高師線上線下混合式化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)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(diào)查分析學(xué)生對(duì)線上線下混合式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的總體評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)態(tài)度以及學(xué)習(xí)中遇到的問題和困難等方面，根據(jù)反饋發(fā)現(xiàn)的問題，提出優(yōu)化線上預(yù)習(xí)系統(tǒng)、明確課程價(jià)值、建立新型評(píng)價(jià)體系等建議。

【關(guān)鍵詞】線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué);物理化學(xué)實(shí)驗(yàn);調(diào)查分析

〔中圖分類號(hào)〕G642〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1674-3229（2021）04-0124-05

0 引言

化學(xué)是一門理論與實(shí)踐并重的課程，而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的重要“窗口”[1-4]。高師院校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程還擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)能力的重任。傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)方法上仍以灌輸式為主，教學(xué)方式老舊單一，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性普遍較低。同時(shí)由于學(xué)時(shí)的限制，更聚焦于完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，缺乏對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)反思以及科研思維等全方面的熏陶和培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生今后從事教學(xué)或科研方面的工作是不利的[5-7]。為了提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，應(yīng)緊跟信息化時(shí)代下“互聯(lián)網(wǎng)十”教育模式的步伐，充分合理地使用線上資源和平臺(tái)，并結(jié)合物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目式的特點(diǎn)，建立線上線下一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[8-9]。目前本校物理化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程均采用“線上十線下”的教學(xué)方式，但這種教學(xué)方式仍處于初期探索階段。為了最大化地優(yōu)化課程，使這種教學(xué)模式真正有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)習(xí)效率，達(dá)到對(duì)學(xué)生綜合技能培養(yǎng)的目的，本研究對(duì)該課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查和研究，并針對(duì)問題提出相應(yīng)的改革策略。

1 課程實(shí)施簡(jiǎn)介

物理化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和材料化學(xué)三個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，課程目標(biāo)是使學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能;鍛煉學(xué)生觀察現(xiàn)象、正確記錄和處理數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力;培養(yǎng)學(xué)生用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，以及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思維、實(shí)驗(yàn)探究能力，為學(xué)生今后從事專業(yè)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：燃燒熱的測(cè)定、Sn-Bi二組分金屬相圖的測(cè)繪、差熱分析、旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)、原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定及應(yīng)用等共14個(gè)。課程共2.5學(xué)分，78學(xué)時(shí)，分兩學(xué)期開設(shè)，與物理化學(xué)理論課程同步。

線上線下混合式的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展方式：線上微課預(yù)習(xí)一線下課堂實(shí)操一線上話題討論與拓展?！熬€上微課預(yù)習(xí)”要求課前在學(xué)習(xí)通平臺(tái)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理視頻和實(shí)驗(yàn)操作視頻，并完成預(yù)習(xí)測(cè)驗(yàn);“線下課堂實(shí)操”要求課堂上按照正確的操作方法，通過小組協(xié)作進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作訓(xùn)練;“線上話題討論與拓展”是在實(shí)操結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思，問題交流與解決，以及與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的拓展練習(xí)。

考核方式：采用項(xiàng)目成績綜合測(cè)評(píng)的方法，其中平時(shí)成績占40%（線上預(yù)習(xí)完成度、實(shí)驗(yàn)記錄的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用和實(shí)驗(yàn)操作技巧、線上討論與測(cè)驗(yàn)等），實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占60%（實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫與表達(dá)、數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性等）。

2 調(diào)查目的和方法

2.1 調(diào)查目的

本次調(diào)查意在了解學(xué)生對(duì)線上線下混合式實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣與態(tài)度，以及課程學(xué)習(xí)過程中的困難。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析原因，并找到改革策略。

2.2 調(diào)查對(duì)象和方法

調(diào)查對(duì)象為廊坊師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院2017級(jí)的全體學(xué)生。調(diào)查方法為發(fā)放網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷。共發(fā)放230份，回收227份，有效問卷225份，有效率97.8%。

