分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n國(guó)家精品課程線(xiàn)上線(xiàn)下的混合教學(xué)模式

魏曉峰(華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，福建 廈門(mén) 361021)

0 引言

化學(xué)實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程是一類(lèi)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練為主的實(shí)操類(lèi)課程，依托化學(xué)理論實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的具象化認(rèn)知，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論的實(shí)踐轉(zhuǎn)化能力，發(fā)現(xiàn)與解決系統(tǒng)性和突發(fā)性問(wèn)題的能力，以及數(shù)據(jù)的分析提煉與結(jié)論的重點(diǎn)歸納能力。而分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程中專(zhuān)門(mén)培養(yǎng)學(xué)生檢測(cè)邏輯與數(shù)據(jù)分析思維的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程，是分析化學(xué)中經(jīng)典化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，起到重要的理論聯(lián)系實(shí)際，“學(xué)以致用”目標(biāo)的落實(shí)和拓展[1-2]。而面臨全球大流行趨勢(shì)下的逆境，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)酥链蠖鄶?shù)實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程遇到理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能銜接脫節(jié)的不利境地。因此，急需在疫情當(dāng)下的特殊時(shí)期，探索出更為有效的線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式來(lái)進(jìn)行分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。

傳統(tǒng)教學(xué)模式之所以被大量使用在于其保留的極大優(yōu)勢(shì)：教學(xué)耗時(shí)短，提高學(xué)生理解程序?qū)嶒?yàn)，教授方式簡(jiǎn)單，常用的教學(xué)方法提供足夠的經(jīng)驗(yàn)積累，方便的過(guò)程控制和學(xué)生管理，以及標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)預(yù)期成果[3-4]。但同時(shí)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在著諸多弊端[5-6]：(1)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程導(dǎo)致被動(dòng)式的執(zhí)行；(2)環(huán)節(jié)設(shè)置不利于引發(fā)興趣和試錯(cuò)；(3)大班教學(xué)無(wú)法充分討論與延伸思考；(4)有限的操作時(shí)間無(wú)法因材施教；(5)無(wú)再試驗(yàn)求證環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常被稱(chēng)為“接受式教授”，學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程思考不夠，僅遵循設(shè)定程序執(zhí)行。1935年施倫森格關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究顯示：實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生養(yǎng)成了獲得預(yù)期結(jié)果的習(xí)慣，而不是對(duì)觀察和了解試管中發(fā)生的事情感興趣[7]。因此，需以學(xué)生為主體，以激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性為目標(biāo)，改變?cè)械摹爸踩胧健笔谡n為“引導(dǎo)式”教學(xué)，結(jié)合授課形式與考核方式的多元化設(shè)計(jì)，摸索出適應(yīng)新時(shí)期分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)新模式。疫情當(dāng)下，如何有效銜接理論課教學(xué)，把在線(xiàn)實(shí)驗(yàn)與線(xiàn)下實(shí)際操作有效融合，真正提高學(xué)生參與度，激發(fā)探索熱情，是新模式嘗試過(guò)程中的聚焦點(diǎn)。據(jù)此，依托線(xiàn)上慕課國(guó)家精品課程，引入“翻轉(zhuǎn)課堂[8]”的教學(xué)理念對(duì)授課方式進(jìn)行線(xiàn)上線(xiàn)下的結(jié)構(gòu)重整，團(tuán)隊(duì)式學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性并增強(qiáng)協(xié)作能力，我們將從以下三個(gè)方面來(lái)著手，探究基于當(dāng)代新理念新技術(shù)支持下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

1 基于慕課國(guó)家精品課程的線(xiàn)上學(xué)習(xí)與“自主備課”

慕課MOOC網(wǎng)站平臺(tái)提供了充足的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程資源。就分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)看，既有基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(分析化學(xué))國(guó)家精品課程，也有各大高校的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程可供選擇學(xué)習(xí)。學(xué)生有充足可靠的素材可以發(fā)揮線(xiàn)上自主學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，去應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)以及隔離狀態(tài)下的短期學(xué)習(xí)。學(xué)生可通過(guò)在線(xiàn)課程詳細(xì)了解到實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、視頻化的儀器步驟操作、文本流程、課后思考題以及發(fā)散討論專(zhuān)區(qū)等五大模塊對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行充分的線(xiàn)上學(xué)習(xí)。即便在特殊情況下需遠(yuǎn)程開(kāi)展分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也能充分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展示、問(wèn)答互動(dòng)等多數(shù)環(huán)節(jié)。結(jié)合任務(wù)式的問(wèn)題歸納機(jī)制，讓學(xué)生學(xué)習(xí)完后對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵性要點(diǎn)進(jìn)行歸納，提交主觀答案計(jì)入平時(shí)分。借此，除了實(shí)際操作中對(duì)儀器使用和突發(fā)問(wèn)題的解決能力訓(xùn)練，在線(xiàn)課程與仿真模擬實(shí)驗(yàn)聯(lián)用的自主學(xué)習(xí)方式已能接近80%的線(xiàn)下分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程的遠(yuǎn)程教育?！白灾鱾湔n”需要與自主學(xué)習(xí)雙管齊下，共同保障遠(yuǎn)程線(xiàn)上實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的質(zhì)量和評(píng)測(cè)主動(dòng)學(xué)習(xí)的效果。以30人規(guī)模的班級(jí)為例，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程涵蓋6個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)根據(jù) a實(shí)驗(yàn)原理，b儀器使用，c實(shí)驗(yàn)操作，d數(shù)據(jù)處理，e誤差分析等分為5大部分。30人分6組，每組5人進(jìn)行團(tuán)隊(duì)備課。授課當(dāng)天對(duì)團(tuán)隊(duì)5名同學(xué)進(jìn)行隨機(jī)排序授課，以此保證5名同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的所有環(huán)節(jié)都熟練掌握。而其他同學(xué)將通過(guò)后續(xù)的問(wèn)答檢驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)效果考察。團(tuán)隊(duì)備課具有互動(dòng)討論，共享素材，知識(shí)點(diǎn)延伸等傳統(tǒng)教學(xué)模式不具備的主動(dòng)學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)成員需要把線(xiàn)上的素材進(jìn)行整合，形成條理清晰的PPT，提煉過(guò)程大大優(yōu)于被動(dòng)地實(shí)驗(yàn)執(zhí)行。探索初期，需要老師共同參自主備課，同時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)急預(yù)案糾錯(cuò)補(bǔ)漏。

