培養(yǎng)化學(xué)拔尖人才為導(dǎo)向的綜合化學(xué)實驗(I)教學(xué)改革探索

朱倩倩，王穩(wěn)

1鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院，化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，鄭州 450001

2河南警察學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)系，鄭州 450046

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)、理論與實驗并重的學(xué)科，化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在培養(yǎng)過程中不僅需要掌握基礎(chǔ)理論知識，還需要進行大量的實驗和科研訓(xùn)練，實驗教學(xué)對于化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)十分重要。目前，國內(nèi)外一流高校的化學(xué)專業(yè)根據(jù)學(xué)生年級不同開設(shè)了相關(guān)的配套實驗教學(xué)課程，美國化學(xué)會(ACS)發(fā)布的最新版《本科化學(xué)專業(yè)教育：學(xué)士學(xué)位的指導(dǎo)和評估規(guī)范》強調(diào)實驗課程與專業(yè)課程的結(jié)合，規(guī)定了與專業(yè)課程體系相匹配的3個層次的實驗課程，分別是引導(dǎo)性化學(xué)實驗課程、基礎(chǔ)性化學(xué)實驗課程和深度化學(xué)實驗課程。其中深度化學(xué)實驗課程類似于本文所述的綜合實驗課程，該課程要求學(xué)生綜合運用各種技能，每周在實驗室工作的時間至少要達到6 h，需要獨立設(shè)計實驗方案、實施實驗方案、分析實驗數(shù)據(jù)，并能利用化學(xué)文獻指導(dǎo)實驗工作[1]。以美國加州大學(xué)洛杉磯分校和約翰霍普金斯大學(xué)為代表的眾多化學(xué)專業(yè)排名靠前的高校均采取了類似的化學(xué)實驗教學(xué)方案[2,3]。國內(nèi)很多著名高校的化學(xué)專業(yè)均建立有完善的實驗教學(xué)體系，并進行了眾多實驗教學(xué)改革和探索，例如北京大學(xué)、南京大學(xué)、南開大學(xué)、蘭州大學(xué)、四川大學(xué)等知名高校及很多地方高校的化學(xué)專業(yè)，面向高年級的本科生均開設(shè)了綜合化學(xué)實驗課程，涉及到的實驗內(nèi)容和實施的具體方式雖不盡相同，但均是提升學(xué)生獨立分析解決化學(xué)相關(guān)科學(xué)問題的能力，培養(yǎng)獨立思考、開放創(chuàng)新的科學(xué)精神的重要環(huán)節(jié)。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)科創(chuàng)建于1956年，在長期的人才培養(yǎng)過程中，以“強調(diào)基礎(chǔ)、突出重點、提高創(chuàng)新能力”為核心，按照基礎(chǔ)實驗-綜合實驗-開放實驗-研究型實驗四個層次推進實驗教學(xué)，形成了提高-培優(yōu)-早期介入科研的完整實驗教學(xué)體系。根據(jù)學(xué)生的理論課程開設(shè)情況，先后設(shè)置無機化學(xué)實驗(I)、無機化學(xué)實驗(II)、有機化學(xué)實驗(I)、有機化學(xué)實驗(II)、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗、綜合化學(xué)實驗(I)、儀器分析實驗、綜合化學(xué)實驗(II)、化工基礎(chǔ)實驗等必修基礎(chǔ)實驗課程和探究型開放實驗課程。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生將進入科研學(xué)術(shù)課題組開展兩個學(xué)期的研究型的綜合實驗，將綜合化學(xué)實驗的教學(xué)活動進一步延伸，形成了一體化、多層次、重基礎(chǔ)、求創(chuàng)新的實驗教學(xué)體系。

鄭州大學(xué)綜合化學(xué)實驗(I)課程開設(shè)于2017年，是一門面向化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高年級本科生的重要專業(yè)必修基礎(chǔ)實驗課程。本課程旨在讓學(xué)生了解目前先進的分析手段和先進的大型精密儀器，掌握儀器的工作原理和功能以及操作方法，能夠獨立操作儀器，對分析結(jié)果進行處理，并了解儀器日常維護的常識，為培養(yǎng)具有較高科研素養(yǎng)和實踐能力的拔尖人才打下堅實的基礎(chǔ)[4]。綜合化學(xué)實驗(I)為學(xué)生進一步進行綜合化學(xué)實驗(II)及進入學(xué)術(shù)科研課題組開展研究提供了非常重要的支撐。高年級本科生在完成綜合化學(xué)實驗(I)的基礎(chǔ)上，需要延伸到開放型綜合化學(xué)實驗(II)的實踐學(xué)習。綜合化學(xué)實驗(II)是在前期實驗課程的基礎(chǔ)上，開設(shè)的開放創(chuàng)新型實驗課程，跨越多個二級學(xué)科內(nèi)容，涉及多個研究方向，以此提升學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，建立科學(xué)的研究思維方法。綜合化學(xué)實驗(II)的訓(xùn)練過程中，學(xué)生要根據(jù)具體的研究需求借助大型儀器設(shè)備對材料結(jié)構(gòu)、性能等進行研究，是對學(xué)生能否運用綜合化學(xué)實驗(I)中所學(xué)儀器分析方法及大型精密儀器操作技能靈活地用于實際研究的進一步檢驗。

