《無機及分析化學》課程混合式教學設計探索與實踐

王華芹，丁亞龍，張軍麗，牛靜

（黃淮學院 化學與制藥工程學院，河南 駐馬店）

一 引言

近年來，隨著數字化網絡的普及與信息技術的高速發展，混合式教學模式在國內外教育界受到了普遍認可。大型開放式網絡課程（massive open online courses，MOOC）的興起使得混合式教學模式又增加了新的內涵，它已經不再僅僅包含混合式學習一個方面，也不再是傳統教學和網絡教學的簡單疊加[1]。廣義上的混合式教學模式包括線下課堂教學與網絡教學的混合、多種教學資源的混合、多種教學方法的混合、多種教學活動的混合，多種評價方法的混合等。隨著我國校園數字化不斷的建設與發展，混合式教學需將教學理念和各種教學方法合理地混合應用，采用最佳的方式呈現不同的教學內容，達到1 +1 ＞ 2 的效果。因此，如何將混合式教學模式中的學習環境、媒體、教師、教學策略、學生等一系列問題合理地處理好，充分發揮信息技術的優勢，將線下教學與網絡教學結合，綜合利用多種教學方法，將課堂真正還給學生是亟待解決的難題。

二 《無機及分析化學》課程授課現狀

《無機及分析化學》作為化學化工相關專業的基礎課程，側重于基礎理論學習，但同時又是一門實踐性、實用性很強的課程。然而，傳統理論教學主要以“教師講，學生聽”的單一講授模式，以及理論知識晦澀難懂，使得教學效果不理想。傳統理論教學模式雖有其自身的優勢，卻無法解決課程教學過程面臨的如下諸多問題[2]。

問題1：傳統教學模式中，教師主導和支配整個課堂教學活動，學生則處于被動地位，被動參與到教學過程中，導致學生的學習過程枯燥乏味，學習的興趣性不強，甚至出現一些學生睡覺、玩手機等現象；學生在課堂上習慣被動聽課學習，無法充分調動學生學習的主動性和積極性，易引起學生的反感，學習成效降低。

問題2：教學內容多而課時少，教學內容不能全面展開。《無機及分析化學》課程包括理論課和實驗課兩部分，理論課時45 學時，實驗課時15 學時，面臨著課時少、教學內容多的矛盾，使得教學內容不能全面展開。另外，課堂教學環節有限，導致學生在課堂上思考、與教師互動和與同學討論的時間有限，學生無法發揮主觀能動性，不能提出問題更不能解決問題，造成學習能力的缺失，不利于實現培養創新型人才的教學目標。

問題3：傳統教學模式不能全面地考慮學生的學習特點和能力。現在的學生群體以00 后為主，他們個性鮮明，思維活躍，好奇心強，喜歡觀看網絡短視頻，習慣接受碎片化知識。如果教師不考慮學生的學習習慣，不改變教學模式，容易引起學生厭學的情況，教學效果不理想。

基于以上問題，結合應用型人才培養模式，立足化學化工相關專業的特點，探索適合應用型人才培養模式的新的教學模式勢在必行。

三 混合式教學設計

（一） 優化整合教學內容

《無機及分析化學》是將《無機化學》與《分析化學》有機融合的一門基礎課程，涉及的知識面廣、教學內容多且知識點抽象，學習難度較大。依據課程、專業的特點，結合應用型人才培養的要求，對《無機及分析化學》課程內容進行優選、重組、整合，采用模塊化教學，構建更適合混合式教學模式的知識體系[3]。將《無機及分析化學》的教學內容分為四大模塊，分別為：（1）化學反應的基本原理；（2）物質結構基礎理論；（3）四大平衡（酸堿平衡、沉淀-溶解平衡、氧化還原平衡及配位平衡）及四大滴定分析方法（酸堿滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定及配位滴定）；（4）常見儀器分析方法。其中四大平衡與四大滴定采取的是“平衡原理- 滴定分析- 實際應用”一一對照的方式進行，同時每個模塊都開設項目化、情景化的實驗項目，采取理論與實踐相結合，使學生鞏固理論知識，并具備運用理論指導實踐的能力，有利于應用型人才的培養。優化重組后的各個教學模塊不再拘泥于教材內容中知識的先后順序進行教學，教師可以根據實際情況靈活安排。學生們能夠在有限的時間內掌握本專業所需的基礎理論知識和實驗操作技能與計算方法[4]。理論教學內容和學時分配如表1 所示。

表1 無機及分析化學課程教學內容和學時分配

（二） 線上教學與線下教學有機融合

線上教學具有靈活、效率高、資源豐富等優勢，教師按照教學大綱、教學目標及應用型人才培養方案，可以利用超星學習通、微課、慕課、微信群等多種在線資源針對性將教學要求、重難點視頻、實驗教學演示視頻等學習資料上傳到網絡平臺。從課前、課中、課后三個維度實現傳統課堂面對面教學和網絡教學的有機結合，將學生翻轉為課堂學習的主體，充分發揮“以學生為中心，教師為主導”的教學模式，培養具有主動性、創新性、應用能力強的新時代大學生[5]。

課前，教師將教學內容碎片化，每個單元分成若干個知識點，針對每個知識點的特點，推送自制的學習短視頻、重難點視頻，或者借助網上優秀資源，視頻總長不超過10 分鐘。同時設計科學性、系統性的測試題目（2～4 道）、討論題（1～2 道），讓學生在課前進行自測，使學生發現問題，激發學生進行思考與討論，要求上傳預習結果。教師根據學生對視頻和線上測驗的完成情況，及時收集學生反饋的課前自學時的疑難點，設計線下課堂教學方式及活動，有效解決學生的問題。

