分析化學(xué)實驗教學(xué)混合式教學(xué)模式改革
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摘要:分析化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，因此為提高分析化學(xué)實驗課程的教學(xué)質(zhì)量，并達到良好的教學(xué)效果，我們嘗試將混合式教學(xué)模式融入分析化學(xué)實驗課程中，并從教學(xué)資源建設(shè)和教學(xué)過程的實施兩個方面進行了改革。最后對混合式教學(xué)效果進行了調(diào)查。結(jié)果表明，混合式教學(xué)改革能夠有效的提高學(xué)生獨立思考的能力，并能達到以學(xué)生為中心的教學(xué)效果。但仍有部分學(xué)生參與度不夠，因此在今后的教學(xué)中要更加深入的發(fā)掘混合式教學(xué)在分析化學(xué)實驗課程中的優(yōu)勢，使更多的學(xué)生從中受益。
關(guān)鍵詞:分析化學(xué)實驗;混合式教學(xué);改革探索
分析化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，它與分析化學(xué)理論課程教學(xué)緊密結(jié)合。該課程所講授的基本原理和方法等知識是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，也是培養(yǎng)有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人才的整體知識及能力結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)分析化學(xué)實驗的基本技能，使學(xué)生對定量分析方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的掌握，并了解學(xué)科領(lǐng)域的新成果和發(fā)展動態(tài)。培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識、分析和解決問題以及創(chuàng)新等科學(xué)思維能力。養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，使學(xué)生在科學(xué)方法上得到初步訓(xùn)練，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
1分析化學(xué)實驗課程教學(xué)現(xiàn)狀
目前，分析化學(xué)實驗課程和理論課程存在脫節(jié)的現(xiàn)象，通常理論課才開始一兩周，實驗課就已經(jīng)進行了，此時學(xué)生只了解分析化學(xué)的基本任務(wù)和作用等基礎(chǔ)知識，對具體的酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法等原理并沒有掌握，即使在實驗課上，由老師通過板書的方式為同學(xué)們講解相關(guān)實驗內(nèi)容，學(xué)生對實驗現(xiàn)象和過程的理解也不夠深入，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情［1］。因此在實驗操作中，學(xué)生也因理解不透徹而導(dǎo)致實驗過程頻頻出錯，學(xué)生只是按照老師黑板的實驗步驟“按部就班”的完成，不懂的地方第一時間想到的是問老師，忽視了獨立思考及解決問題的能力。為了解決分析化學(xué)實驗中出現(xiàn)的眾多問題，分析化學(xué)實驗教學(xué)團隊利用超星學(xué)習(xí)通平臺進行了分析化學(xué)實驗課程的線上線下混合式改革探索。以期改變傳統(tǒng)教學(xué)的弊病，并遵從OBE理念撰寫教學(xué)大綱，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生成為專業(yè)基礎(chǔ)扎實、環(huán)保意識強、有責(zé)任、敢擔(dān)當(dāng)和有作為的新時代專業(yè)工程技術(shù)人才［2］。
2基于超星學(xué)習(xí)通的分析化學(xué)實驗混合式教學(xué)改革實踐
混合式教學(xué)是將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合，利用二者的優(yōu)勢開展的新型教學(xué)模式［3－4］。雨課堂、藍墨云班課等在近些年已經(jīng)逐步成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要工具，并取得了良好的教學(xué)效果［5－7］。超星學(xué)習(xí)通也是在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)背景下孕育而生的一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在電腦、手機等多種電子產(chǎn)品端進行閱讀和學(xué)習(xí)，還開設(shè)有網(wǎng)絡(luò)公開課、資料圖書等資源。我校為方便教師開展線上教學(xué)活動，與超星學(xué)習(xí)通合作，開通了泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。通過該教學(xué)平臺，教師可以對原有課程進行改革，將線上教學(xué)與線下教學(xué)有機結(jié)合，更好的將混合式教學(xué)模式融入自己的課程體系中。為此，分析化學(xué)實驗課程也利用該教學(xué)平臺對課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式進行了改革，將混合式教學(xué)貫穿于整個實驗教學(xué)中［5］，通過混合式教學(xué)改革，使學(xué)生能更好的掌握標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定，掌握定量分析的基本操作技能及各種典型的分析方法。
2．1教學(xué)資源建設(shè)
