高校有機(jī)化學(xué)實驗在混合式教學(xué)中的實踐
——以常壓蒸餾實驗為例

首都師范大學(xué) 化學(xué)系 北京 100048

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代教學(xué)主體、教學(xué)資源與教學(xué)媒介等要素的變革與發(fā)展,勢必會在高等學(xué)校教育教學(xué)改革中掀起一股新的浪潮[1,2]。傳統(tǒng)教學(xué)模式將教師與學(xué)生形成主客對立的關(guān)系,在授課中學(xué)生的差異性被忽視,無法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,不能滿足不同層次學(xué)生的個性化需求。大規(guī)模在線開放課程(Massive Open Online Course,MOOC,簡稱“慕課”)教學(xué)模式[3]作為一種教學(xué)方式改革的全新模式,完全網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)模式嚴(yán)重缺乏教師的主導(dǎo)與監(jiān)管,使得教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離期望值。因此,傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與MOOC教學(xué)模式實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),“線上”(網(wǎng)絡(luò)教學(xué))+“線下”(面授教學(xué))混合式教學(xué)模式應(yīng)運而生。這種全新的教學(xué)模式通過構(gòu)建情境、交互、體驗、反思為一體的深度學(xué)習(xí),來增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,提高實踐能力,獲得了事半功倍的效果。相比較慕課是面向網(wǎng)絡(luò)上所有的選課學(xué)生,小規(guī)模限制性在線課程(Small Private Online Courses,SPOC)是面向某校某班的學(xué)生[4]。主要以微視頻的形式組成課堂教學(xué)的核心,它將與其它教學(xué)主題相關(guān)的課件、教材、測試等輔助性教學(xué)資源以不同的形式呈現(xiàn)一個主題式的混合式教學(xué)內(nèi)容。

Graham將混合式教學(xué)分成三大類：發(fā)生型混合、促進(jìn)型混合、改變型混合[5]。

發(fā)生型混合式教學(xué)是針對不同類型的學(xué)生為相同的教學(xué)內(nèi)容提供不同形式的教學(xué)材料,供學(xué)生選擇合適的學(xué)習(xí)方式。促進(jìn)型混合式教學(xué)是通過在線學(xué)習(xí)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充,教學(xué)方法并未發(fā)生實質(zhì)性的改變。改變型混合式教學(xué)是將在線學(xué)習(xí)和面對面學(xué)習(xí)進(jìn)行充分融合,從而使教學(xué)理念和課程設(shè)計發(fā)生徹底變化,并逐漸向以學(xué)生為中心發(fā)生轉(zhuǎn)變。

圖1 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實驗在線課程封面

高校中的有機(jī)化學(xué)實驗課程主要面向化學(xué)、材料、生物、化工等專業(yè)的學(xué)生,是很多高校中的必修專業(yè)課,在整個本科培養(yǎng)過程中對學(xué)生專業(yè)技能和動手能力培養(yǎng)中扮演著重要角色。該課程涉及知識點多、操作繁瑣、反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜、實驗現(xiàn)象多變,一直被學(xué)生視為比較難學(xué)的課程。所以,作者在近兩年對有機(jī)化學(xué)實驗課程進(jìn)行了較為系統(tǒng)的混合式教學(xué)的課題研究,主要選擇了化學(xué)師范本科專業(yè)作為混合式教學(xué)的主要試點專業(yè)。主要是因為該專業(yè)對于合成化學(xué)的知識基礎(chǔ)要求較高,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性較強(qiáng)。我們在教學(xué)形式上以SPOC為主要形式讓同學(xué)們進(jìn)行線上學(xué)習(xí)(見圖1),在正式上課之前在所在班級群中對即將上課的內(nèi)容進(jìn)行提問和討論,學(xué)生可以通過在線課程上的課件和講解了解實驗內(nèi)容和實驗原理,將每節(jié)課的重要知識點逐個講解(圖2a,2b),然后又將每一個重點操作進(jìn)行分解,以每一個不超過5分鐘的小視頻為學(xué)生進(jìn)行操作展示(圖2c),幫助同學(xué)們在進(jìn)入實驗室之前就能夠清晰了解并熟悉所做的實驗內(nèi)容,并且在這個過程中能夠讓學(xué)生及時了解到實驗內(nèi)容的核心知識點以及在實際操作中應(yīng)該重點注意的地方。授課老師可以通過在線課程后臺隨時關(guān)注學(xué)生的預(yù)習(xí)情況(圖2d),從而提升了線上學(xué)習(xí)效率,很好地避免了那種不學(xué)或是少學(xué)的情況出現(xiàn)。學(xué)生通過在線學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容后,授課教師就可以將講解部分的時間縮減,將省出的時間重點關(guān)注每一位學(xué)生的實際操作和實驗過程可能發(fā)生的各種問題,并隨時對學(xué)生實驗操作過程的錯誤進(jìn)行更正,也可以與學(xué)生一起討論實驗原理和實驗現(xiàn)象,從而增加了很多課堂上的師生互動,在教學(xué)中充分做到以學(xué)生為主體,將在線學(xué)習(xí)和面對面學(xué)習(xí)充分融合和相互促進(jìn),力求達(dá)到改變型混合式教學(xué)的效果。

