以培養(yǎng)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向的分析化學(xué)實驗混合教學(xué)模式

劉云鳳，閻小青，喬增杰

山西醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，太原 030001

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的知識和技術(shù)如雨后春筍，層出不窮、飛速更新，隨之教學(xué)方式也在不斷發(fā)生變化，如翻轉(zhuǎn)課堂、慕課、金課以及終身學(xué)習(xí)等新型教學(xué)方式或概念的興起，都體現(xiàn)了學(xué)習(xí)早已不再是單一的學(xué)校活動和教師授業(yè)，而是學(xué)習(xí)者自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的一種能力。

自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)在1986年被首次提出，被定義為動機(jī)、認(rèn)知和行為之間的相互作用[1]。其最顯著的特征是學(xué)習(xí)者對自己的學(xué)習(xí)有實際的控制，掌控和引導(dǎo)認(rèn)知和動機(jī)去實現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)[2,3]。近年來，互聯(lián)網(wǎng)+為自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)提供了更廣闊的平臺，發(fā)展基于信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教育教學(xué)方式也越來越重要，教師也被鼓勵充分利用信息技術(shù)和高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)教育資源從而更新教學(xué)觀念、改進(jìn)教學(xué)方式等。

“分析化學(xué)”是衛(wèi)生檢驗與檢疫、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)核心課，該課程實踐性較強(qiáng)，對提高學(xué)生實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力是很重要的。近年來我校分析化學(xué)課程一直開展設(shè)計性實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在喚起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力等方面，均有較好的效果，而在建立學(xué)習(xí)目標(biāo)、篩選整理資料以及自主性深度思考、分析、解決問題等構(gòu)建完整有效的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略方面依然存在較大的培養(yǎng)空間。

目前，對于引導(dǎo)學(xué)生建立自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略的研究較為少見，而策略是培養(yǎng)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力中必不可少的環(huán)節(jié)。為此，在分析化學(xué)實驗進(jìn)一步改革中，通過制定不同層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)，采用翻轉(zhuǎn)課堂和問題導(dǎo)向教學(xué)方法，線上和線下混合式教學(xué)，以期學(xué)生收“魚”的同時重在獲“漁”，旨在提升其自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力，重在引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中設(shè)定自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并為實現(xiàn)目標(biāo)而思考、分析提出一系列層層遞進(jìn)的問題，制定出與之相關(guān)的策略，從而形成一整套環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)、相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)、相得益彰的自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以我校衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)的分析化學(xué)實驗為例，以三年級學(xué)生(共65人)為研究對象，其中1班31位學(xué)生(男生6人，女生25人)為實驗組，年齡(20.16 ± 0.89)歲，前兩年學(xué)業(yè)成績?yōu)?79.43 ± 6.06)分，2班34位學(xué)生(男生9人，女生25人)為對照組，年齡(19.76 ± 0.78)歲，前兩年學(xué)業(yè)成績?yōu)?76.98 ±6.46)分。經(jīng)統(tǒng)計分析，兩個班的學(xué)生在年齡、性別和前兩年學(xué)業(yè)成績方面均無統(tǒng)計學(xué)差異。

1.2 研究方法

兩個班由同一位教師分班授課，實驗組采用混合教學(xué)模式，對照組采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。

2 分析化學(xué)實驗混合教學(xué)模式的實施

2.1 實施方案

教學(xué)大綱中所有驗證性實驗的教學(xué)均以培養(yǎng)學(xué)生建立自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略為導(dǎo)向，分確定學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)、構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂模式、設(shè)計教學(xué)相關(guān)問題三個方面進(jìn)行。具體方案見表1。

表1 分析化學(xué)實驗混合教學(xué)模式實施方案

2.2 實施過程

2.2.1 課前重在制定目標(biāo)、錄制視頻

在傳統(tǒng)實驗課堂中，通常學(xué)生對要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)、實驗中的問題極少思考。為此，為引導(dǎo)學(xué)生有目的地開展實驗、提升自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力，教學(xué)改革中按照布魯姆認(rèn)知教育目標(biāo)的六層次來設(shè)計教學(xué)目標(biāo)并做成相應(yīng)的測驗單。如教學(xué)中“氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”預(yù)習(xí)測驗單見表2。