2 團(tuán)隊(duì)式線(xiàn)下自主授課與問(wèn)答檢驗(yàn)

線(xiàn)下授課可以更好地發(fā)揮團(tuán)隊(duì)授課的特點(diǎn)。相比于線(xiàn)上講授，線(xiàn)下授課同學(xué)需要更高的臨場(chǎng)講演能力，語(yǔ)言流暢性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎鲞壿?。線(xiàn)下團(tuán)隊(duì)授課過(guò)程可以最大程度地提高實(shí)驗(yàn)操作技能的展示效果和互動(dòng)效果。仍以30人的班級(jí)為例，單一實(shí)驗(yàn)5人團(tuán)隊(duì)可以1人講授，5人(含教師)操作展示。把30人的大班分拆為6人一組的小班，演示結(jié)束后還可實(shí)現(xiàn)更充分的互動(dòng)問(wèn)答，對(duì)操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)的教學(xué)更為直觀。對(duì)于線(xiàn)下課程的備課，需要兼顧到儀器展示、使用講解，誤差來(lái)源解析等實(shí)際操作流程，教師需對(duì)備課團(tuán)隊(duì)進(jìn)行提前指導(dǎo)以避免錯(cuò)誤示范。

為了強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)授課的教學(xué)效果，聽(tīng)課學(xué)生需對(duì)授課團(tuán)隊(duì)進(jìn)行提問(wèn)，記錄問(wèn)題和答案于實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，問(wèn)答結(jié)果作為考核評(píng)分的重要組成部分。另外，授課團(tuán)隊(duì)也要準(zhǔn)備拓展思考讓聽(tīng)課組作答。該設(shè)計(jì)起到了對(duì)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)思考與課程互評(píng)的作用。教師需引導(dǎo)授課團(tuán)隊(duì)對(duì)思考題進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)置。并參與現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)答并釋疑，做好考核記錄。該環(huán)節(jié)不確定性強(qiáng)，更能考驗(yàn)學(xué)生的備課(或預(yù)習(xí))水平。為了強(qiáng)化“翻轉(zhuǎn)課堂”理念，該部分考核權(quán)重占比較高，以促進(jìn)學(xué)生重視團(tuán)隊(duì)備課及線(xiàn)上學(xué)習(xí)。

3 考核系統(tǒng)與教學(xué)效果反饋機(jī)制的建立

線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)的考核系統(tǒng)需把握新模式的引導(dǎo)核心，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分掌握實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用、精細(xì)操作、與數(shù)據(jù)處理與總結(jié)等知識(shí)要點(diǎn)?？己藱?quán)重不單一均等化，需傾向性的提高自主學(xué)習(xí)與問(wèn)答環(huán)節(jié)的比重，督促學(xué)生重視線(xiàn)上課程準(zhǔn)備，最大程度地發(fā)揮精品課程的作用。下表詳細(xì)列舉了線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)新模式的考核標(biāo)準(zhǔn)(表1)。新模式在嘗試過(guò)程中，需與傳統(tǒng)模式進(jìn)行教學(xué)效果比較并形成反饋機(jī)制。實(shí)踐教學(xué)中的現(xiàn)場(chǎng)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度及偏差控制等三方面就能有效衡量新模式的教學(xué)效果。首先，操作的規(guī)范化：從儀器準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)記錄，過(guò)程操作等考察。其次，實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整度：不限報(bào)告范本，重點(diǎn)考察回答檢驗(yàn)部分學(xué)生對(duì)思考題和誤差來(lái)源的解析。最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度及偏差控制(以加標(biāo)濃度作為參考標(biāo)準(zhǔn)值)。通過(guò)以上三項(xiàng)的反饋效果進(jìn)行調(diào)整，對(duì)課程設(shè)置過(guò)程中各環(huán)節(jié)的內(nèi)容、要點(diǎn)與權(quán)重比進(jìn)行優(yōu)化，不斷完善分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

表1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)語(yǔ)

面對(duì)疫情常態(tài)化的考驗(yàn)，包括分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程需要不斷地利用互聯(lián)網(wǎng)和新的教學(xué)理念來(lái)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為宗旨的引導(dǎo)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的好奇心與做好實(shí)驗(yàn)的進(jìn)取心。即便在疫情下實(shí)驗(yàn)課程面臨諸多不確定因素，線(xiàn)上線(xiàn)下的混合教學(xué)新模式也能應(yīng)變得當(dāng)，保質(zhì)保量的引導(dǎo)學(xué)生在掌握理論課學(xué)習(xí)后及時(shí)參與到相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)中，不延學(xué)，不缺課，更好地把理論和實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。基于慕課平臺(tái)優(yōu)秀的國(guó)家精品課程，通過(guò)不斷優(yōu)化的教學(xué)效果反饋機(jī)制，最終建立有效、可靠的線(xiàn)上線(xiàn)下混合實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。