線上線下混合式教學在有機化學實驗教學中的應用
——以“肥皂的制備”實驗教學為例

戚逸飛

（信陽職業(yè)技術學院 基礎醫(yī)學部，河南 信陽 464000）

在突如其來的新冠肺炎疫情下，為保障師生的生命安全，教育部印發(fā)《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，倡導“停課不停教、停課不停學”，促使線上教學成為主流。線上教學資源的整合、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計和碎片化時間的利用能夠提高教學效率，拓展學生的學習時間和信息獲取量［1］。結(jié)合線上教學的優(yōu)勢，基于高職院校有機化學課程特點，積極探索線上教學與課堂教學相結(jié)合的教學模式，以信息技術為載體，對有機化學課程教學進行優(yōu)化設計，以期實現(xiàn)教學目標，優(yōu)化教學效果［2-4］。

一、信息化手段的運用

目前網(wǎng)上教學平臺的種類繁多，功能齊全。如雨課堂、智慧樹、中國大學MOOC等教學平臺可以實現(xiàn)課前學習任務發(fā)布、課中師生實時互動、課后作業(yè)和評價［5］?！秶衣殬I(yè)教育改革實施方案》提出堅持“知行合一、工學結(jié)合”，適應“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”發(fā)展，運用現(xiàn)代信息技術改進教學方式方法的要求，我們在有機化學課程第十五章脂類性質(zhì)之一——皂化反應的學習中靈活利用線上教學平臺的優(yōu)勢，發(fā)揮信息技術在課堂教學中的積極作用。

（一）課前階段

課前，教師將教學大綱、自制課件（PPT），以及相關的教學音頻視頻、圖片、動畫等資源上傳至智慧樹平臺的學習資源庫，結(jié)合智慧樹平臺提供的吉林醫(yī)藥學院有機化學在線課程和中國大學MOOC平臺提供的信陽職業(yè)技術學院醫(yī)學化學在線課程，發(fā)布線上預習任務，引導學生完成課前預習。在課前預習階段，學生可以通過QQ、微信、釘釘?shù)溶浖槍W習內(nèi)容相互溝通交流，也可以向教師提出問題、獲得解答。教師在正式授課之前通過查看學生在線學習時長，統(tǒng)計課前預習情況，及時發(fā)現(xiàn)學生的問題和困難，以便在線下課堂教學階段有針對性地解決問題。

（二）課堂教學階段

為了準確把握學生在課堂教學中的學習狀態(tài)和對知識點掌握的情況，加強師生交流互動，可采用雨課堂教學平臺等軟件對學生的課堂學習情況實時跟蹤。上課前，學生先用手機“知到APP”（該APP為智慧樹平臺手機版）進行簽到，平臺自動記錄學生考勤情況，這樣可以免去課前點名環(huán)節(jié)，節(jié)約上課時間；隨后學生用微信掃描二維碼進入雨課堂小程序界面開始上課。教師可以通過軟件實施點名提問、共享授課PPT、展示音頻視頻；學生可以通過發(fā)彈幕的方式參與課堂討論，對所學內(nèi)容提問，完成隨堂練習題。雨課堂軟件會即時對學生的答題情況進行統(tǒng)計分析，并將分析結(jié)果反饋在多媒體課件上。教師根據(jù)分析結(jié)果了解學生對知識的掌握情況，可以靈活調(diào)整授課節(jié)奏，根據(jù)學生需要有針對性地講解重難點問題。在布置作業(yè)環(huán)節(jié)，教師通過智慧樹平臺發(fā)布線上作業(yè)，利用平臺的自動改卷、自動統(tǒng)計和學生成績分析的功能，不僅可以清晰、高效地了解學生掌握知識的情況，而且節(jié)約紙張，符合環(huán)保理念要求。

（三）課后階段

課后，教師可以根據(jù)觀察線下課堂教學中學生的學習表現(xiàn)，結(jié)合雨課堂教學軟件的實時數(shù)據(jù)分析，以及智慧樹平臺中學生作業(yè)完成情況的統(tǒng)計，對學生學習的全過程進行多維度綜合評價，更好地開展教學反思。同時，教師通過線上線下混合式教學，利用多種教學平臺和方法統(tǒng)計分析學生學習情況，并實時互動交流，能夠全面了解學生的學習態(tài)度和成效，不斷優(yōu)化教學手段。