課中，教師根據學生的預習情況，采用問題導入→概念介紹→理論講解→實際應用→總結的教學模式，梳理重點、難點及學生難以理解的知識點，使學生對所學習的知識有一個整體認識。同時，關注課堂學習效果，通過學生調查反饋，及時進行教學反思。

課后，學生需完成課后作業和討論題（已在課堂教學中布置，并提前發布在線上），學生將作業上傳至學習通中，同時以語音的形式對課堂講解的知識點進行復習性總結。教師及時批改作業，重點關注課堂上對知識點理解不透徹的學生的反饋信息，關注學生的學習達成度，進行教學反思和教學調查，調整教學內容、手段和方式[6-7]。

（三） 靈活設計教學方案

在優化課程體系的基礎上，教學過程中依據不同模塊內容的特點，采取不同的方法開展教學活動，混合使用多種教學方法（典型案例教學法、PBL 教學法[Project-Based Learning method]、任務驅動教學法、科學思維導圖教學法等），靈活設計教學活動（話題討論、翻轉課堂、小組視頻展示、啟發總結、搶答、問卷調查等），充分調動學生主動探索知識和解決問題的積極性，培養學生分析問題及解決問題的能力[8]。常用教學方法在《無機及分析化學》課程中的應用，舉例如下：

1.典型案例教學法

典型案例教學法具有直觀性、實踐性等優點，不僅能激發學生學習的興趣，還能引導學生理論聯系實際，更好地理解和運用所學知識。例如，在沉淀平衡模塊學習溶度積常數、沉淀平衡- 溶度積規則時，以“齲齒的形成機制”為案例，課前線上發布學習視頻，給學生布置了預習作業“分析齲齒的形成和預防機制”。課堂過程中，根據預習作業的完成情況導入沉淀平衡的內容，通過師生互動的方式講解溶度積常數和溶度積規則，并引導學生利用溶度積規則解釋“齲齒的形成”。啟發學生分組討論生活中常見的沉淀平衡現象，并用所學知識進行闡述其中包含的基本理論。隨后，以小組為單位將討論結果進行匯報，教師引導小組之間互評；最后引領學生進行課堂總結，掌握溶度積規則及其應用。

2. PBL 教學法

PBL 教學法不僅可以提升學生自主學習和理解問題的能力，還能提升學生解決問題的綜合能力，提高學生對《無機及分析化學》相關知識的應用能力。例如，在學習配位滴定時，課前，學生線上觀看食品中礦物元素的測定相關視頻、完成線上預習作業，思考“如何測定食品中鈣、鎂等礦物元素”。課中以新聞事件“奶粉質量不達標原因—鈣含量不足”切入點，通過情景導入的方式引出課堂教學內容“奶粉中鈣含量測定”項目，由學生通過課件匯報課前討論結果。學生討論后，列出具體測定步驟，針對該步驟，提出指示劑變色原理、滴定突躍、選指示劑的原則等一系列問題，教師點評，并進行進一步的講解和拓展。

3.任務驅動教學法

任務驅動教學法是教師將即將需要學習的新知識隱含在一個或者多個任務中，課前在線上下達任務，學生接受任務后分組協作，通過對任務的分析、討論及查看文獻等方式來進行學習[9]。例如，在學習稀溶液的通性時，課前在線上布置如下問題：（1）冬天，為什么通過在冰雪路面上拋撒融雪劑來進行道路除冰？融雪劑的主要成分是什么？（2）同種西瓜，旱地生長的西瓜為什么比濕地要甜？（3）高山上水為什么不到100 ℃就沸騰？通過以上問題，激發學生的學習興趣，學生通過查閱資料、小組討論，得到初步結果。課上教師引導學生學習溶液的飽和蒸汽壓下降、沸點升高、凝固點降低、滲透壓等知識點。課后學生進行完善總結并分析溶液依數性的應用實例。

4.科學思維導圖教學法

《無機及分析化學》課程的知識點繁雜，如果不理解各個知識點內在關系，通過死記硬背進行機械性的學習，會造成接受知識有限且學習積極性不高。在課程教學中巧用科學思維導圖，把單調的文字信息轉變成多層次的圖文信息，既能有效地儲存信息，也能啟發學生積極思考，激發學生學習興趣和主觀能動性，提高課程教學效果[10]。教師可以啟發學生明確中心主題，并以該主題為核心發散性思考各知識點間的聯系，運用圖片和文字將零散的知識點按照一定的邏輯關系進行繪制，鞏固復習所學知識。教師要求學生課前繪制導圖初稿，課上隨著課堂教學的實施不斷擴充內容，課后進一步完善補充思維導圖。例如，在學習膠體的結構與性質時，經學生和老師的共同努力繪制的科學思維導圖如圖1 所示。

圖1 膠體的科學思維導圖

四 結語

本文對所授課程進行混合式教學探究，通過對教學內容進行優化重構，采用線上線下有機結合教學模式，靈活運用多種教學方法，開展多種教學活動，組織學生們思考、討論、自我總結，調動學生積極地參與到教學過程中。混合式教學已應用于化學化工相關專業的大學一年級和大學二年級，課程改革總體效果獲得學生的普遍認可，實踐結果表明：

（1）結合線上教學平臺，從教學內容、教學手段與教學方法三個方面改革原有教學模式，提高學生的學習興趣，將學生翻轉為學習主體，培養學生學習的主動性和積極性及理論聯系工程實際的能力。

（2） 通過對教學內容的重構，結合線上線下教學，有效地解決了課時少、教學內容多的問題。

（3）改善了教師與學生的交流模式，為教師對學生深度了解提供了有效渠道，讓教師更全面地掌握學生學習遇到的難點與困惑點，使教學能夠切中要害。