1 綜合化學(xué)實驗(I)課程介紹

本課程依托于化學(xué)學(xué)院現(xiàn)有的大型精密儀器，結(jié)合化學(xué)專業(yè)拔尖學(xué)生培養(yǎng)要求，開設(shè)了粉末X射線衍射、等離子體原子發(fā)射光譜法測定礦泉水中的微量元素、穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜、高密度聚乙烯的拉曼光譜、離子色譜法測定水中陰離子、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定水晶板中的鄰苯二甲酸酯、有機化合物中元素含量分析、紫外可見漫反射光譜分析等實驗，涉及X射線衍射分析、原子光譜分析、分子光譜分析、色譜分析、熱分析、元素分析、質(zhì)譜分析、電子顯微分析等多種分析方法，涵蓋了材料結(jié)構(gòu)、形貌、含量、光譜性質(zhì)、熱穩(wěn)定性等多方面、常用的表征技術(shù)。

為確保本課程教學(xué)活動高效、高質(zhì)地開展，本課程采用小班獨立授課方式，將學(xué)生分成若干小組，每組人數(shù)控制在4人以內(nèi)，每個實驗課程結(jié)束后，學(xué)生以小組為單位進行輪換。小班授課模式，確保在儀器室有限的空間內(nèi)，所有學(xué)生均能高質(zhì)量地參與課程。授課主要以大型儀器現(xiàn)場教學(xué)為主，為學(xué)生講授相關(guān)的儀器分析方法、儀器構(gòu)造、工作原理，演示實際樣品測試的操作方法，講解測試注意事項、相關(guān)分析方法的適用范圍以及在實際的科研過程中的具體應(yīng)用等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生了解和掌握目前先進的分析手段和先進的大型儀器，使學(xué)生能夠獨立操作常用的分析儀器，進一步鞏固所學(xué)的理論知識和化學(xué)實驗的基本知識和基本技能，并能夠運用理論指導(dǎo)實驗，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)作風和良好的實驗素養(yǎng)，為綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

2 綜合化學(xué)實驗(I)教學(xué)現(xiàn)狀

與普通化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗等傳統(tǒng)化學(xué)專業(yè)實驗課程不同，綜合化學(xué)實驗(I)主要以相關(guān)儀器分析方法、儀器結(jié)構(gòu)和工作原理講解及實際樣品分析測試為主。課堂上，以教師講授為主、演示和實際上機操作為輔；由于儀器數(shù)量的限制，學(xué)生采取循環(huán)操作的方式進行實際上機操作。實驗原理較抽象難懂，加上大型精密儀器多采用封閉式設(shè)計無法直觀看到儀器的內(nèi)部構(gòu)造和工作狀態(tài)，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上的參與積極性不高、對授課的內(nèi)容不容易理解掌握。與此同時，大型儀器的操作較復(fù)雜，需要注意的事項較多，學(xué)生很難在較短的時間內(nèi)熟練掌握儀器操作要領(lǐng)。因此，十分有必要引入一種更加直觀、有效的教學(xué)手段和方法，提升綜合化學(xué)實驗的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。

3 混合式實驗教學(xué)設(shè)計

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和智能手機的普及，為傳統(tǒng)授課模式帶來了新的機遇和改革思路，將現(xiàn)代信息技術(shù)引入傳統(tǒng)的實驗課堂，開展線上與線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，取長補短，將會對提高學(xué)生在實驗課堂上的抬頭率和參與積極性、加強師生之間的互動、保障每個教學(xué)環(huán)節(jié)高效的開展起到重要作用[5-7]。

