“溶液的配制”實驗線上線下混合式教學探索

黃華南 曹小華 葉興琳 周 影 周德志 徐常龍

(九江學院 化學化工學院，江西 九江 332005)

“溶液的配制”是中學化學及大學化學普遍開設的一個基本實驗。該實驗涉及常見玻璃量器的使用(如量筒、移液管、容量瓶等)、常規實驗操作(如稱量、溶解、移液、定容等)及溶液理論知識(如濃度計算等)，對培養學生實驗“三基”具有重要意義[1-5]。目前許多教師仍習慣于傳統的“講授”法開展該實驗教學，普遍存在實驗課時不足、內容局限于教材、教學方法靈動性不夠等不足，學生被動學習，教學效果欠佳[2-5]。

線上線下混合式教學模式融合了線上個性化學習與線下傳統課堂群體性學習的優勢，有利于發揮教師的主導作用和學生的主體作用，是當前教學改革的必然趨勢[6-8]，然而迄今未見“溶液的配制”實驗線上線下混合式教學改革探討。我校自2019年開始在溶液的配制實驗中實施線上線下混合式教學，取得了良好的教學效果。

1 線上線下混合式教學設計

按照服務學生自主學習、滿足個性學習需求、激發學習動機、促進全面發展的原則，筆者對溶液的配制實驗進行線上線下混合式教學改革，具體教學線上線下教學環節安排如下。

1.1 線上教學環節

課前預習：(1)師生就實驗問題進行溝通，如教師對線上線下混合式教學環節及要求進行說明，師生共同商定教學任務、實驗成績評價方法等；(2)教師在超星學習通課程平臺推送學習資料，包括實驗教學PPT、重要操作視頻(溶解操作、量筒、移液管及容量瓶的使用等)、拓展資料(教研論文、慕課資源等)、測試題等；(3)教師發布學習公告，明確學習目的、內容、任務和考核評價辦法；(4)學生在線學習，完成實驗預習任務，反饋疑難問題，并進行線上自測，自測合格者方可進入課堂教學環節；(5)平臺自動記錄學生線上學習次數、學習時長、自測成績等。

實驗課堂教學：課前5分鐘進行線上學習。(1)學生簽到；(2)反饋學生線上預習情況；(3)互動回答學生在互動論壇發布的問題；(4)隨機匹配上傳教學任務(量筒、移液管、容量瓶的使用及溶解、稱量操作視頻)；(5)按小組隨機匹配拓展訓練任務，實驗結束后一周提交調研小論文。拓展訓練任務具體包括：①溶液配制中的誤差分析；②實驗室常用酸堿溶液濃度，溶液濃度的表示方法及相關計算方法；③常見玻璃量器使用方法；④常見醫用消毒液的配制及應用；⑤醫院常見等滲溶液(如250mL生理鹽水的配制等)的配制及應用；⑥市售84消毒液、潔廁靈和洗潔精配方及正確使用方法。

課后分析：(1)基于平臺，學生完成課后測試；(2)小組長交叉批閱實驗報告；(3)小組長交叉查看并評閱各位同學上傳的操作微視頻；(4)教師對實驗報告、操作視頻及拓展性訓練小論文(方案)進行點評，特別是指出并糾正出現的共性錯誤，強調規范操作；(5)優秀實驗報告、操作視頻、小論文等展評；(6)師生線上互動，交流討論相關問題。

拓展訓練：(1)師生就拓展性訓練進行互動、交流；(2)教師指導學生開展拓展性訓練；(3)師生就本次實驗進行交流、討論和總結提升；(4)借助平臺統計、分析并公布實驗線上學習成績。

1.2 線下教學環節

課前預習：(1)教師建立超星學習通課程平臺；(2)教師自制或收集整理教學資料，如教學PPT、基本操作視頻、測試題等；(3)師生協商將全班同學分成10個小組(4-5人/組)，推選小組長1名/小組；(4)學生撰寫預習報告或實驗方案，要求學生用圖、表、反應式等簡潔直觀的形式描述實驗原理、儀器設備及步驟等內容，并擇優予以加分；(5)學生提出并匯總預習中遇到的疑點難點，并上傳到課程平臺互動論壇。

實驗課堂教學：(1)教師對溶液的配制過程中重點操作、難點操作和實驗關鍵點進行現場指導；(2)學生動手操作，配制系列溶液如100 mL 3 mol/L硫酸溶液、50 mL甲基橙指示劑(1 g/L)和酚酞指示劑(1 g/L)、100 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液及0.100 0 mol/L 碳酸鈉標準溶液。對重點、難點內容進行練習、討論和交流。記錄實驗過程、數據及現象；(3)錄制并向課程平臺上傳一個本人操作微視頻(5分鐘以內)，用于課后分析討論及評定成績。

課后分析：(1)學生處理實驗數據，撰寫實驗報告，線上線下同時提交；(2)分小組開展調研、收集材料，完成拓展性實驗小論文(方案)；(3)教師批閱拓展性實驗小論文(方案)；(4)教師批閱小組長實驗報告及抽閱部分學生實驗報告。

