高師線上線下混合式化學實驗課程教學現狀調查與分析

趙娣 陳鈺 傅麗 姚紅云 梁紅蓮 鄭慧敏 何義帆

【摘要】調查分析學生對線上線下混合式物理化學實驗課程的總體評價、學習態度以及學習中遇到的問題和困難等方面，根據反饋發現的問題，提出優化線上預習系統、明確課程價值、建立新型評價體系等建議。

【關鍵詞】線上線下混合式實驗教學;物理化學實驗;調查分析

〔中圖分類號〕G642〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1674-3229（2021）04-0124-05

0 引言

化學是一門理論與實踐并重的課程，而實驗是培養學生創新能力和綜合素質的重要“窗口”[1-4]。高師院校的化學實驗課程還擔負著培養學生實驗思維和實驗課教學能力的重任。傳統的化學實驗課程在教學方法上仍以灌輸式為主，教學方式老舊單一，使得學生的學習積極性普遍較低。同時由于學時的限制，更聚焦于完成一個實驗項目，缺乏對學生進行實驗方案設計、實驗反思以及科研思維等全方面的熏陶和培養，對于學生今后從事教學或科研方面的工作是不利的[5-7]。為了提升實驗教學效果和學生的學習效果，應緊跟信息化時代下“互聯網十”教育模式的步伐，充分合理地使用線上資源和平臺，并結合物理化學實驗課程項目式的特點，建立線上線下一體化的實驗教學模式[8-9]。目前本校物理化學基礎實驗課程均采用“線上十線下”的教學方式，但這種教學方式仍處于初期探索階段。為了最大化地優化課程，使這種教學模式真正有助于提高學生的學習效果，提升學習效率，達到對學生綜合技能培養的目的，本研究對該課程的教學現狀進行了調查和研究，并針對問題提出相應的改革策略。

1 課程實施簡介

物理化學基礎實驗是化學、應用化學和材料化學三個專業的基礎必修課程，課程目標是使學生掌握物理化學實驗的基本方法和技能;鍛煉學生觀察現象、正確記錄和處理數據、分析實驗結果的能力;培養學生用理論知識解決實際問題的能力，以及科學的實驗思維、實驗探究能力，為學生今后從事專業研究打下堅實的基礎。實驗項目包括：燃燒熱的測定、Sn-Bi二組分金屬相圖的測繪、差熱分析、旋光法測定蔗糖轉化反應的速率常數、原電池電動勢的測定及應用等共14個。課程共2.5學分，78學時，分兩學期開設，與物理化學理論課程同步。

線上線下混合式的物理化學實驗開展方式：線上微課預習一線下課堂實操一線上話題討論與拓展?！熬€上微課預習”要求課前在學習通平臺預習實驗原理視頻和實驗操作視頻，并完成預習測驗;“線下課堂實操”要求課堂上按照正確的操作方法，通過小組協作進行具體的實驗項目操作訓練;“線上話題討論與拓展”是在實操結束后對實驗的反思，問題交流與解決，以及與實驗相關的拓展練習。

考核方式：采用項目成績綜合測評的方法，其中平時成績占40%（線上預習完成度、實驗記錄的規范性、實驗習慣、實驗設備的使用和實驗操作技巧、線上討論與測驗等），實驗報告成績占60%（實驗報告書寫與表達、數據處理的科學性和實驗結果的正確性等）。

2 調查目的和方法

2.1 調查目的

本次調查意在了解學生對線上線下混合式實驗課程的學習興趣與態度，以及課程學習過程中的困難。根據調查結果分析原因，并找到改革策略。

2.2 調查對象和方法

調查對象為廊坊師范學院化學與材料科學學院2017級的全體學生。調查方法為發放網絡調查問卷。共發放230份，回收227份，有效問卷225份，有效率97.8%。

2.3 問卷內容的設計

問卷內容主要分為四個部分：（1）學生對混合式物理化學實驗課程的總體評價;（2）學生對混合式實驗課程的學習興趣、態度與教學效果;（3）學生對混合式實驗課程教學方式和評價方式的滿意度;（4）學生在混合式實驗課程學習中的困難。

