完全線上分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)的實(shí)踐與體會(huì)

王月嬌，高 婧，康平利，熊 英

（遼寧大學(xué)化學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110036）

在疫情防控的特殊時(shí)期，新學(xué)期不能如期而至，根據(jù)教育部下發(fā)《指導(dǎo)意見(jiàn)》，全國(guó)高校掀起線上教學(xué)的熱潮，以實(shí)現(xiàn)“停課不停學(xué)”[1]?！斗治龌瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)》是依托分析化學(xué)理論的操作實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)課程，在正確、熟練地掌握實(shí)驗(yàn)原理和操作技能的同時(shí)，確立“量”、“誤差”和“有效數(shù)字”的概念，使學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)到影響分析結(jié)果的主要因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以確保定量結(jié)果的可靠性，掌握分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常用方法。疫情當(dāng)前，傳統(tǒng)教學(xué)課堂的暫別，設(shè)計(jì)并實(shí)施符合本校多專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)情且可有效開(kāi)展的完全線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式顯得尤為迫切，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組全體教師通過(guò)線上討論，將以往的教學(xué)模式融合各種教學(xué)資源，調(diào)整出適合本校學(xué)生的完全線上的混合式教學(xué)方案。

1 課前準(zhǔn)備

“互聯(lián)網(wǎng)＋”的飛速發(fā)展為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全線上教學(xué)提供了有力的保障，如：中國(guó)大學(xué)MOOC[2]、微課小視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)[3]、微信公眾號(hào)推送文章。但在眾多的學(xué)習(xí)資源中，教師需要預(yù)先篩選出適合大一年級(jí)并符合我校教學(xué)大綱的教學(xué)內(nèi)容。然而，線上教學(xué)的最主要的特點(diǎn)是增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[4]，但對(duì)于全校多專業(yè)開(kāi)展的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生水平參差不齊，并且另有六名留學(xué)生，在缺少指導(dǎo)與監(jiān)督的學(xué)習(xí)中，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)成果。于是，教師通過(guò)在線直播并討論互動(dòng)的形式，進(jìn)行遠(yuǎn)程混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，確保了課程有序高效的開(kāi)展。

首先，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)課前，建立以學(xué)生上課時(shí)間相同為班級(jí)的微信群，完善群中實(shí)名制，通知上課形式，并督促每名同學(xué)注冊(cè)并綁定MOOLSNET移動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)室。其次，在上課前一天，通過(guò)“雨課堂”發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)：課件以及學(xué)習(xí)視頻。

2 線上教學(xué)——以“水硬度的測(cè)定”為例

學(xué)生進(jìn)入直播課程后，首先掃描教師給出的二維碼進(jìn)入MOOLSNET平臺(tái)的簽到答題。測(cè)試題內(nèi)容見(jiàn)表1。

學(xué)生在線測(cè)試結(jié)束后，教師可在MOOLSNET平臺(tái)的教師系統(tǒng)中看到學(xué)生的答題情況，并由此對(duì)本次課程內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

表1 測(cè)試題內(nèi)容

由于授課前一天，學(xué)生對(duì)中國(guó)大學(xué)MOOC中大連理工大學(xué)宿艷老師所講的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中水硬度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作過(guò)程已有初步的認(rèn)識(shí)，所以直播課重點(diǎn)為對(duì)知識(shí)的梳理、學(xué)習(xí)難點(diǎn)的講解、知識(shí)點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)作用、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的易發(fā)生的錯(cuò)誤。要在啟發(fā)中使學(xué)生理解：配位滴定指示劑變色原理？什么是緩沖溶液，加入緩沖溶液的意義？為什么同是EDTA配位滴定，卻有多種基準(zhǔn)物質(zhì)、多種指示劑的選擇？對(duì)于水硬度測(cè)定的意義？并重復(fù)觀看以HCl溶液溶解CaCO3基準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)，并進(jìn)一步解釋蓋表面皿、少量水潤(rùn)濕CaCO3、溶解后加熱一系列操作的意義。最后還要向?qū)W生說(shuō)明，我校出版教材中自來(lái)水總硬度測(cè)定與此次虛擬實(shí)驗(yàn)存在的差別。

