介紹分析化學可以結合實事進行導入，2019年底暴發了新型冠狀病毒疾病，那么要有效地控制新發病毒性疾病，首先要對病毒的全面認識和有效檢測，教師以此為切入點引入病毒及檢測方法的相關介紹和視頻，如北京協和醫院發布的《2019新型冠狀病毒的核酸檢測》視頻，介紹其中的分析技術如PCR技術和電鏡技術等，引發學生思考分析檢測技術在疾病早期診斷和防控方面的價值，從而導出分析化學。另一種導入方式是類比導入，分析化學課程同一章節中往往涉及不同的方法，通過這種導入方式不僅可復習之前所授知識也能加深印象進行區分。例如，沉淀滴定法中涉及三種方法，莫爾法、佛爾哈德法和法揚司法，通過類比出各種指示劑導出“法揚司法”能將其差異著重強調，加深學生印象。

分析化學是一門以實驗為基礎的學科，理論知識離不開實驗，在理論課堂中引入實驗現象尤其四大滴定動畫或視頻對學生直觀理解尤為重要。課堂上教師僅運用教材分析說教,甚至照本宣科，往往缺乏足夠的說服力，使得課堂氛圍沉悶、空洞無物。實驗動畫或視頻使得課堂教學活動變得活潑，生動有趣，富有啟發性、真實性，活躍學生的思維，激發學生的學習興趣。實驗過程的引入應用三種方式來實現，第一種，教師將滴定過程以及變化在PPT上通過動畫的形式呈現；第二種，教師在網上下載相關規范的滴定實驗視頻；第三種，教師借助仿真模擬實驗平臺如MLabs展示實驗，在滴定的過程中結合實驗操作和實驗現象進行相應理論知識的講解。另外，分析化學是一門理論與實際密切聯系的學科，在學了基本理論知識后期望學生能夠獨立分析實際問題并提出解決方案，例如如何設計一套藥品中鋁含量測量的實驗方案？提出問題后學生自愿分組組隊討論、查閱相關資料、設計方案，2～3周后展開討論，教師點評，這樣能夠充分調動學生的參與積極性以及獨立學習能力，豐富實踐教學環節，提高教學質量和教學效率。

課堂中利用典型習題檢測學生掌握情況，通過學習通課上發布練習題，這樣能增加學生的參與度并且教師能直接看到學生答題情況，清楚學生掌握程度，在講解過程中據此著重講解學生沒有掌握的知識點，總結題目。最后，一次課結束后，教師需對知識點總結，主要采用教師引導，學生執行的方式，其形式可是思維導圖，也可是對比歸納，幫助學生對整堂課內容捋清思路。

3.3 課后提升

課后通過學習通布置課后作業強化學習效果，題型包括填空、選擇、計算題型等等，每節課后發給每位學生。對于一些開放性題，采用“生生互評”模式，學生相互評閱其他學生作業，這樣促進參與度不高的學生能夠主動參與進來，并且相互學習解題思路和技巧，強化學生對知識點的掌握。另外，每一章后通過學習通發布章節測試，學生通過每章測試了解本章掌握情況，進一步加強自己復習。利用現代化的交流平臺如qq、微信、學習通，方便師生和生生之間的交流答疑，這種方式不受時空的限制，學生有問題能及時溝通解答。最后，教師在學習通知識拓展部分介紹與教學內容相關的文獻和網站，例如酸堿滴定法中酸堿指示劑的應用進展和“小木蟲”，拓展學生的知識并且培養學生的科研素養。

4 課程實施效果

圖2 (1)課前準備；(2)課堂實施；(3)課后提升；

合理地將信息化技術應用到分析化學教程過程中，充分調動學生的主動性和積極性，取得顯著的效果。從圖2中可以看到在課前準備模塊中，學生自主的預習并完成了測試；在課堂實施模塊中，學生積極參與課堂訓練；在課后提升模塊中，學生與教師的交流頻繁順暢。為進一步深化分析課程教學改革，更注重學生主動學習能力，課程考核方式設為“平時成績50%+期末考試成績50%”。從圖2顯示學生成績接近正態分布，80分以上學生占40%，不及格人數為兩人，大大提高了教學效果。

5 結 語

隨著時代和科技的發展，傳統的教學方式已經不能滿足當代大學生教育的需求，合理的將各種信息化手段應用到課堂能有效地提高學生的主動性、積極性和實踐性。本文提出了一種將線上+線下混合的分析化學教學模式，這種模式使學生的地位更加主體化：一是賦予學生一定權利，調動學生課堂參與意識；二是通過數學活動，提高學生課堂參與質量；三是授之以漁，培養學生的獨立思考能力。我們把學習過程更多的放在課外，讓學生在提高學習主動性的同時，發展了各個方面的素養符合當代大學生培養要求。