3 調查結果統計與分析

3.1 總體評價

學生對混合式物理化學實驗課程的總體評價如圖1所示。可以看出，87.8%的學生對這種線上線下混合式的實驗教學模式是滿意的，說明這種教學模式的開展是有價值和優勢的。

3.2 學習興趣、態度和學習效果

圖2是學生對混合式物理化學實驗課程的學習興趣調查結果。可以看出，81.5%的學生對這種混合式的實驗課程感興趣。相較于傳統的教學模式，這種混合式實驗課程更能激發學生對于實驗的學習興趣。有了學習興趣才能更好地培養實驗技能，激發做實驗的熱情。

圖3 是對學生進行線上學習主動性的調查結果?？梢钥闯觯跊]有老師和同學的監督下，64.3%的學生會經常自覺進行線上學習，參與線上活動。35.7%的學生不經常甚至不會自覺進行線上學習。

問題：沒有老師和同學的監督，你會自覺進行線上實驗視頻預習、線上實驗反思和討論等線上活動嗎？

圖4是學生認為混合式物理化學實驗對于自身能力提高的調查情況。從圖中可以看出90%以上的學生認為混合式課程對于學生實驗探究能力、實驗講解能力和實驗操作能力有提高，80%以上的學生認為混合式課程對于學生的實驗創新能力和實驗反思能力有幫助，另外，68%以上的學生認為混合式課程還能提高實驗教學評價能力和應用多媒體輔助實驗教學能力。

通過以上調查結果發現，大部分學生對混合式實驗課程是感興趣的，而興趣是最好的老師，這有助于學習效果的提升。但有近20%的學生對這種教學模式缺乏興趣，30%的學生對線上學習的學習態度有問題，這勢必會影響學習效果。

3.3 教學方式和評價方式的滿意度

學生對混合式實驗課程教學方式的滿意度如表1所示，87.5%的學生認為混合式實驗課程的教學方式和學習方式對實驗學習效率是有提高的，12.5%的學生認為不確定或者沒有提高。實驗準備階段選擇線上預習的方式，92.3%的學生認為線上預習要求合理，7.7%認為不確定或不合理。實驗操作訓練階段為線下課堂教學，要求以小組合作的方式完成實驗項目，此階段的學習要求91.2%的學生認為合理。實驗總結與反思階段采用線上反饋的方式，通過實驗數據總結、線上話題討論等，對實驗操作、實驗現象以及實驗習慣進行反思，87.1%的學生認為此階段的要求合理。實驗報告書寫與提交階段采用線上和線下結合的方式，對于數據處理工作量較大的實驗項目采用電腦作圖效率更高且更準確，實驗報告提交電子版即可，對于有些需要鍛煉基礎作圖能力的實驗項目則提交紙質實驗報告。這種線上線下結合的方式可多維度鍛煉學生處理數據的能力，95.1%的學生認為此階段的要求合理。實驗拓展階段采用線上和線下結合的方式，線上完成與本實驗項目相關的小測驗，或查閱相關前沿文獻，線下參與相關前沿科研探究，88.2%的學生認為此階段的要求合理。

學生對于實驗各階段的學習方式和要求基本滿意，而認為要求不合理或者不確定的主要原因是：（1）線上學習時長的設置;（2）小組分組人數應與實驗難度相匹配。

學生對混合式實驗課程評價方式的滿意度如表2所示，73.7%的學生認為總成績評定合理，26.3%認為不確定或不合理;85.4%的學生認為平時成績評定合理，14.6%認為不確定或不合理。不確定或不合理的原因是：（1）學生認為實驗課程重點是訓練學生的實驗操作、習慣和技能的，而總成績中實驗報告成績所占比重過大;（2）實驗總成績評價過于單調;（3）平時成績中實驗操作和習慣所占比重太小，應適當增加比例。