表2 “氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”預(yù)習(xí)測驗單

通過應(yīng)用混合教學(xué)模式，學(xué)生制定學(xué)習(xí)目標(biāo)的最大進(jìn)步是逐步趨向于不再照抄教材中的“實驗?zāi)康摹?，而是結(jié)合自身的實際學(xué)習(xí)情況，制定出更細(xì)微、明確且可操作的目標(biāo)。如實驗“氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”中學(xué)生制定的目標(biāo)與教材中實驗?zāi)康膶Ρ纫姳?3。再如在設(shè)計性實驗的學(xué)習(xí)目標(biāo)中，學(xué)生不再單純地參照教材中的“實驗?zāi)康摹?，而是傾向于以提升查閱整理資料、合理分工合作、主動分析和解決實驗中的問題等能力為目標(biāo)。

表3 “氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”目標(biāo)對比

此外，學(xué)生通過預(yù)習(xí)后能提出與理論和操作細(xì)節(jié)有關(guān)的一些問題，如“葡萄糖具有還原性，碘液具有氧化性，為什么不通過直接反應(yīng)來測定葡萄糖含量？”“氫氧化鈉溶液采用什么儀器加入？緩慢滴加氫氧化鈉溶液時，緩慢到什么程度？”等。

短小精悍的在線視頻有利于學(xué)生集中注意力和隨時隨地學(xué)習(xí)，為此，教學(xué)中將實驗名稱、實驗?zāi)康摹嶒炗闷?、實驗?nèi)容、注意事項、儀器操作等幾個模塊錄制成視頻片段，每個視頻時長為0.5–6 min。學(xué)生通過課余時間完成視頻學(xué)習(xí)，從而給課堂上留出更多的實驗操作和討論時間。

2.2.2 課中重在提出問題、操作實驗

問題是打開思維的大門、走向創(chuàng)新的源泉。然而在以往的教學(xué)中，很少學(xué)生能提出問題。為更好地引導(dǎo)學(xué)生獨立思考、提出問題并應(yīng)用于自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略的構(gòu)建中，課堂教學(xué)中所有驗證實驗均設(shè)計了與理論知識和操作要點有關(guān)的問題，如“氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”課堂問題見表4。帶著問題做實驗，更容易知其然知其所以然。

表4 “氧化還原滴定法測定葡萄糖注射液中葡萄糖的含量”課堂問題

因課前已提示學(xué)生預(yù)習(xí)的內(nèi)容和思路，所以實驗課堂上這一系列問題(由教師或?qū)W生提出)多數(shù)采用快問快答的方式，個別不能及時答出的疑難問題邊實驗邊討論。根據(jù)實驗情況，學(xué)生的最大進(jìn)步在于主動性地通過組內(nèi)、組間討論和嘗試實驗去解決疑難問題，而不是像以往遇到問題直接求助于老師。例如實驗中的典型問題：加入氫氧化鈉的量和速度的控制，學(xué)生很容易為追求速度而快速加入氫氧化鈉，為追求淺黃色的現(xiàn)象而加入過多的氫氧化鈉，最終發(fā)現(xiàn)硫代硫酸鈉滴加幾滴甚至不加便已達(dá)到終點，計算出的結(jié)果與葡萄糖含量的標(biāo)示值也嚴(yán)重不符。學(xué)生邊討論邊估算出實驗中所需要加入的氫氧化鈉和鹽酸的量，并采用慢速滴加氫氧化鈉的方式多次嘗試實驗。經(jīng)過他們主動的討論、實驗成就感也較高，從而樂于實驗中。

2.2.3 課后重在反思教學(xué)、整改方案

根據(jù)課堂教學(xué)效果、實驗報告學(xué)習(xí)心得、e-教學(xué)平臺反饋信息等，教學(xué)團(tuán)隊進(jìn)行教學(xué)反思和討論，并逐漸修改完善教學(xué)模式。學(xué)生需要反思自己制定的學(xué)習(xí)目標(biāo)是否已達(dá)到，下一步怎么改正。

以往實驗中，學(xué)生課后反思幾乎全部集中在完成教材中的思考題。經(jīng)過混合教學(xué)模式后，學(xué)生課后反思最大的變化主要在于深入探討理論問題(如碘遇淀粉變藍(lán)的機(jī)理)、思考實驗細(xì)節(jié)操作(如天平的選擇、每種試劑的取用工具或儀器選擇)，尤其是可以估算試劑用量和結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法處理數(shù)據(jù)等。另外能夠積極主動查閱資料，如學(xué)生實驗報告中的反思給出了處理含重鉻酸鉀廢液的幾種方法，此外沒有達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)通過查閱資料進(jìn)一步實現(xiàn)或設(shè)計到下次課的環(huán)節(jié)中。

