完全線上分析化學(xué)實驗混合式教學(xué)的實踐與體會

王月嬌，高 婧，康平利，熊 英

（遼寧大學(xué)化學(xué)院，遼寧沈陽 110036）

在疫情防控的特殊時期，新學(xué)期不能如期而至，根據(jù)教育部下發(fā)《指導(dǎo)意見》，全國高校掀起線上教學(xué)的熱潮，以實現(xiàn)“停課不停學(xué)”[1]。《分析化學(xué)實驗》是依托分析化學(xué)理論的操作實踐性很強的一門課程，在正確、熟練地掌握實驗原理和操作技能的同時，確立“量”、“誤差”和“有效數(shù)字”的概念，使學(xué)生能夠正確認(rèn)識到影響分析結(jié)果的主要因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以確保定量結(jié)果的可靠性，掌握分析處理實驗數(shù)據(jù)的常用方法。疫情當(dāng)前，傳統(tǒng)教學(xué)課堂的暫別，設(shè)計并實施符合本校多專業(yè)基礎(chǔ)實驗學(xué)情且可有效開展的完全線上實驗教學(xué)模式顯得尤為迫切，分析化學(xué)實驗教學(xué)小組全體教師通過線上討論，將以往的教學(xué)模式融合各種教學(xué)資源，調(diào)整出適合本校學(xué)生的完全線上的混合式教學(xué)方案。

1 課前準(zhǔn)備

“互聯(lián)網(wǎng)＋”的飛速發(fā)展為分析化學(xué)實驗完全線上教學(xué)提供了有力的保障，如：中國大學(xué)MOOC[2]、微課小視頻、虛擬實驗[3]、微信公眾號推送文章。但在眾多的學(xué)習(xí)資源中，教師需要預(yù)先篩選出適合大一年級并符合我校教學(xué)大綱的教學(xué)內(nèi)容。然而，線上教學(xué)的最主要的特點是增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性[4]，但對于全校多專業(yè)開展的分析化學(xué)實驗，學(xué)生水平參差不齊，并且另有六名留學(xué)生，在缺少指導(dǎo)與監(jiān)督的學(xué)習(xí)中，很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)成果。于是，教師通過在線直播并討論互動的形式，進(jìn)行遠(yuǎn)程混合式實驗教學(xué)，確保了課程有序高效的開展。

首先，在分析化學(xué)實驗開課前，建立以學(xué)生上課時間相同為班級的微信群，完善群中實名制，通知上課形式，并督促每名同學(xué)注冊并綁定MOOLSNET移動虛擬實驗室。其次，在上課前一天，通過“雨課堂”發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)：課件以及學(xué)習(xí)視頻。

2 線上教學(xué)——以“水硬度的測定”為例

學(xué)生進(jìn)入直播課程后，首先掃描教師給出的二維碼進(jìn)入MOOLSNET平臺的簽到答題。測試題內(nèi)容見表1。

學(xué)生在線測試結(jié)束后，教師可在MOOLSNET平臺的教師系統(tǒng)中看到學(xué)生的答題情況，并由此對本次課程內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

表1 測試題內(nèi)容

由于授課前一天，學(xué)生對中國大學(xué)MOOC中大連理工大學(xué)宿艷老師所講的分析化學(xué)實驗中水硬度的測定實驗進(jìn)行了預(yù)習(xí)，對實驗原理和操作過程已有初步的認(rèn)識，所以直播課重點為對知識的梳理、學(xué)習(xí)難點的講解、知識點對實驗的指導(dǎo)作用、實驗過程中的易發(fā)生的錯誤。要在啟發(fā)中使學(xué)生理解：配位滴定指示劑變色原理？什么是緩沖溶液，加入緩沖溶液的意義？為什么同是EDTA配位滴定，卻有多種基準(zhǔn)物質(zhì)、多種指示劑的選擇？對于水硬度測定的意義？并重復(fù)觀看以HCl溶液溶解CaCO3基準(zhǔn)物質(zhì)時，實驗操作的注意事項，并進(jìn)一步解釋蓋表面皿、少量水潤濕CaCO3、溶解后加熱一系列操作的意義。最后還要向?qū)W生說明，我校出版教材中自來水總硬度測定與此次虛擬實驗存在的差別。