對照專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色，在整合并優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上融入課程思政元素，制定課程教學(xué)大綱。針對教學(xué)大綱，并考慮學(xué)生的能力水平和不同實驗項目的難度，分析化學(xué)實驗課程組將容量分析器皿的使用和校準(zhǔn)、滴定分析法的基本操作練習(xí)、有機酸摩爾質(zhì)量的測定、HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定、溶液中鉍和鉛的連續(xù)測定、I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定及直接碘量法測定維生素C的含量等幾個重要實現(xiàn)項目錄制成微課，并上傳到超星學(xué)習(xí)通泛雅學(xué)習(xí)平臺。微課內(nèi)容包括學(xué)習(xí)目的、實驗儀器、實驗藥品、操作步驟、實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理、注意事項以及課后思考題。同時，根據(jù)不同實驗內(nèi)容，課程組也制作了相應(yīng)的實驗講義，供同學(xué)們書寫報告和預(yù)習(xí)使用。通過教學(xué)資源的建設(shè)，為實現(xiàn)分析化學(xué)實驗線上線下混合式教學(xué)模式起到了良好的鋪墊作用。
2．2分析化學(xué)實驗混合式教學(xué)模式實施
課前，教師通過超星泛雅學(xué)習(xí)平臺預(yù)習(xí)任務(wù)，教學(xué)任務(wù)中包括教學(xué)視頻和教學(xué)講義兩個部分，學(xué)生課前需要在規(guī)定時間內(nèi)完成對應(yīng)的任務(wù)點，并學(xué)習(xí)與該項目相關(guān)的實驗知識。從圖1中可以看到，26．67%的學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)部分可以獲得滿分，此部分學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)認(rèn)真完成了網(wǎng)絡(luò)平臺上的預(yù)習(xí)任務(wù)。43．33%的學(xué)生成績在80～100分之間，證明絕大部分同學(xué)也取得了良好的學(xué)習(xí)效果。有23．33%的學(xué)生成績在60～80分范圍內(nèi)，只有少數(shù)同學(xué)沒有按照規(guī)定的任務(wù)要求完成網(wǎng)絡(luò)課前預(yù)習(xí)部分。因此，在課堂教學(xué)中要更加注重對少部分沒有按時完成預(yù)習(xí)任務(wù)同學(xué)的實驗操作輔導(dǎo)，以幫助他們順利完成實驗項目。課上，根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)成績分布圖，教師可以準(zhǔn)確掌握同學(xué)們的課前預(yù)習(xí)效果。并根據(jù)學(xué)習(xí)效果適當(dāng)安排課前提問，以鞏固、加深重點內(nèi)容。在正式實驗操作前，老師在講臺前也要對微課視頻中容易出錯的步驟和關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)進行演示，以加深同學(xué)們的印象。實驗過程中雖然是單人單組進行演示操作練習(xí)，但是每個實驗項目也安排了相應(yīng)的學(xué)生助教，幫組同學(xué)們解決實驗過程中遇到的問題。特別是對線上預(yù)習(xí)中成績不高的同學(xué)，要更加關(guān)注他們在實驗項目的實施過程中，步驟和方法是否正確、規(guī)范，遇到問題時要及時幫助他們糾正操作中的錯誤。實驗過程中，每個同學(xué)也要記錄自己的實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象，并要求每個實驗項目都要重復(fù)操作三次，以保證實驗的準(zhǔn)確率。課后，針對本次實驗項目中大部分同學(xué)遇到的問題，安排小組討論并總結(jié)改進計劃。討論內(nèi)容包括課后思考題、實驗中易錯操作環(huán)節(jié)、實驗項目在實際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用等熱點問題。教師將全班同學(xué)平均分成6組，每組選出一個組長，組織成員進行討論。最后每組以PPT的形式展示小組的討論結(jié)果，對于實驗項目在生產(chǎn)或生活中的應(yīng)用，其他組同學(xué)如果有更好的建議，也可以提出相應(yīng)的補充。最終的實驗成績不僅包括了課前預(yù)習(xí)，課上實驗操作，還將小組討論部分換算成分值計入總成績，這就有效避免了單一考核制度帶來的重結(jié)果、輕過程的弊病，將同學(xué)們學(xué)習(xí)的積極性充分的調(diào)動起來。總之，通過小組討論，加強了學(xué)生間的溝通和互動，同時也培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)注與分析化學(xué)有關(guān)的食品安全、藥品分析、化妝品研究和環(huán)境監(jiān)測等問題，使學(xué)生樹立了科學(xué)、公平的分析檢測意識。
3分析化學(xué)實驗混合式教學(xué)改革調(diào)查
有學(xué)者認(rèn)為，不同班級、不同專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)知識以及學(xué)習(xí)能力各有差異，單獨的通過行政班的成績來衡量和評價教學(xué)效果是不夠準(zhǔn)確的［8］。因此我們對不同專業(yè)、不同班級的同學(xué)進行了全面調(diào)查，調(diào)查問卷采取無記名方式，在所有專業(yè)分析化學(xué)實驗課程結(jié)束后將問卷發(fā)送給學(xué)生，調(diào)查結(jié)果不影響學(xué)生的實驗成績。本次調(diào)查內(nèi)容主要包括線上線下混合式教學(xué)改革對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)能力的提升等方面的影響，此次調(diào)查也為后期教學(xué)改革的進一步實施提供一定的參考。