可能由于混合教學(xué)模式時間短、次數(shù)少，雖然有多數(shù)學(xué)生可以制定出適合符合自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，但是目標(biāo)相對較散亂，還缺乏一定的系統(tǒng)性，后期的教學(xué)中計劃建議學(xué)生歸類并有層次地列出目標(biāo)細(xì)節(jié)。此外，實驗后的反思寫的不是很深刻、全面，建議學(xué)生從理論問題、實際問題、方法拓展等方面思考總結(jié)。

2.3 效果評價

根據(jù)實驗組在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的留言，結(jié)合訪談，定性評價學(xué)生對混合教學(xué)模式的意愿程度；實驗組和對照組均采用相同試題進(jìn)行隨堂限時測試，評價混合教學(xué)模式的教學(xué)效果。

2.4 統(tǒng)計分析

對于實驗隨堂測試成績，采用SPSS 17.0軟件，獨立樣本t檢驗進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，P＜ 0.05認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)差異。

3 教學(xué)效果

根據(jù)實驗組的反饋，100%的學(xué)生愿意繼續(xù)采用混合教學(xué)模式，因為這種教學(xué)模式使得他們做實驗?zāi)康男愿鼜?qiáng)，能列出明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，有助于理清實驗思路與判斷實驗中可能的問題及應(yīng)對措施，與此同時，熟悉了查閱文獻(xiàn)資料的方式，相應(yīng)地也提升了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力。

為評價混合教學(xué)模式的教學(xué)效果，設(shè)計了一系列題目(含操作要點和制定下次課的學(xué)習(xí)目標(biāo)及相應(yīng)的達(dá)標(biāo)措施)并進(jìn)行隨堂限時測試。實驗組和對照組測試平均成績分別為65.35 ± 9.44、60.16 ± 8.57，通過獨立樣本t檢驗分析可知，t值為2.325，P值為0.023 (＜ 0.05)，兩組成績有統(tǒng)計學(xué)差異。且根據(jù)各分?jǐn)?shù)段成績分布情況(見表5)，實驗組成績明顯優(yōu)于對照組。可見，實驗組取得了較佳的教學(xué)效果。

表5 實驗組和對照組測驗題成績各分?jǐn)?shù)段內(nèi)分布情況

4 討論

根據(jù)普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)具有終身學(xué)習(xí)能力、批判性思維能力、創(chuàng)新能力和一定科研發(fā)展?jié)撃?。分析化學(xué)實驗作為衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)的核心基礎(chǔ)性實驗，除了可為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定扎實的基礎(chǔ)知識和熟練的基本技能外，也會影響到以后的學(xué)習(xí)方式。因此，分析化學(xué)實驗實施以培養(yǎng)學(xué)生自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向的教學(xué)改革，對其他課程的教學(xué)改革有一定的輻射效應(yīng)以及對培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力等有一定的促進(jìn)作用。近年來，不少教育教學(xué)工作者以培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力為目的對分析化學(xué)實驗進(jìn)行了一系列改革探索[5–9]，并均取得了較好的效果，但也存在一定的挑戰(zhàn)或改進(jìn)空間，如設(shè)計性實驗需要師生投入大量的課余時間，建立虛擬實驗室需要有足夠經(jīng)費的支持等。

與已有方法相比，本文中的混合教學(xué)模式最大的優(yōu)勢在于引導(dǎo)學(xué)生設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提出從知識到技能到創(chuàng)新等各層次的問題，利于指引學(xué)生建立自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)策略。

根據(jù)教學(xué)中的問題并結(jié)合學(xué)生的反饋，混合教學(xué)模式依然存在較大的改進(jìn)提升空間，例如合理分配每次教學(xué)目標(biāo)的數(shù)量、深度、廣度，旨在提升學(xué)生自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力的同時又不加重學(xué)生課余負(fù)擔(dān)；加強(qiáng)視頻的藝術(shù)性以喚起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；呼吁校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大力支持，從而為學(xué)習(xí)提供更寬闊、便利的學(xué)習(xí)平臺；有效整合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源以達(dá)到學(xué)習(xí)的高效性。

5 結(jié)語

本文中探討的混合教學(xué)模式在“分析化學(xué)實驗”課程中的應(yīng)用取得了較好的教學(xué)效果，利于培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)能力的同時也有助于提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。教學(xué)有法，但無定法，新的技術(shù)、新的模式對教師也提出了新的挑戰(zhàn)，需要教師花時間、花精力對教學(xué)模式的探究繼續(xù)精雕細(xì)琢。