最后，學(xué)生通過(guò)MOOLSNET移動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)室考試模式進(jìn)行水硬度測(cè)定虛擬實(shí)驗(yàn)操作，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中稱量與滴定的全部數(shù)據(jù)記錄到表格中，并進(jìn)行滴定劑平均濃度、水硬度、相對(duì)平均偏差的計(jì)算。將計(jì)算過(guò)程、結(jié)果與討論、思考題寫(xiě)在表格后面，形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。要求一天內(nèi)將報(bào)告上傳至MOOLSNET平臺(tái)。

3 成績(jī)考核

為保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，公平合理的評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過(guò)程也是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，原占有分?jǐn)?shù)比重較大的實(shí)際操作部分在線上教學(xué)過(guò)程中，無(wú)法評(píng)價(jià)，但通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)并分析結(jié)果的環(huán)節(jié)仍然存在。因此，除實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)以外，將成績(jī)的考核分為：預(yù)習(xí)視頻學(xué)習(xí)10%、課堂出勤10%、在線測(cè)試20%、課堂互動(dòng)10%、虛擬實(shí)驗(yàn)考核20%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%。

4 教學(xué)體會(huì)

由于基礎(chǔ)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是面對(duì)全校理工科多專業(yè)設(shè)置的課程，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性、領(lǐng)悟能力存在一定的差異，如果單是把學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)給學(xué)生自學(xué)，學(xué)習(xí)效果難以保證。因此教學(xué)直播環(huán)節(jié)不可缺少。然而對(duì)于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)完全線上教學(xué)仍不可避免會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵、直播翻車(chē)的情況，所以只選用直播課作為教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，不占主導(dǎo)地位，由此減輕師生參與直播課程的壓力。同時(shí)，師生實(shí)施的一切教學(xué)活動(dòng)都會(huì)留有記錄，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。各平臺(tái)教學(xué)效果比較見(jiàn)表2。

表2 各平臺(tái)教學(xué)效果比較

MOOLSNET虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)過(guò)程類(lèi)似于闖關(guān)游戲，只有做完第一步才能進(jìn)行第二步，而不能跳躍式操作，并具有可以反復(fù)操作的特點(diǎn)。在特殊時(shí)期，用虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)替代實(shí)際操作，不僅可以提高對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的認(rèn)識(shí)，減少實(shí)際操作的失誤，亦給只能在家上網(wǎng)課的學(xué)生帶來(lái)一些學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。但是，作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，學(xué)生的動(dòng)手能力、思考和解決問(wèn)題的能力并不能通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)得以提高[5]，因此待學(xué)生返校后，仍要開(kāi)設(shè)部分實(shí)際操作的練習(xí)。

利用MOOLSNET平臺(tái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行考核。將各環(huán)節(jié)權(quán)重輸入平臺(tái)成績(jī)定量，很容易匯總總成績(jī)，不需要教師做額外的匯總統(tǒng)計(jì)工作。而且，在線答題測(cè)試，虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在操作完成后，會(huì)由平臺(tái)直接給出評(píng)分。

除了采用不同的平臺(tái)進(jìn)行授課，把課堂的氛圍找回來(lái)、學(xué)習(xí)的難點(diǎn)補(bǔ)回來(lái)以外，還需要建立多模態(tài)的師生互動(dòng)方式。例如，通過(guò)微信群通知群公告、分享教學(xué)資料、督促學(xué)生高質(zhì)量地完成報(bào)告、推送拓展學(xué)習(xí)資料，尤其是對(duì)于一些在課堂上沒(méi)能理解的知識(shí)，可以及時(shí)有效地進(jìn)行“一對(duì)一”的輔導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生有所想有所問(wèn)。微信群的建立亦可對(duì)學(xué)生的報(bào)告及時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，解決了以往每周一次實(shí)驗(yàn)課時(shí)反饋滯后的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這種完全線上的混合式教學(xué)模式，已經(jīng)和學(xué)生一起完成了實(shí)驗(yàn)室安全教育、堿石灰中總堿度的測(cè)定、水硬度的測(cè)定、粗酚中酚含量的測(cè)定四個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，內(nèi)容包含四大滴定中的酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定三大內(nèi)容，取得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。