3．1線上預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)調(diào)查
線上預(yù)習(xí)調(diào)查見表1。從表1線上預(yù)習(xí)調(diào)查表和圖2調(diào)查結(jié)果分布圖中可以看出，81%的同學(xué)能夠按照任務(wù)點要求完成線上預(yù)習(xí)，只有4%的同學(xué)從來不預(yù)習(xí)，說明大部分同學(xué)對待課前線上預(yù)習(xí)有較好的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。同時在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，96%的同學(xué)認(rèn)為線上預(yù)習(xí)是有必要的，對課堂上的實驗操作也起到了一定的幫助，這個調(diào)查結(jié)果與參與線上課前預(yù)習(xí)的調(diào)查結(jié)果相吻合，說明能夠完成課前預(yù)習(xí)的同學(xué)都覺得線上預(yù)習(xí)對線下的實驗操作起到了一定程度的幫助。而在調(diào)查同學(xué)們是如何完成課前預(yù)習(xí)的結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，有62%的同學(xué)不僅能完成老師在線上的預(yù)習(xí)內(nèi)容，還結(jié)合了實驗教材進行有目的預(yù)習(xí)，說明絕大部分同學(xué)在預(yù)習(xí)的過程中并不是機械的觀看視頻和PPT，而是帶著問題和思考去完成課前預(yù)習(xí)部分，這就充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的主動性。
3．2混合式教學(xué)效果調(diào)查
混合式教學(xué)效果調(diào)查見表2。從表2混合式教學(xué)效果調(diào)查表和圖3調(diào)查結(jié)果分布圖中可以看出，有72%的學(xué)生認(rèn)為，混合式教學(xué)對提高實驗過程中獨立思考和解決問題的能力是有幫助的，但仍有20%的同學(xué)認(rèn)為，只是有少部分幫助而已。因此，通過問卷調(diào)查結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，雖然混合式教學(xué)能夠?qū)W(xué)生獨立思考能力有所提高，但仍需進一步發(fā)掘混合式教學(xué)的優(yōu)勢，以更大的限度幫助同學(xué)們提高自己獨立解決問題的能力。但值得慶幸的是，在調(diào)查中我們也發(fā)現(xiàn)92%的同學(xué)認(rèn)為混合式教學(xué)模式有助于學(xué)習(xí)興趣的提高，這也更加激勵我們突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的瓶頸，探索更適合的教學(xué)方式，從而引導(dǎo)學(xué)生，提高他們的學(xué)習(xí)熱情。最后，我們在混合式教學(xué)能否使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變主動的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，78%的學(xué)生對該教學(xué)模式是持肯定態(tài)度的，認(rèn)為混合式教學(xué)模式可以達到以學(xué)生為中心的教學(xué)效果，但仍有少部分同學(xué)持否定態(tài)度，這個結(jié)果與學(xué)生課堂的參與度和積極性有著密切的關(guān)系。
4總結(jié)
隨著教學(xué)改革的不斷深入，實踐課程教學(xué)也面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)，因此，我們在分析化學(xué)實驗課中進行了混合式教學(xué)改革嘗試。課前通過超星泛雅學(xué)習(xí)平臺預(yù)習(xí)任務(wù)，課上根據(jù)預(yù)習(xí)效果，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的重點，以更好的幫助同學(xué)們順利完成實驗操作，從中也鍛煉了同學(xué)們獨立思考和解決問題的能力，課后，安排小組討論并總結(jié)實驗的改進措施，從而提高學(xué)生之間交流溝通與互動的能力。實驗課程結(jié)束后，我們也對混合式教學(xué)改革進行了調(diào)查。從調(diào)查結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，絕大部分同學(xué)是能夠積極主動的完成老師布置的線上預(yù)習(xí)任務(wù)，并結(jié)合書本內(nèi)容去進一步思考和探索學(xué)習(xí)的重點。同時混合式教學(xué)也給這部分同學(xué)帶來了良好的學(xué)習(xí)效果，使同學(xué)們積極主動的參與到實驗學(xué)習(xí)中來，真正成為學(xué)習(xí)的主體，這也激勵了教師在今后的教學(xué)中，要更加發(fā)揮混合式教學(xué)的優(yōu)勢，從而使學(xué)生達到良好的學(xué)習(xí)效果。但我們也注意到，有少部分同學(xué)忽視課前線上預(yù)習(xí)，課堂參與度不強，因此混合式教學(xué)并沒有給這部分同學(xué)帶來積極的效果和有效的幫助。因此教師在探索和實施新的教學(xué)模式上要更加注重因材施教，關(guān)注不同學(xué)生之間的差異和需求，發(fā)掘混合式教學(xué)的優(yōu)勢，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，從而使更多同學(xué)在新的教學(xué)改革中收益。
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作者：陳琳 劉海燕 陳紅 吳曉 朱秀慧 單位：營口理工學(xué)院