拓展訓練：(1)學生按教師指導意見，修改完善拓展訓練方案；(2)學生進行實踐性拓展訓練(如在實驗室開展實驗、深入醫院、超市、食堂調查等)。

1.3 線上線下混合式教學模式特點

與傳統的“照方抓藥”式線下實驗教學模式相比，改革后的線上線下混合式實驗教學由“教師中心”轉向“學生中心”，更加突出了學生主體地位，教師發揮引導者、輔助者和合作者作用[9]。課堂不再局限于實驗室，拓展了學習時間和空間，能實現同步教學和異步教學交錯進行。教學內容由注重“知識性、規范性和系統性”轉向為體現“科學性、專業性和靈動性”，有助于激發學生學習興趣。教學過程充分發揮“學生主體、教師主導”協同作用，注重激發學生學習興趣和主動性，引導學生自主學習、合作探索。

2 教學實施

以臨床醫學A1911班(43人)作為研究對象，安排2位指導老師，其中主講為教授/博士、輔導教師為講師/博士。以筆者編寫的實驗教材[1]為主教材，線下課時為3學時，線上課時為1課時。按照表1設計實施線上線下混合式教學，其中線下溶液的配制操作實驗2人/組，拓展性訓練分成10組(4～5人/組)。

3 線上線下混合式教學成果展示

線上線下混合式教學以學生為主體、以學習為中心，學生自主探究、合作學習。線上學生利用碎片化的時間學習實驗基礎知識，觀看優秀慕課資源及相關操作規范視頻等；線下學生利用網絡收集信息資料，深入醫院、超市和圖書館調查研究，進入實驗室進行實驗探究。學生熱情高漲，圍繞系列溶液的配制和拓展訓練學習目標任務，獲得了比較豐富的學習成果。如對一般溶液配制操作和儀器使用，學生從網絡收集并整理出形象生動的實驗流程圖(圖1與圖2)；搜索整理了豐富的網課及視頻資源，并動手拍攝了溶解、移液、定容等操作視頻；深入調查的同學還拍攝了醫院及生活中常用溶液的商品/藥品圖片；展示了自己配制的酒精洗手液/消毒液；師生合作進一步總結、明確了玻璃量器使用五個“應知應會”(見表1)。

表1 玻璃量器使用“應知應會”

圖1 生理鹽水的配制實驗流程圖

圖2 移液管的使用操作示范圖

4 教學效果測評

為檢驗本次實驗教學改革實施效果，在實驗結束一周后，由基礎化學教研室組織測評。混合式測評包括理論部分(教材[1]P41中5道實驗思考題及溶液配制中的誤差原因分析)、操作部分(分別配制0.200 0 mol/L(A)及0.050 0 mol/L(B)Na2CO3溶液各100 mL，B溶液由A溶液稀釋配制)及簡易問卷。測評結果見表2。

可見，實驗理論及操作測試優秀率均達到25%以上，優良率合計均超過90%。72.1%的同學對本次實驗教學效果表示滿意，58.1%的同學表示對本實驗非常感興趣、51.1%的同學認為本實驗對培養自身學習能力有很大幫助。這是因為線上線下混合式教學模式以學生為中心，學生主體意識、責任意識顯著增強。同時通過對實驗內容進行合理取舍、編排和銜接，使之具有鮮活感、現實性和交互性，激發了學生學習興趣和動力。平臺過程性學習統計功能，督促了學生課內外自主學習，提高了學生學習的主動性。此外線上教學豐富了教學內容、突破了實驗教學的時空限制，比如學生可以反復觀看學習基本操作視頻，加深了學生對實驗三基的理解和對操作規范的領悟。線下教學教師進行針對性指導、學生開展鞏固性和拓展性實驗，提高了教學的針對性，增加了學生實驗探究有效課時，強化了學生綜合實驗能力。僅39.5%的同學認為線上線下混合式教學模式對培養學生合作能力有很大幫助，可能是由于混合式教學過程中過程性評價主要以平臺統計的個人學習情況為主，對學生合作學習考核不夠，導致學生對合作學習重視不夠。說明混合式教學改革需要進一步關注學生合作學習。

表2 溶液的配制實驗綜合測評結果

5 結束語

線上線下混合式教學模式增加了實驗課堂的趣味性、靈動性，克服了傳統教學模式存在的教學時空限制。注重充分發揮“學生主體、教師主導”協同作用，能有效實現教與學的協調統一，促進學生全面發展。學生學習興趣得到極大的提高，參與度加大，對實驗的理解更加透徹，操作更加規范。教師的教學更具有針對性，教學效果明顯提高。

雖然本次教學改革取得了較好的效果，但在實施中也遇到一些問題，如線上線下教學內容及時間分配問題，線上線下教學平臺及時轉換問題、師生線上教學興趣和投入問題、師生信息化技術掌握程度等。有待與同行一起深入探索，不斷完善和推廣混合式教學模式。