圖2 常壓蒸餾在線課程主要內(nèi)容截圖

我們以有機(jī)實驗教學(xué)中的“常壓蒸餾”內(nèi)容為例,為大家展示我們對混合式教學(xué)方法的運用。首先,通過微視頻的方式對整個實驗內(nèi)容進(jìn)行講解,我們將這節(jié)課的內(nèi)容共拆分成3-5個知識點(圖2a),并分別錄制相關(guān)微視頻(圖2b)。講授的主要內(nèi)容包括：蒸餾的定義和蒸餾的原理、常壓蒸餾的適用條件、儀器裝置的搭建等內(nèi)容(圖2c)。在儀器搭建環(huán)節(jié)還需重點介紹鐵架臺和雙頂絲的正確使用方法,溫度計的正確擺放位置,蒸餾燒瓶的選擇,冷凝管的使用方法以及接收裝置的相關(guān)要求。此外,還需重點強(qiáng)調(diào)拆裝儀器裝置的正確做法。在搭建儀器時,應(yīng)該遵循“自下而上,從左到右”的基本原則；而拆卸裝置則應(yīng)按照倒序的方法進(jìn)行,即后裝的什么就先拆什么,這樣在避免打碎玻璃儀器的同時,能夠更好地提升拆裝效率,保證實驗又快又好地完成。這樣,同學(xué)們通過線上的學(xué)習(xí)就能夠充分了解到每一個實驗細(xì)節(jié),為線下的實際操作打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入實驗室后,老師可以通過提問的形式了解學(xué)生們線上學(xué)習(xí)的效果,再根據(jù)同學(xué)們的反饋進(jìn)行查漏補(bǔ)缺,即比較熟悉的內(nèi)容就少講或不講,問題較多的部分就重點講解,在合理支配時間的同時做到有的放矢。在同學(xué)們實際操作階段,授課老師應(yīng)該隨時關(guān)注學(xué)生們的每一個動作,在發(fā)現(xiàn)問題的時候及時糾正,避免下次再犯。待實驗結(jié)束后,老師應(yīng)該主動詢問每個學(xué)生的實驗結(jié)果以及實驗過程中發(fā)生的問題,重點關(guān)注在發(fā)生問題后學(xué)生是如何解決的,這樣能夠幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課的內(nèi)容,更好避免“做完就忘”的情況,也為后面知識的學(xué)習(xí)提供保障。

綜上所述,利用混合式教學(xué)手段教學(xué)效果良好,主要得益于以下兩點：采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段,填補(bǔ)了很多傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足；通過線上學(xué)習(xí),打破了時間和空間的限制,很好地節(jié)約了課堂教學(xué)時間,從而提高了教學(xué)效率；不斷整合校內(nèi)外資源并進(jìn)行即時更新,線上線下很好地實現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)、相互融合。但老師們應(yīng)該不斷在混合式教學(xué)過程中總結(jié)和摸索經(jīng)驗,進(jìn)一步豐富教學(xué)手段和內(nèi)容,使線上教學(xué)形式更加多樣化,從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使同學(xué)們由被動轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)。總之,在實驗教學(xué)過程中應(yīng)該大力推廣混合式教學(xué),有機(jī)結(jié)合線上、線下相結(jié)合的教學(xué)手段,能給學(xué)生提供更加豐富的教學(xué)資源和更加廣闊的學(xué)習(xí)空間,從而有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和課堂教學(xué)效果的提高。