“長江雨課堂”是學(xué)堂在線與清華大學(xué)共同研發(fā)的一款智能教學(xué)工具，簡便易操作，只需要借助微信和Powerpoint軟件就可以完成，教師可以按照原有的習慣利用PPT設(shè)計課程，將授課內(nèi)容幻燈片、課堂互動、習題測評和作業(yè)融入到PPT中，通過微信公眾號通知學(xué)生進行課前預(yù)習，課堂上可以開啟直播授課功能，上課的同時也積累了線上課程資源，同時方便學(xué)生課下進行回看、復(fù)習[8]。借助“長江雨課堂”，可以獲得課前-課中-課后的教學(xué)大數(shù)據(jù)，所有教學(xué)過程全部留痕，自動對數(shù)據(jù)開展挖掘和算法訓(xùn)練，幫助師生之間進一步了解，促進課堂教學(xué)定量化研究。

我們對綜合化學(xué)實驗(I)進行混合式教學(xué)改革的思路、設(shè)計方案以及線上線下混合式教學(xué)方式之間的關(guān)系采用框圖方式進行了說明，如圖1所示。在課前，可以采用線上方式向?qū)W生推送預(yù)習內(nèi)容和相關(guān)線上學(xué)習資源，線上方式也為師生課前進行討論交流提供了便捷的途徑。課堂上，采用線上方式進行授課，一方面有利于借助多媒體資源講解封閉儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理等難以在線下課堂直觀講解的內(nèi)容，打破空間壁壘；另一方面線上授課時多樣的互動環(huán)節(jié)有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣，授課內(nèi)容方便學(xué)生反復(fù)查看，穿插的答題環(huán)節(jié)也可以實時檢驗學(xué)生的掌握情況，為綜合成績的評定提供量化數(shù)據(jù)。線下課堂可以實現(xiàn)學(xué)生對大型精密儀器的近距離接觸、儀器操作和實際樣品的分析測試工作，讓學(xué)生親身體驗儀器操作，解決實際樣品分析測試中遇到的問題。與此同時，注重在混合式實驗教學(xué)中融入課程思政，將專業(yè)教育與思想政治教育有機結(jié)合起來，發(fā)揮實驗教學(xué)的立德樹人作用?；旌鲜綄嶒灲虒W(xué)方式可以充分發(fā)揮線上方式與線下方式的優(yōu)勢互補，不斷提升實驗課堂的教學(xué)效果，最大程度地發(fā)揮實驗教學(xué)在化學(xué)拔尖人才培養(yǎng)中的重要作用。與理論課程的線上線下教學(xué)不同，實驗課程的線上線下混合教學(xué)在線上和線下環(huán)節(jié)各有側(cè)重，缺一不可，線上環(huán)節(jié)主要以復(fù)雜抽象的原理、難以直接觀測的儀器內(nèi)部構(gòu)造等內(nèi)容為主；線下課堂則是以學(xué)生要親自動手操作的實驗演示和具體實際樣品分析測試為主，線上和線下環(huán)節(jié)的內(nèi)容及授課順序都有固定的教學(xué)設(shè)計，很難隨意調(diào)整。

圖1 混合式教學(xué)改革的思路、設(shè)計方案以及線上線下混合式教學(xué)方式之間的關(guān)系

接下來，結(jié)合“穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜”實驗，具體介紹混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計思路。

3.1 課前——推送優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，督促學(xué)生預(yù)習

課前，利用“長江雨課堂”插件為學(xué)生制作5-7頁的預(yù)習內(nèi)容，涵蓋課程涉及的基態(tài)、激發(fā)單重態(tài)、激發(fā)三重態(tài)、發(fā)光現(xiàn)象的分類、非輻射躍遷和輻射躍遷途徑等基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生在課前預(yù)習階段有針對性地掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識；將我校優(yōu)秀的慕課資源——儀器分析課程中與本實驗課程緊密相關(guān)的部分，內(nèi)嵌在課前推送的線上資料中，學(xué)生可根據(jù)自身情況開展自主學(xué)習。同時，課前推送的線上資料中，可以設(shè)置一兩道考核題目督促學(xué)生用心預(yù)習、避免課前預(yù)習形式化，也便于教師考查學(xué)生預(yù)習效果。

