基于“雨課堂”的無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學模式探究

徐海云 , 祝艷芳 , 張明亮 , 沈欣怡

(商丘師范學院 化學化工學院 , 河南 商丘 476000)

近年來,隨著計算機及互聯網信息技術的快速發展,“互聯網+”已經逐漸滲透到各行各業之中。各大院校已經開始著手積極探索基于“互聯網+教育”的課堂智慧教學模式在各類課程教學中的實踐。“雨課堂”是由教育部在線教育辦公室、清華大學和學堂在線共同研發的一款網絡智慧教育軟件,其目的是在課程教學與學習中讓教師與學生之間構建起一個可以隨時進行交流與溝通的網絡教育平臺[1]。它在課前預習、課中講解與實踐、課后鞏固、課程考核的每一個教學環節或階段中都能充分使用其功能,使學生能夠隨時對教師提出疑問與自己的想法,且任課教師也能及時給予相應回復,從而最大限度地提升課堂教學質量和教學效果、促進傳統課堂教學與“互聯網+教育”的有機融合。

目前已經有不少學者著手研究基于“雨課堂”的線上線下混合式智慧教學。本文在認真總結分析無機及分析化學實驗現有的傳統課堂教學模式存在諸多缺陷與不足的基礎上,結合本校實際及其專業特色,積極探索基于“雨課堂”的無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學模式的教學改革實踐。

1 傳統課堂教學模式存在的主要問題

傳統的實驗課教學大多采用線下課堂教學,受授課時間和空間的限制,在實際教學中仍舊存在諸多缺陷與不足之處,主要包括以下幾點: ①實驗課教材以及實驗儀器設備過于陳舊,實驗項目更新較慢,反映時代特色與科技發展的實驗偏少,實驗教學大綱或教學內容融入“立德樹人”課程思政教學理念不足。②課堂教學仍舊采用傳統的以教師為主體,以教師講授為主的“填鴨式”教學方式,在教學過程中學生被動接受教師的講課內容,簡單機械地照搬或重復教師課堂演示的實驗操作,學生缺乏獨立思考能力以及分析問題和問題解決能力。同時,鑒于實驗課的即時性,學生很難在短時間內學會并熟練掌握一系列實驗操作,并將整個實驗流程和現象牢記于心。③實驗預習不充分,對實驗內容理解不深入,往往對實驗過程以及實驗儀器只停留于書本上文字和圖片的認識,與之相關的實驗背景材料卻知之甚少。④學生在實驗理論的講解環節中參與度不高,師生互動環節較少;另外,在學生動手操作環節中由于受到實驗儀器數量與實驗空間的限制,學生分組合作完成實驗時,積極主動的動手操作意識不夠,團隊間的協作意識欠缺,常常出現一人操作,另外一人旁觀現象,且相互間依賴思想嚴重。⑤學生課后提交的實驗報告大多雷同,并且教師僅憑學生上交的實驗報告很難對學生的實驗結果與實驗課堂教學效果做出科學合理的評價,教師也無法及時完全了解并解決學生在實驗過程中存在的問題與疑慮[2]。

2 線上線下混合式智慧教學模式探究

2.1 線上線下混合式智慧教學模式的總體設計

無機及分析化學實驗傳統課堂教學中普遍存在的教學儀器設備陳舊、實驗教材內容更新較慢,實驗人數過多,實驗空間較小,實驗預習效果較差,教學方法與教學手段單一,師生互動少,教學過程難以把控,小組協同合作能力欠缺,獨立動手操作能力以及分析問題、解決問題的能力較差,課程考核不全面不科學等問題。為解決以上問題,充分發揮“互聯網+教育”智慧課堂教學模式在實驗課中的應用,經過廣泛調研,并結合我校相關專業大一新生化學實驗技能水平現狀,在參考“智慧教學”相關文獻的基礎上,初步探索了一套主要包括課前預習、課中實驗理論講解與學生實驗以及課后實驗報告撰寫與實驗總結等三個主要教學環節,并由教師與學生共同參與的基于“雨課堂”網絡教學平臺的線上線下混合式智慧教學模式,見圖1[1,3]。