二、線上線下混合式課堂教學設計

（一）選取的教學內(nèi)容及學時安排

選用李軍、張培宇、張勇主編，華中科技大學出版社2017年出版的有機化學教材，教學內(nèi)容選取該教材第十五章脂類性質(zhì)之一——皂化反應。皂化反應是油脂的重要性質(zhì)之一，而肥皂制備是油脂皂化反應的常見應用。生活中常用的肥皂是高級脂肪酸的鈉鹽，醫(yī)學臨床上常用的肥皂是高級脂肪酸的鉀鹽。計劃用1課時的時間完成教學。

（二）學情分析

本課程在高職一年級第二學期開設，面向藥學、中藥學等專業(yè)的學生。學生具備無機化學課程的基礎知識，具有一定的實驗操作能力和實驗安全意識，為有機化學課程的學習奠定了堅實的基礎。處于此年齡段的學生好奇心較強，思維較活躍，對電腦和手機軟件操作比較熟練，具有一定的自學能力，完成線上學習任務也非常積極［6］。因此這些學生在開展線上教學方面具備良好的條件，他們也能在教師的引導下積極參與線下課堂教學。

（三）教學目標

1.知識與技能目標

掌握皂化反應的原理；掌握肥皂的制備條件和操作流程；熟悉鹽析原理，掌握沉淀洗滌操作技術。

2.過程與方法目標

掌握回流裝置的安裝及使用方法；了解獲得化學知識的一般方法；培養(yǎng)學生理論與實踐相結(jié)合、學以致用的學習能力。

3.情感態(tài)度與價值觀目標

培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度；培養(yǎng)學生團隊合作意識和實驗安全意識。

（四）信息化手段

結(jié)合智慧樹、雨課堂、中國大學MOOC等平臺的優(yōu)勢，利用網(wǎng)絡資源拓展學生學習視野，將線上線下教學統(tǒng)一起來，以線下課堂教學為主，結(jié)合多媒體影音和模型動畫，利用信息技術進行師生互動，采用問題討論和小組合作相結(jié)合的方式開展課堂教學。

（五）教學策略

為充分發(fā)揮線上線下混合式教學優(yōu)勢，將肥皂的制備知識內(nèi)容進行重組和分解，形成課前、課中、課后三個階段。按圖1所示的設計思路開展教學。

圖1 教學設計策略

（六）板書設計

將黑板分為左右兩個區(qū)域，如圖2所示，板書區(qū)域占黑板左側(cè)。教師在黑板上列出課題名稱、實驗流程及注意事項。黑板右側(cè)為信息化內(nèi)容展示區(qū)域，隨課堂教學同步展示課件。

圖2 板書設計

（七）教學創(chuàng)新點

采用任務驅(qū)動教學法充分調(diào)動學生的學習積極性，讓學生聚焦日常生活，通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題掌握知識獲取的一般方法，培養(yǎng)嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力。

將信息化教學手段貫穿整個課堂教學過程。課前利用網(wǎng)上平臺資源多維度拓寬學生的學習內(nèi)容；線下課堂結(jié)合線上教學平臺，切實提高教學效率，加強師生互動；實驗過程中使用視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀看每組同學的實驗情況，方便教師進行動態(tài)指導；課后采用網(wǎng)絡教學平臺進行學生階段性評價和師生互評，有利于教師動態(tài)掌握學情變化和開展教學反思。

三、教學過程設計

設計思路旨在將問題分解，力求邏輯清晰、層次分明、環(huán)環(huán)相扣，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。

（一）新課導入

發(fā)布課前學習任務，學生觀看智慧樹平臺上傳的“肥皂的前世今生”“多種多樣的肥皂”等視頻。

教師通過雨課堂平臺讓學生回答問題，了解學生對肥皂制備原理的學習情況、實驗試劑選擇情況和實驗操作技能掌握情況。

（二）分析與講解

1.肥皂去污原理

（1）去污動畫展示。肥皂的主要成分是高級脂肪酸鈉，它溶于水后能夠電離出高級脂肪酸根離子，其中羧酸根離子部分易溶于水叫做親水基，而烴基部分易溶于油叫做憎水基。兩者結(jié)合就像寶劍一樣，能夠插入到油污中，使得本身不溶于水的油污被包裹起來，改變其表面溶解性，最后經(jīng)過漂洗，達到清洗油污的效果。