3.2 課中——在線直播授課和線下課堂相結(jié)合，增加互動，儲備線上資源

課堂上，教師采用長江雨課堂直播方式進行授課，學(xué)生通過手機微信小程序進入班級學(xué)習，同時完成簽到環(huán)節(jié)。

首先利用線上直播形式以圖片的方式引出生活中常見的發(fā)光現(xiàn)象，提高學(xué)生的學(xué)習興趣，通過限時答題的方式考查學(xué)生對于不同發(fā)光現(xiàn)象的分類了解情況，判斷學(xué)生預(yù)習情況。對于分子熒光光譜的原理講授，涉及到基態(tài)、激發(fā)單重態(tài)及激發(fā)三重態(tài)的概念，傳統(tǒng)的實驗課堂上，為了調(diào)動學(xué)生的參與性，考查學(xué)生對于普通化學(xué)原理及結(jié)構(gòu)化學(xué)中相關(guān)內(nèi)容的掌握情況，教師會提問學(xué)生這三個基本概念，但極少有學(xué)生主動回答問題。針對這種情況，教師可以借助長江雨課堂的彈幕功能，讓學(xué)生通過匿名彈幕的方式回答問題，教師在智慧插件后臺可以掌握每個學(xué)生回答問題情況，基于此有助于客觀地評價學(xué)生預(yù)習的情況及在課堂上的表現(xiàn)。而在分子體系的熒光和磷光發(fā)射原理，二者之間的區(qū)別和聯(lián)系，熒光發(fā)射的影響因素，結(jié)構(gòu)與熒光性質(zhì)之間的構(gòu)效關(guān)系等內(nèi)容的講授過程中，可結(jié)合長江雨課堂的隨機點名功能進行提問，一方面活躍課堂氣氛，另一方面增強學(xué)生的參與性和專注力、調(diào)動他們學(xué)習的積極性。

儀器分析方法繁多，知識點細碎，學(xué)生掌握起來很吃力，再加上實驗教學(xué)學(xué)生上機時間少、積極性不高的情況，導(dǎo)致學(xué)生無法把每種儀器分析方法系統(tǒng)地串聯(lián)起來，根據(jù)實際需要選擇合適的儀器分析方法更是無從談起[9,10]。在綜合化學(xué)實驗的課堂上，可以對相關(guān)知識及延伸內(nèi)容進行展開，引導(dǎo)學(xué)生對不同儀器分析方法進行分門別類梳理、掌握。針對大型儀器構(gòu)造復(fù)雜、封閉式設(shè)計以及工作原理抽象難懂的特點，將相關(guān)內(nèi)容以多媒體動畫或視頻方式嵌入課件中，通過視聽方式呈現(xiàn)給學(xué)生，通過加深學(xué)生的感觀認識強化學(xué)生對所學(xué)知識的理解。

在使用長江雨課堂線上直播授課的基礎(chǔ)上，結(jié)合線下課堂演示儀器操作和實際樣品測試分析，這不僅可以增加課堂的多樣性，提高學(xué)生的學(xué)習興趣和參與度，而且可以向?qū)W生集中展示儀器分析方法原理、儀器功能及相關(guān)應(yīng)用。正如開篇所言，本課程的目的在于強化化學(xué)專業(yè)學(xué)生對儀器分析理論課程的學(xué)習，以培養(yǎng)化學(xué)拔尖人才為導(dǎo)向拓寬高年級本科生的學(xué)術(shù)視野，為后續(xù)的學(xué)術(shù)深造打下堅實的基礎(chǔ)。因此，演示實驗部分要求教師在進行教學(xué)設(shè)計時綜合考慮，不要為了演示而演示，應(yīng)該將相關(guān)前沿科學(xué)研究引入其中，比如由我國唐本忠院士首先提出并一直在國際上處于領(lǐng)先研究地位的聚集誘導(dǎo)發(fā)光概念(AIE)、在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛的熒光成像技術(shù)、2008年獲得過諾貝爾化學(xué)獎的綠色熒光蛋白研究工作等，從而真正實現(xiàn)設(shè)立課程的初心，讓學(xué)生了解科學(xué)前沿，提升學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。學(xué)生要真正達到獨立操作儀器測試的目的，必須不斷地進行實踐。因此，針對每種儀器分析方法準備不同類別的實際樣品，讓學(xué)生輪流、獨立操作儀器進行測試。一方面，可以鍛煉他們根據(jù)實際樣品獨立分析選擇合適測試方法，真正掌握儀器操作；另一方面，也有利于鞏固學(xué)過的理論知識和實驗操作。