最后，學(xué)生通過MOOLSNET移動虛擬實驗室考試模式進(jìn)行水硬度測定虛擬實驗操作，將實驗過程中稱量與滴定的全部數(shù)據(jù)記錄到表格中，并進(jìn)行滴定劑平均濃度、水硬度、相對平均偏差的計算。將計算過程、結(jié)果與討論、思考題寫在表格后面，形成實驗報告。要求一天內(nèi)將報告上傳至MOOLSNET平臺。

3 成績考核

為保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，公平合理的評價學(xué)習(xí)過程也是一個十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，原占有分?jǐn)?shù)比重較大的實際操作部分在線上教學(xué)過程中，無法評價，但通過虛擬實驗記錄數(shù)據(jù)并分析結(jié)果的環(huán)節(jié)仍然存在。因此，除實際動手能力的培養(yǎng)以外，將成績的考核分為：預(yù)習(xí)視頻學(xué)習(xí)10%、課堂出勤10%、在線測試20%、課堂互動10%、虛擬實驗考核20%、實驗報告30%。

4 教學(xué)體會

由于基礎(chǔ)分析化學(xué)實驗是面對全校理工科多專業(yè)設(shè)置的課程，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性、領(lǐng)悟能力存在一定的差異，如果單是把學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)給學(xué)生自學(xué)，學(xué)習(xí)效果難以保證。因此教學(xué)直播環(huán)節(jié)不可缺少。然而對于分析化學(xué)實驗完全線上教學(xué)仍不可避免會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵、直播翻車的情況，所以只選用直播課作為教學(xué)內(nèi)容的補充，不占主導(dǎo)地位，由此減輕師生參與直播課程的壓力。同時，師生實施的一切教學(xué)活動都會留有記錄，方便學(xué)生復(fù)習(xí)。各平臺教學(xué)效果比較見表2。

表2 各平臺教學(xué)效果比較

MOOLSNET虛擬實驗?zāi)M實驗過程類似于闖關(guān)游戲，只有做完第一步才能進(jìn)行第二步，而不能跳躍式操作，并具有可以反復(fù)操作的特點。在特殊時期，用虛擬實驗來替代實際操作，不僅可以提高對實驗步驟的認(rèn)識，減少實際操作的失誤，亦給只能在家上網(wǎng)課的學(xué)生帶來一些學(xué)習(xí)的樂趣。但是，作為基礎(chǔ)實驗學(xué)科，學(xué)生的動手能力、思考和解決問題的能力并不能通過虛擬實驗得以提高[5]，因此待學(xué)生返校后，仍要開設(shè)部分實際操作的練習(xí)。

利用MOOLSNET平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行考核。將各環(huán)節(jié)權(quán)重輸入平臺成績定量，很容易匯總總成績，不需要教師做額外的匯總統(tǒng)計工作。而且，在線答題測試，虛擬實驗，學(xué)生在操作完成后，會由平臺直接給出評分。

除了采用不同的平臺進(jìn)行授課，把課堂的氛圍找回來、學(xué)習(xí)的難點補回來以外，還需要建立多模態(tài)的師生互動方式。例如，通過微信群通知群公告、分享教學(xué)資料、督促學(xué)生高質(zhì)量地完成報告、推送拓展學(xué)習(xí)資料，尤其是對于一些在課堂上沒能理解的知識，可以及時有效地進(jìn)行“一對一”的輔導(dǎo)，鼓勵學(xué)生有所想有所問。微信群的建立亦可對學(xué)生的報告及時地進(jìn)行點評，解決了以往每周一次實驗課時反饋滯后的問題。

5 結(jié)語

通過這種完全線上的混合式教學(xué)模式，已經(jīng)和學(xué)生一起完成了實驗室安全教育、堿石灰中總堿度的測定、水硬度的測定、粗酚中酚含量的測定四個實驗題目，內(nèi)容包含四大滴定中的酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定三大內(nèi)容，取得了較好的實驗教學(xué)效果。