3.4 混合式實驗課程教學各個階段的學習困難

為了有效提高學生對混合式實驗課程的學習效率，對學生在各階段的學習困難進行了調查，結果如圖5所示。由圖5可知，實驗預習階段66.5%的學生觀看視頻后仍對實驗步驟的統籌方面有困難，43.2%的學生對預習測驗題目的回答方面有困難;實驗操作訓練階段72.9%的學生對實驗異常情況的分析方面有困難;實驗總結和反思階段，僅有20%左右的學生對實驗數據、習慣、操作等的反思有困難;實驗報告書寫與提交階段有52.3%的學生對數據圖表的繪制有困難，44.5%的學生對數據的分析與計算有困難;實驗拓展階段，42.1%的學生對實驗思維的建立有困難，39.8%的學生對文獻的閱讀和有效信息的提取等有困難。

4 策略與建議

綜上分析可知，混合式物理化學實驗課程主要存在以下問題：預習效果不佳，預習后對實驗整體的認識欠佳，且預習過程未能對實驗中有可能出現的特殊情況有預判;學生學習態度不端正;過于注重結果性評價。針對這些問題，提出以下建議。

（1）優化線上課程預習內容，提升預習效率。優化預習視頻，使觀看者更易理解和掌握實驗全過程。優化預習測驗內容，增加一些實驗中會出現的特殊情況、異常情況如何處理的題目，給學生一個提前思考、全面思考的空間，從而更有助于其在實操過程中處理應急問題，并培養學生統籌實驗的思維習慣。

（2）明確課程價值，端正學生學習態度。要讓學生明白實驗對于化學學科的重要性，從內心重視并珍惜每一次實驗的機會。同時，加強對學生自主學習的監管，培養自主學習習慣，提升自學能力。

（3）釋放考核評價空間，注重過程性評價。對于實驗課程應增加平時成績所占比重，而平時成績構架中應將實驗操作作為主要考核評價之一，同時增加自我評價、生生互評、師生互評等形式，形成將過程評價和結果評價相結合的新型評價體系[7]，科學、客觀、全程地評價學生的實驗成績，增強學生發展的內在驅動力。

[參考文獻]

[1]苗芳芳，羅蒨，鄭燕英，等.以學生創新模式為背景下的分析化學實驗教學模式探索[J].化學設計通訊，2021，47（1）：113-114.

[2]張玉春.研究型學習理論指導下的化學實驗教學模式探究.[J].教育與裝備研究，2019（9）：33-36.

[3]趙娣，傅麗，陳枉，等一流課程建設中物理化學實驗線下一體化教學探索[.17.廊坊師范學院學報（自然科學版），2020，20（3）：98-100.

[4]謝愛娟，姜艷，羅士平，等.后MOM時代SPOC物理化學實驗irk合教學模式[J[.實驗技術與管理，2016，33（8）：173-176.

[5]傅麗，梁紅蓮，趙娣，等.基于線上線下的混合教學模式在《物理化學》課程教學中的應用[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2020，20（1）：110-112.

[6]劉振，賈園，婁珀瑜，等.翻轉課堂環境下《物理化學實驗》的教學研究[J].科技視界，2019（16）：76-77.

[7]楊雨竹，黃梅，盧一卉.高師“中學化學實驗教學技能訓練”課程教學現狀調查與分析[J].化學教育，2020，41（6）：72-76.

[8]李一峻，邱曉航，韓杰，等.創新化學實驗教學平臺的建設及拔尖人才培養實踐[J].大學化學，2019，34（10）：90-94.

[9]劉樂平，周志強，吳子華，等.高師院?；瘜W專業實驗教學的新思考[J].高教學刊，2020（35）：112-115.

[收稿日期]2021-06-11

[基金項目]河北省高等教育教學改革研究與實踐項目（2020GJJG263）;廊坊市教育科學規劃基礎教育重點專項（JCJY202009）;廊坊師范學院2019年物理化學一流課程建設項目;廊坊師范學院教育教學改革項目（K2019-47）

[作者簡介]趙娣（1983-），女，碩士，廊坊師范學院化學與材料科學學院副教授，研究方向：光催化和光電催化。