3.3 將課程思政融入實驗教學(xué)，發(fā)揮其立德樹人作用

立德樹人是教育的根本任務(wù)，在本課程的授課過程中，不僅要重視傳授專業(yè)知識和學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)，而且要引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、世界觀和價值觀。因此，需要將課程思政融入到實驗教學(xué)中，將思想政治教育與專業(yè)教育結(jié)合起來，充分發(fā)揮實驗教學(xué)在立德樹人為根本任務(wù)、三全育人為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)中的作用。比如，在“穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜”實驗教學(xué)中，向?qū)W生介紹首次由我國科學(xué)家唐本忠院士提出并在國際上獲得同行認可的聚集誘導(dǎo)發(fā)光概念，為學(xué)生講述唐本忠院士如何發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象并提出這一概念，以及在整個過程中唐院士面對難以解釋的、反常的實驗現(xiàn)象所呈現(xiàn)的科研態(tài)度等。通過引入類似的課程思政實例，一方面激發(fā)學(xué)生強烈的愛國情懷和自豪感，另一方面鼓勵學(xué)生向前輩科學(xué)家學(xué)習，無論是在日常的學(xué)習生活中還是在科學(xué)研究遭遇研究瓶頸時，都要保持積極樂觀的態(tài)度，堅持實事求是、踏實勤奮、勇于創(chuàng)新的科研作風。

3.4 課后——調(diào)整考核方式，鼓勵學(xué)生夯實基礎(chǔ)、緊跟專業(yè)前沿

傳統(tǒng)的實驗課程中，不重實驗過程、注重實驗結(jié)果，對學(xué)生的上課過程缺乏客觀的量化數(shù)據(jù)，課程結(jié)束后學(xué)生機械地搬抄實驗原理、實驗內(nèi)容、操作步驟等形成實驗報告，極大地限制了學(xué)生的主觀能動性[11]。通過長江雨課堂的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析功能[12]，可以獲得客觀數(shù)據(jù)定量反映學(xué)生的預(yù)習情況和在課堂上的表現(xiàn)；此外，結(jié)合本課程的特點，教師要求學(xué)生查閱與講授的儀器分析方法相關(guān)的前沿工作，通過文獻搜索、閱讀，結(jié)合文獻和課程內(nèi)容撰寫實驗報告。這樣一方面，可以改變傳統(tǒng)實驗課堂唯結(jié)果的現(xiàn)狀；另一方面，督促學(xué)生掌握文獻檢索的技能，驅(qū)動學(xué)生更好地了解學(xué)術(shù)前沿、掌握所學(xué)儀器分析方法。目前，因為課時的限制，無法對這一環(huán)節(jié)進行展開，如果后續(xù)課時適當延長，可增加報告展示環(huán)節(jié)，讓學(xué)生以PPT方式匯報，全面提高學(xué)生的綜合實力。

4 混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)的實施情況和展望

4.1 混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)的實施情況

我們通過對綜合化學(xué)實驗課程的問卷調(diào)查，了解了學(xué)生對于混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)的反饋。圖2是2019級學(xué)生對于綜合化學(xué)實驗課程學(xué)習目標的反饋，有94.59%的學(xué)生期望能通過本課程的學(xué)習，鞏固相關(guān)理論知識；有83.78%的學(xué)生期望借助此課程科研素質(zhì)能夠得到提升；此外有67.57%的學(xué)生期望動手能力和師生交流情況可以得到改善。說明學(xué)生對于本課程的需求已不僅僅是單一理論知識和實驗技能的輸入，而是綜合科研素養(yǎng)的提升，這與信息化背景下化學(xué)拔尖人才的培養(yǎng)目標相契合。通過圖3對于課前預(yù)習的調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有89.19%的學(xué)生表示實驗課前會認真查閱資料利用線上資源預(yù)習，另有10.81%的學(xué)生很少預(yù)習，表明大部分學(xué)生對本實驗課程的學(xué)習態(tài)度是十分自覺、積極、主動的，只有極少部分的學(xué)生需要督促。