2.3 問卷內(nèi)容的設(shè)計(jì)

問卷內(nèi)容主要分為四個(gè)部分：（1）學(xué)生對(duì)混合式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的總體評(píng)價(jià);（2）學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度與教學(xué)效果;（3）學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式的滿意度;（4）學(xué)生在混合式實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)中的困難。

3 調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析

3.1 總體評(píng)價(jià)

學(xué)生對(duì)混合式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的總體評(píng)價(jià)如圖1所示?？梢钥闯觯?7.8%的學(xué)生對(duì)這種線上線下混合式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是滿意的，說明這種教學(xué)模式的開展是有價(jià)值和優(yōu)勢(shì)的。

3.2 學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度和學(xué)習(xí)效果

圖2是學(xué)生對(duì)混合式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣調(diào)查結(jié)果?？梢钥闯?，81.5%的學(xué)生對(duì)這種混合式的實(shí)驗(yàn)課程感興趣。相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，這種混合式實(shí)驗(yàn)課程更能激發(fā)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣。有了學(xué)習(xí)興趣才能更好地培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，激發(fā)做實(shí)驗(yàn)的熱情。

圖3 是對(duì)學(xué)生進(jìn)行線上學(xué)習(xí)主動(dòng)性的調(diào)查結(jié)果?？梢钥闯觯跊]有老師和同學(xué)的監(jiān)督下，64.3%的學(xué)生會(huì)經(jīng)常自覺進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，參與線上活動(dòng)。35.7%的學(xué)生不經(jīng)常甚至不會(huì)自覺進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。

問題：沒有老師和同學(xué)的監(jiān)督，你會(huì)自覺進(jìn)行線上實(shí)驗(yàn)視頻預(yù)習(xí)、線上實(shí)驗(yàn)反思和討論等線上活動(dòng)嗎？

圖4是學(xué)生認(rèn)為混合式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于自身能力提高的調(diào)查情況。從圖中可以看出90%以上的學(xué)生認(rèn)為混合式課程對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)講解能力和實(shí)驗(yàn)操作能力有提高，80%以上的學(xué)生認(rèn)為混合式課程對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)反思能力有幫助，另外，68%以上的學(xué)生認(rèn)為混合式課程還能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)能力和應(yīng)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。

通過以上調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程是感興趣的，而興趣是最好的老師，這有助于學(xué)習(xí)效果的提升。但有近20%的學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式缺乏興趣，30%的學(xué)生對(duì)線上學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)態(tài)度有問題，這勢(shì)必會(huì)影響學(xué)習(xí)效果。

3.3 教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式的滿意度

學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式的滿意度如表1所示，87.5%的學(xué)生認(rèn)為混合式實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率是有提高的，12.5%的學(xué)生認(rèn)為不確定或者沒有提高。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段選擇線上預(yù)習(xí)的方式，92.3%的學(xué)生認(rèn)為線上預(yù)習(xí)要求合理，7.7%認(rèn)為不確定或不合理。實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練階段為線下課堂教學(xué)，要求以小組合作的方式完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，此階段的學(xué)習(xí)要求91.2%的學(xué)生認(rèn)為合理。實(shí)驗(yàn)總結(jié)與反思階段采用線上反饋的方式，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)、線上話題討論等，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)習(xí)慣進(jìn)行反思，87.1%的學(xué)生認(rèn)為此階段的要求合理。實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫與提交階段采用線上和線下結(jié)合的方式，對(duì)于數(shù)據(jù)處理工作量較大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用電腦作圖效率更高且更準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交電子版即可，對(duì)于有些需要鍛煉基礎(chǔ)作圖能力的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目則提交紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種線上線下結(jié)合的方式可多維度鍛煉學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力，95.1%的學(xué)生認(rèn)為此階段的要求合理。實(shí)驗(yàn)拓展階段采用線上和線下結(jié)合的方式，線上完成與本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的小測(cè)驗(yàn)，或查閱相關(guān)前沿文獻(xiàn)，線下參與相關(guān)前沿科研探究，88.2%的學(xué)生認(rèn)為此階段的要求合理。