（2）引出問題。采用雨課堂平臺對學生進行提問，隨機抽查學生回答。

2.肥皂制備原理

（1）酯基水解動畫展示。通過酯基的球棍模型演示水解反應中結(jié)構變化的過程，讓學生能夠形象地理解水解反應，更能深刻地認識化學反應的本質(zhì)。

（2）教師講解。油脂的皂化反應是酯化反應的逆過程，因此制備肥皂需要橄欖油和氫氧化鈉溶液供熱。

3.實驗過程講解

（1）教師提問。教師用PPT展示皂化反應實驗要用到的藥品，并提出問題，學生經(jīng)過小組討論后通過雨課堂的彈幕回答。教師通過雨課堂平臺分析學生回答問題的情況，判斷學生利用已有知識解決實際問題的能力。

（2）教師講解。教師播放動畫展示橄欖油、乙醇和氫氧化鈉溶液三者的關系。乙醇既可以作為橄欖油的溶劑，自身又溶于水，所以能夠保證橄欖油和氫氧化鈉溶液的充分反應。

（3）教師提問。教師在PPT上展示實驗可能要用到的儀器，提問學生如何選擇并組裝儀器。學生經(jīng)過分組討論后回答教師提出的問題。從回答情況來判斷學生根據(jù)反應物的狀態(tài)選擇實驗儀器的能力。

（4）學生操作。學生在圓底燒瓶中添加好實驗藥品，根據(jù)自己選擇的實驗儀器自行組裝。教師通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀看學生的實驗情況，展示部分學生選錯儀器和裝錯儀器的情況進行評講，并強調(diào)圓底燒瓶和冷凝管的安裝順序，以及二者連接的氣密性問題。

（5）教師提問。冷凝管裝好后，教師針對冷凝水如何注入冷凝管的問題進行提問。

（6）教師講解。通過播放冷凝回流裝置安裝視頻，結(jié)合教師講述，讓學生清楚地觀察到冷凝水下入上出的注入方式，并了解其原理。

（7）學生操作。學生正確安裝好儀器，打開熱源開始加熱。從第一滴回流液滴入燒瓶開始計時，回流一個小時。

（8）教師提問。針對回流結(jié)束后冷熱源的關閉順序問題，教師利用雨課堂提問，隨機選擇學生回答，強化學生的實驗安全意識。

（9）教師講解?；亓鬟^程結(jié)束后為了防止氣態(tài)組分蒸發(fā)損失，需要先停止加熱再關閉冷凝水。

（10）教師提問?；亓饕簽楹我尤腼柡褪雏}水趁熱過濾？通過學生的回答情況，了解學生運用已學知識解決問題的能力。

（11）教師講解。加入飽和食鹽水是加速同為鈉鹽的高級脂肪酸鈉的析出，趁熱過濾是為了防止回流液過早結(jié)塊。教師展示錯誤的實驗結(jié)果，分析其原因，并提醒學生如何避免此類錯誤。

4.歸納總結(jié)

對本節(jié)課程學習內(nèi)容進行總結(jié)，指出本課的重難點內(nèi)容。強調(diào)實驗過程中需要注意的要點，幫助學生系統(tǒng)化記憶。

課后通過智慧樹平臺發(fā)布課后作業(yè)，要求學生能夠完整復述整個實驗過程和需要注意的要點。

總之，依托網(wǎng)絡教學平臺，按線上線下混合式教學將課程分解為三個部分，課前要求學生在教學平臺上完成預習任務，有效拓展學生的學習時間；課堂教學中，借助雨課堂等軟件加強師生之間的交流互動，教師根據(jù)學生的適時反饋調(diào)整教學方式，真正做到以人為本、因材施教；課后學生在教學平臺完成課后作業(yè)，培養(yǎng)學生的總結(jié)歸納能力。根據(jù)教學平臺數(shù)據(jù)顯示，學生登錄網(wǎng)絡學習次數(shù)、提交作業(yè)的效率和積極性都有了不同程度的提高，線上線下混合式教學對學生的個性化學習提供了保障。