圖2 關(guān)于綜合化學(xué)實驗課程的預(yù)期學(xué)習目標調(diào)查

圖3 關(guān)于實驗前利用線上平臺資源預(yù)習情況的調(diào)查

在混合式綜合化學(xué)實驗課堂上，引入手機和教學(xué)智慧軟件進行實時互動，學(xué)生的接受和認可程度令人滿意，有89.19%的學(xué)生認為手機實時互動對于監(jiān)督學(xué)生課堂學(xué)習情況和提升課堂教學(xué)效果有幫助(圖4)，91.89%的學(xué)生反映通過混合式實驗教學(xué)達到了預(yù)期的學(xué)習目標(圖5)。該調(diào)查結(jié)果表明，相對傳統(tǒng)實驗課堂，學(xué)生更傾向于引入混合式實驗教學(xué)方式，并且手機實時互動的引入對于提升課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習更有幫助。針對混合式實驗教學(xué)方式的教學(xué)效果調(diào)查中(圖6)，分別有72.97%和13.51%的學(xué)生認為利用教學(xué)智慧軟件將線上教學(xué)與線下實驗課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)方式，對于掌握儀器結(jié)構(gòu)、測試操作以及增加實驗課堂的趣味性有較大幫助或必不可少；有70.27%和13.51%的學(xué)生認為該教學(xué)方式對學(xué)生掌握專業(yè)理論知識、提高分析和解決問題的能力有較大幫助或必不可少；75.68%和10.81%的學(xué)生認為混合式實驗教學(xué)方式對于學(xué)生繼續(xù)深造、從事科學(xué)研究具有較大幫助或必不可少。綜合以上調(diào)查結(jié)果，有59.46%的學(xué)生認為線上、線下相結(jié)合的混合式實驗教學(xué)相比于傳統(tǒng)實驗課堂更有優(yōu)勢、對學(xué)生的學(xué)習幫助更大；有32.43%的學(xué)生認為兩者各有優(yōu)勢、都有幫助；只有8.11%的學(xué)生認為傳統(tǒng)實驗課堂更占優(yōu)勢。關(guān)于混合式實驗教學(xué)方式的進一步調(diào)查中(圖7)，94.59%的學(xué)生認為課堂上師生雙向交流情況很好、學(xué)習氛圍活躍、學(xué)習興趣濃厚。這說明，大部分的學(xué)生對于線上、線下相結(jié)合的混合式實驗教學(xué)還是十分認可的。

圖4 關(guān)于應(yīng)用手機實時互動對于監(jiān)督學(xué)生課堂學(xué)習和提高課堂教學(xué)的效果是否有幫助的調(diào)查

圖5 關(guān)于混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)是否達到預(yù)期學(xué)習目標的調(diào)查

圖6 關(guān)于混合式實驗教學(xué)方式教學(xué)效果方面的調(diào)查

圖7 關(guān)于混合式實驗教學(xué)方式的調(diào)查

在成績考核方面，我們依據(jù)平臺數(shù)據(jù)較為客觀地評價學(xué)生的課堂表現(xiàn)和學(xué)習效果。長江雨課堂智慧軟件可以全面評價學(xué)生的課堂表現(xiàn)，如表1所示，長江雨課堂可以輸出所有課堂數(shù)據(jù)，比如學(xué)生在課堂上的簽到情況、答題情況和活躍程度等，從而學(xué)生的預(yù)習情況和課堂上的表現(xiàn)都可以得到量化，降低教師考核學(xué)生成績時的主觀性。

表1 部分學(xué)生課堂表現(xiàn)情況明細表

4.2 對混合式綜合化學(xué)實驗教學(xué)的展望

關(guān)于教學(xué)，《禮記·學(xué)記》這樣闡述：“是故學(xué)然后知不足，教然后知困。知不足然后能自反也，知困然后能自強也。故曰教學(xué)相長也?！苯膛c學(xué)是一個相互影響、互相促進的過程，通過學(xué)生的課后反饋，可以有針對性地對教學(xué)過程中的某些環(huán)節(jié)進行微調(diào)或改進，不斷提高本課程的質(zhì)量。本課程采用問卷調(diào)查的方式，掌握了學(xué)生對本課程的需求，結(jié)合學(xué)生的反饋意見，我們在將混合式教學(xué)方式引入綜合化學(xué)實驗教學(xué)的同時，要與時俱進，在保留本課程特色的基礎(chǔ)上，確保教學(xué)內(nèi)容緊跟學(xué)生培養(yǎng)要求和前沿科研動向，將新鮮的養(yǎng)料源源不斷地輸送給學(xué)生。

5 結(jié)語

基于培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科拔尖人才、提升學(xué)生綜合學(xué)術(shù)素養(yǎng)的教學(xué)要求，通過改革綜合化學(xué)實驗的教學(xué)模式，引入線上、線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，以大型儀器為載體，以學(xué)生發(fā)展為核心，積極融入多種教學(xué)元素，增加不同專業(yè)知識的交叉融合，提升學(xué)生學(xué)習的積極性和參與度，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。新的教學(xué)模式不僅可以深挖課程內(nèi)涵、改變傳統(tǒng)實驗課程學(xué)生機械照搬操作的情況，而且有利于學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的交叉融合，了解學(xué)術(shù)前沿動態(tài)，為拔尖人才培養(yǎng)提供有效的支持。