“線上+線下”融合的分析化學實驗多元化混合教學模式

楊懷金 葉芝祥 徐成華 楊迎春 趙 淼 林 瑜

（成都信息工程大學資源環境學院 四川·成都 610225）

分析化學實驗是一門實踐性極強的課程，是分析化學理論課教學與實踐緊密結合、實現知識和能力轉化的橋梁。在“互聯網+教育”信息化飛速發展大背景下，傳統的分析化學實驗教學模式已不適應高等教育創新型、應用型人才培養的需求，而“慕課、微課、翻轉課堂”等新型教育模式已為高校實驗教學改革提供了一種全新的思路。雖然新型教育模式有著傳統教學模式無法比擬的優勢，但就高校分析化學實驗課程的特點而言，單一的線上教學新模式不能完全取代傳統的實驗教學。因此，探索混合教學模式已經成為近年分析化學實驗教學改革研究的熱點。本文借鑒“慕課、微課、翻轉課堂”新型教學模式的理念，結合我校環境類專業分析化學實驗課程特點，構建一種“線上+線下”有機融合的分析化學實驗多元化混合教學模式，以期提升分析化學實驗教學質量和學習效果。

1 我校分析化學實驗課程教學改革現狀

我校現有環境科學與工程一級學科碩士學位授予權，有環境工程、環境科學兩個本科專業。環境工程專業是四川省特色專業、國家卓越工程師培養計劃試點專業、國家級一流本科專業建設點，2020年通過工程教育專業認證。環境科學專業是四川省重點（培育）學科、省級一流本科專業建設點。分析化學實驗是我校面向環境類本科專業開設的一門必修學科基礎課，在環境工程和環境科學專業人才培養過程中起著重要的作用。

分析化學實驗在我校開設的歷史悠久，可一直追溯到我校自1999年招收首屆環境工程專業本科生就設置了分析化學實驗教學的內容。經過20多年的分析化學實驗教學改革與實踐，目前已形成了適合環境類專業本科人才培養的分析化學實驗教學內容體系和具有示范性的“口試+操作考試”相結合期末考核方式，自編了分析化學實驗指導書，實驗室建設過程中配備了充足的分析化學實驗所需儀器設備和資源。雖然在分析化學實驗課程教學改革與實踐方面取得了良好的成效，但分析化學實驗仍采用“課前預習，課上教師講解、演示實驗，學生‘照方抓藥’地做實驗，課后完成實驗報告”的傳統單一的線下教學模式實施。傳統的實驗教學模式與新時代“互聯網+教育”大背景下環境類專業人才培養的需求不適應，主要存在以下問題：（1）教學形式單一，教學互動性不足，無法充分調動學生自主學習和實驗的積極性，不利于提高學生分析問題、解決問題的能力；（2）受實驗儀器條件、學時等綜合因素制約，不利于學生綜合思維、創新意識、實踐能力的培養；（3）考核方式仍有待改進，需建立全過程化考核和結果評價機制。因此，創新分析化學實驗教學模式改革勢在必行。

2 “線上+線下”有機融合的分析化學實驗多元化混合教學模式的構建

“慕課”的核心理念是“微課程、小測驗、實時解答、學習自由”。“微課”以微視頻為主要載體，具有“主題突出、情境真實、交互性好、生動有趣”等特點。翻轉課堂是一種全新的教學模式，體現了以學生為中心的教學理念。本文在“慕課、微課、翻轉課堂”新型教學模式的啟發下，將新型教育模式和傳統實驗教學模式優勢有效互補，從課前、課中和課后三個環節進行實驗教學模式設計，構建了“線上+線下”有機融合的分析化學實驗多元化混合教學模式（如圖1所示）。

圖1：“線上+線下”有機融合的分析化學實驗多元化混合教學模式

2.1 課前預習

課前預習環節包括教師教學資源準備和學生自主學習。教師線下精心設計和制作實驗預習導學案、微視頻、微課件（PPT）、測試題等教學資源包，至少在實驗課前一周將教學資源包在網絡學習平臺上線共享給學生，讓學生在課前能夠按照實驗預習導學案自主學習。學生在自主學習過程中可以充分利用碎片時間、自主地選擇時間和地點，在線觀看實驗微視頻、微課件及學習資料，在線完成課前小測驗。學生遇到問題可以與同學、教師進行在線互動交流和討論，在線及時獲得問題的答疑和解答。學生完成在線自主學習和課前小測驗后，需要線下認真完成實驗預習報告撰寫。教師在課前環節可以及時了解學生的學習情況，需要對學生完成課前小測驗情況進行成績評定，同時對學生反饋的問題進行歸納總結，為持續改進實驗教學提供參考。

2.2 課堂教學活動

課堂實驗是實驗教學活動的關鍵環節。教師的主要任務是：實驗課前借助在線學習平臺推送基于思維導圖設計的實驗步驟微課件和實驗操作示范微視頻；課前5分鐘檢查學生實驗預習報告，合格者方可進入實驗室；精講實驗內容、演示實驗操作、指導實驗過程、檢查實驗數據。在課堂實驗實施過程中，教師講解實驗的時間控制10分鐘以內，實驗操作演示主要通過微視頻形式展現，并對學生整個實驗過程進行監控和指導。學生通過線上實驗步驟思維導圖和實驗操作微視頻的輔助下，線下完成實驗操作、認真觀察實驗現象、如實記錄實驗原始數據。學生可根據實驗操作進程中自身遇到實際問題，有針對性地選擇實驗操作微視頻反復觀看，以發現、分析和解決在實驗操作中存在的問題。學生完成實驗后必須將實驗數據記錄卡交由教師檢查并簽字，然后整理好實驗臺面清潔后方可離開實驗室。學生實驗過程中，教師可以抓錄一些學生操作不規范或容易出錯的典型實驗操作片段，制作成微視頻，為課后反思提供教學資料。

2.3 課后復習和反思

課后教師通過在線學習平臺把課后微視頻、實驗拓展資源、思考題推送給學生。學生通過在線學習平臺對比觀看容易出錯的典型實驗操作微視頻和實驗操作示范微視頻進行反思、學習實驗拓展資源、與同學和教師進行問題討論，以達到復習、鞏固和拓展應用知識的目的。在此基礎上，學生線下完成實驗數據處理、思考題討論、結果分析與總結，形成最終提交的實驗報告。課后教師認真批閱實驗報告，采用“過程化考核與學習效果考核相結合”的多維考核評價方式對學生的實驗成績進行綜合評定，對實驗教學進行總結與反思、制定持續改進措施。

3 結語

在“互聯網+教育”信息化的推動作用下，結合我校環境類專業分析化學實驗課程特點，突破傳統實驗教學模式定式思維的束縛，將“慕課、微課、翻轉課堂”理念融入分析化學實驗教學，“課前、課堂、課后”教學環節引入微視頻，構建了“線上+線下”有機融合的分析化學實驗多元化混合教學模式。多元化混合教學模式真正體現“以教師為主導，以學生為主體”的教學理念，實現翻轉課堂、教師與學生的良性互動，對創新環境類專業實驗教學體系和教學模式改革具有推廣應用示范性，對激發學生自主實驗的熱情、培養學生的綜合思維和實踐創新能力、提升實驗教學質量和學習效果等方面有著重要的現實意義。