學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)各階段的學(xué)習(xí)方式和要求基本滿意，而認(rèn)為要求不合理或者不確定的主要原因是：（1）線上學(xué)習(xí)時(shí)長的設(shè)置;（2）小組分組人數(shù)應(yīng)與實(shí)驗(yàn)難度相匹配。

學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)方式的滿意度如表2所示，73.7%的學(xué)生認(rèn)為總成績?cè)u(píng)定合理，26.3%認(rèn)為不確定或不合理;85.4%的學(xué)生認(rèn)為平時(shí)成績?cè)u(píng)定合理，14.6%認(rèn)為不確定或不合理。不確定或不合理的原因是：（1）學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程重點(diǎn)是訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、習(xí)慣和技能的，而總成績中實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績所占比重過大;（2）實(shí)驗(yàn)總成績?cè)u(píng)價(jià)過于單調(diào);（3）平時(shí)成績中實(shí)驗(yàn)操作和習(xí)慣所占比重太小，應(yīng)適當(dāng)增加比例。

3.4 混合式實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)各個(gè)階段的學(xué)習(xí)困難

為了有效提高學(xué)生對(duì)混合式實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效率，對(duì)學(xué)生在各階段的學(xué)習(xí)困難進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段66.5%的學(xué)生觀看視頻后仍對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的統(tǒng)籌方面有困難，43.2%的學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)測(cè)驗(yàn)題目的回答方面有困難;實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練階段72.9%的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)異常情況的分析方面有困難;實(shí)驗(yàn)總結(jié)和反思階段，僅有20%左右的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、習(xí)慣、操作等的反思有困難;實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫與提交階段有52.3%的學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)圖表的繪制有困難，44.5%的學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算有困難;實(shí)驗(yàn)拓展階段，42.1%的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)思維的建立有困難，39.8%的學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要存在以下問題：預(yù)習(xí)效果不佳，預(yù)習(xí)后對(duì)實(shí)驗(yàn)整體的認(rèn)識(shí)欠佳，且預(yù)習(xí)過程未能對(duì)實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)的特殊情況有預(yù)判;學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正;過于注重結(jié)果性評(píng)價(jià)。針對(duì)這些問題，提出以下建議。

（1）優(yōu)化線上課程預(yù)習(xí)內(nèi)容，提升預(yù)習(xí)效率。優(yōu)化預(yù)習(xí)視頻，使觀看者更易理解和掌握實(shí)驗(yàn)全過程。優(yōu)化預(yù)習(xí)測(cè)驗(yàn)內(nèi)容，增加一些實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)的特殊情況、異常情況如何處理的題目，給學(xué)生一個(gè)提前思考、全面思考的空間，從而更有助于其在實(shí)操過程中處理應(yīng)急問題，并培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)的思維習(xí)慣。

（2）明確課程價(jià)值，端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度。要讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)學(xué)科的重要性，從內(nèi)心重視并珍惜每一次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的監(jiān)管，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升自學(xué)能力。

（3）釋放考核評(píng)價(jià)空間，注重過程性評(píng)價(jià)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)增加平時(shí)成績所占比重，而平時(shí)成績構(gòu)架中應(yīng)將實(shí)驗(yàn)操作作為主要考核評(píng)價(jià)之一，同時(shí)增加自我評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、師生互評(píng)等形式，形成將過程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合的新型評(píng)價(jià)體系[7]，科學(xué)、客觀、全程地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。

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[收稿日期]2021-06-11

[基金項(xiàng)目]河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目（2020GJJG263）;廊坊市教育科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)教育重點(diǎn)專項(xiàng)（JCJY202009）;廊坊師范學(xué)院2019年物理化學(xué)一流課程建設(shè)項(xiàng)目;廊坊師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目（K2019-47）

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