圖1 基于“雨課堂”的無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學總體設計示意圖

2.2 線上教學設計及具體實踐

基于上述無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學模式總體設計,其線上教學的具體實施過程分為實驗課前、實驗課中與實驗課后等三個主要教學環節。

2.2.1課前預習及教學準備階段

教師預先將準備好的無機及分析化學實驗教學PPT課件及實驗操作教學視頻或其他相關實驗背景資料等推送到“雨課堂”,讓學生提前了解實驗原理、實驗目的、實驗操作及注意事項,并同時發布預習測試題或思考題。教師通過“雨課堂”實時監測學生的預習情況,尤其是學生觀看教學視頻的情況,實時查看學生的答題情況及成績分布,及時督促學生在認真做好實驗課前的預習任務后按時在線提交規范的預習報告。另外,教師通過查看學生在預習內容相應處所點擊“不懂”按鈕的次數,全面了解學生的知識難點或薄弱點,以便更加有針對性地設計課堂教案,使上課效率大大提升。再者,學生通過“雨課堂”網絡教學平臺上提供的實驗教學資源做好充分的課前預習工作,熟悉相關實驗內容,有利于教師減少線下實驗課堂中實驗理論知識的講解時間,從而分配更多時間對學生進行實驗操作技能訓練或相關實驗問題討論[4]。

2.2.2課中教學環節

教師根據學生在線的預習情況,針對大多數學生未能完全理解的實驗內容,涉及預習測試題中學生錯誤率較高的知識點,或學習課件上學生點擊“不懂”按鈕最多的地方可通過“雨課堂”逐一進行重點講解。同時,在教師講課中,同步借助“雨課堂”平臺系統自動發放提前設定好的測試題,實時檢測學生對教師所授內容的掌握情況或在線發送與實驗內容相關聯的研討式問題或課程思政類問題供師生、生生在線互動[5]。另外,學生也可以利用“雨課堂”中的“彈幕”功能隨時提出自己的疑難問題,教師及時給與解答。

2.2.3課后復習階段

教師在“雨課堂”網絡教學平臺上發布實驗報告的撰寫任務,并要求學生將結合網絡教學視頻及實驗中得到的實驗數據或實驗結果而高質量完成的規范化手寫實驗報告準時在線提交,同時針對線下學生實驗操作中存在的問題或實驗過程中出現的異常實驗現象推送一些實驗問題清單,以及可能的異?，F象的化學相關理論知識解釋,再推送一些與實驗教學內容有一定關聯的擴展性或研究性實驗內容以供學生課下業余時間進行一些創新性實驗研究。教師通過“雨課堂”及時在線批閱學生的實驗報告并適當加以批注,尤其是重點批注實驗報告中撰寫不夠規范、實驗結果較差或涉嫌實驗數據造假以及數據抄襲等情況;同時,對于哪些未能按時提交實驗報告的學生可以給予必要的提醒。最后,教師根據系統給出的實驗報告成績后分析得到學生的成績分布情況,以便學生除能及時在線查看本人的實驗報告成績,還能更好地了解自己的不足之處,以便于進一步改進與提高。

2.3 無機及分析化學實驗線下教學設計

相比于傳統的無機及分析化學實驗課堂教學單調、生硬、刻板的“填鴨式”教學,基于“雨課堂”網絡教學平臺實施的線下智慧式教學模式設計將使“教師一言堂”的實驗課堂變得師生互動形式多樣化、課堂氣氛活躍,為傳統的實驗課教學帶來多種全新的教學方式,帶給師生不一樣的教學體驗[4]。以無機及分析化學實驗中的酸堿中和滴定實驗為例,在線下實驗課堂,鑒于實驗內容在課前預習環節中已經提前得到較好的落實,教師可以優化課堂教學時間,將講課的重點安排在解決前期與學生交流中出現的代表性和針對性實驗問題上,同時給學生預留足夠時間助其獨立進行實驗操作和深度思考[6]。例如,教師根據學生對酸堿中和滴定的實驗原理、具體實驗操作視頻的課前在線預習情況以及“雨課堂”網絡平臺上設置測試題的答題準確率,對課堂教學內容進行有針對性篩選和刪減,重點講解中和滴定的原理、實驗誤差來源分析、現場示范實驗操作要領以及關鍵實驗點等;并且在講解中教師可以隨時在“雨課堂”平臺上發布隨堂練習,實時考查學生對中和滴定實驗結果偏高、偏低還是保持不變等諸多影響因素的判斷與分析是否真正理解和掌握,也能實時考查學生的學習狀態。在學生進行中和滴定實驗的獨立實操教學環節中,學生既可以通過發送“彈幕”“投稿”等方式提出自己的疑問,也可以對一些還不夠熟練的實驗操作向實驗課教師現場尋求幫助或指導,前者有利于消除個別學生不敢當堂提問題或咨詢老師的心理障礙。另外,在教師巡視學生實驗并及時糾正學生的實驗錯誤或不規范操作的同時,教師可依托“雨課堂”網絡平臺,進行隨機選人、搶答、小組討論等多種方式的師生互動?？傊?在無機及分析化學實驗線下課堂智慧教學中,師生共同參與課堂教學活動如隨堂測試、課堂投稿、隨機點名回答或搶答、小組討論等,并且均有實時數據統計結果,這有利于教師能實時了解分析學生的課堂教學參與度、對教學內容的熟練掌握程度等,也有利于教師對課堂教學過程進行全程實時監控,體現出比傳統實驗課堂無法比擬的優勢[3]。

2.4 無機及分析化學實驗課程綜合評價方式

在無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學實踐中,設計了線上線下相結合、實驗理論考試與實驗操作考試相結合、過程性考核與期終終結性考核相結合的多元化評價體系,綜合評價主要包括兩部分。第一部分為平時考核成績,占60%,其中“雨課堂”在線學習的各任務點包括課前預習情況、預習測試題答題情況等(占比10%),課堂實驗表現(實驗操作的規范性、實驗完成質量、課堂回答問題情況、小組問題討論及小組成員間的協同合作情況)等(占比10%),在線提交預習報告(占比10%),線下完成實驗報告質量(占比30%)[2]。第二部分為期末考核成績,占40%,包含實驗操作考試和期末實驗理論考試兩部分,前者主要是從學生平時學習過的無機及分析化學實驗中隨機抽取一個操作實驗項目來對學生進行基本實驗操作技能的考核(占比10%);后者主要通過筆試方式考查學生對無機及分析化學實驗相關理論知識的熟練掌握情況(占比30%),其試卷內容涉及實驗基礎知識、實驗原理、實驗注意事項、實驗結果分析、關鍵實驗步驟、實驗素養以及與實驗安全相關的課程思政內容等。主要通過題型重點測試學生是否能夠靈活運用所學實驗原理以及相關理論知識解決一些綜合性或設計型實驗中的某些具體實驗問題,是否具備熟練處理實驗數據,分析實驗結果的能力等。

3 結論

“雨課堂”作為一種新興的智慧教學工具,在各類課程教學的預習、授課、復習、測驗等各個教學環節中為師生帶來了與傳統課堂教學模式完全不一樣的新體驗,真正實現了課前、課上、課下師生之間的互動與交流。本論文針對當前無機及分析化學實驗課程在傳統實驗課堂教學模式下存在的缺陷與不足,為切實提高實驗課教學質量、增強學生實驗課學習的積極性及主動性,積極探索基于“雨課堂”網絡教學平臺的無機及分析化學實驗線上線下混合式智慧教學模式的改革與實踐,以期為進一步豐富實驗與實踐類課程的智慧課堂教學手段與教學方式提供一個較好的實踐范例。