粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)探索

劉建華 曹小華 占昌朝 周德志 孫劍奇 鐘嬋娟

(九江學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，江西 九江 332005)

粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)是大學(xué)化學(xué)及中學(xué)化學(xué)常開設(shè)的一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)[1，2]，該實(shí)驗(yàn)涉及稱量、加熱、溶解、常壓過濾、pH值測(cè)定、減壓過濾、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶和干燥等操作，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析和解決問題等綜合能力素質(zhì)具有重要意義[3]。目前該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多延用“注入式”教學(xué)模式，雖能較好地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“三基”，但“重操作、輕理論，重規(guī)范、輕創(chuàng)新，重技能、輕素養(yǎng)，重遵循、輕探究，重課堂、輕課外”，不利于學(xué)生探究意識(shí)、創(chuàng)新思維和合作能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[4]。

線上線下混合式教學(xué)能夠融合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的個(gè)性化與班級(jí)授課制群體學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)于統(tǒng)一的整體，注重引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，把知識(shí)技能學(xué)習(xí)和情感教育結(jié)合起來，全方位培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，是培養(yǎng)學(xué)生能學(xué)習(xí)、會(huì)思考、有創(chuàng)新能力的新教學(xué)思想和教學(xué)模式[5-8]。近年來，筆者嘗試對(duì)粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)改革，取得了良好的效果。

1 粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的不足

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，以教師為中心，注重“知識(shí)灌輸”，多采用照方抓藥式教學(xué)。往往存在講解詳細(xì)化(實(shí)驗(yàn)前，教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、儀器試劑、步驟、數(shù)據(jù)記錄及處理、注意事項(xiàng)等)、操作機(jī)械化(學(xué)生遵照實(shí)驗(yàn)教材及教師講解，依葫蘆畫瓢開展實(shí)驗(yàn)，重在模仿與遵循，注重實(shí)驗(yàn)技能及規(guī)范)、考試簡(jiǎn)單化(考試多為單一實(shí)驗(yàn)操作或簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)理論，成績(jī)以教師評(píng)價(jià)為主，期末考試成績(jī)占60%、平時(shí)成績(jī)僅占40%)、實(shí)驗(yàn)課時(shí)(4課時(shí))少等不足。

雖然該模式下實(shí)驗(yàn)課堂秩序良好，教學(xué)進(jìn)度易掌控，集中傳授省時(shí)省力，但教學(xué)時(shí)空受限、學(xué)習(xí)氣氛沉悶、學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)[9]，實(shí)際教學(xué)效果欠佳。

2 粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施

基于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和需求，改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，構(gòu)建了粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)模式。即教師創(chuàng)設(shè)問題情境—提供學(xué)習(xí)平臺(tái)—學(xué)生自主學(xué)習(xí)—自主探究—合作學(xué)習(xí)—師生互動(dòng)評(píng)價(jià)成績(jī)。線上線下混合式教學(xué)模式凸顯“學(xué)生中心”地位[10]，注重情景式、問題式、啟發(fā)式教學(xué)，教師設(shè)疑、啟思、激趣，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)，收集資料、整理分析、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)操作、交流討論、總結(jié)歸納，在不斷的質(zhì)疑—析疑—解疑過程中培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。平臺(tái)自動(dòng)記錄學(xué)生在線學(xué)習(xí)過程和表現(xiàn)?；旌鲜浇虒W(xué)環(huán)節(jié)分為課前預(yù)習(xí)、課中探究、課后總結(jié)三個(gè)階段。

抽取我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)1班(A2011班，43人)作為實(shí)驗(yàn)班，采用線上線下混合式教學(xué)進(jìn)行粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)教學(xué)?；I(yè)2班(A2012班，42人)作為對(duì)照班以傳統(tǒng)模式進(jìn)行教學(xué)。

2.1 課前預(yù)習(xí)，線上教學(xué)為主

主要用于低階性知識(shí)學(xué)習(xí)，以節(jié)省寶貴的線下實(shí)驗(yàn)時(shí)間。課前教師搭建學(xué)習(xí)通課程教學(xué)平臺(tái)，推送學(xué)習(xí)資料、創(chuàng)設(shè)問題情境，提出探究問題，明確學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)；旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)，通過學(xué)生自主完成教學(xué)“任務(wù)點(diǎn)”，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。通過假鹽新聞，引導(dǎo)學(xué)生樹立強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感。

教師活動(dòng)：(1)推送學(xué)習(xí)資料：課前一周在學(xué)習(xí)通課程網(wǎng)站上推送學(xué)習(xí)資料，具體包括：①粗鹽的提純背景知識(shí)介紹，如食鹽的來源、用途及傳統(tǒng)鹽文化拾趣(如唐伯虎《除夕口占》等)；②粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻；③粗鹽的提純視頻(海水變成鹽，https://v.qq.com/x/page/i0687b1eak2.html、中國(guó)影像方志：海邊曬鹽https://v.qq.com/x/page/b0920siytgr.html)；④一則特大假鹽案報(bào)道：https://video. tudou.com/v/XMjM5NjE5MzYxMg==.html；⑤粗鹽提純的重點(diǎn)操作(過濾)；⑥粗鹽的提純-MOOC視頻；⑦拓展-ATDE教學(xué)模式在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用——以《粗鹽的提純》為例[2]；⑧拓展-粗鹽提純實(shí)驗(yàn)教學(xué)中過濾操作探討[11]；⑨粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)在線測(cè)試題；⑩粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)互動(dòng)評(píng)價(jià)方法(設(shè)定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)在線評(píng)價(jià)等)及學(xué)習(xí)目標(biāo)要求。(2)創(chuàng)設(shè)情境，引入主題，明確學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)。課前將全班同學(xué)分成10組(4～5人/組)，利用超星課程平臺(tái)線上發(fā)布任務(wù)點(diǎn)。①海鹽中的主要雜質(zhì)？②海水曬鹽的原理？③粗鹽中不溶性雜質(zhì)去除辦法？其原理及主要操作。④粗鹽中可溶性雜質(zhì)去除辦法？其原理(反應(yīng)方程式)及主要操作。⑤雜質(zhì)是否除盡？雜質(zhì)離子(Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe3+)含量檢測(cè)方法？⑥如何進(jìn)行溶解、常壓過濾、減壓過濾、蒸發(fā)濃縮、干燥、稱重等操作，操作注意事項(xiàng)？⑦實(shí)驗(yàn)中使用到幾次玻棒，作用分別是什么？⑧食用鹽與工業(yè)鹽的主要區(qū)別。

學(xué)生活動(dòng)：(1)觀看、閱讀線上資料，對(duì)海水制鹽工藝有比較全面的了解，能充分認(rèn)識(shí)食用鹽和工業(yè)鹽的區(qū)別，對(duì)粗鹽和精制鹽的顏色形狀有清晰的認(rèn)識(shí)；(2)明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)；按照任務(wù)點(diǎn)要求，認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，完成在線課前測(cè)試；(3)聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)習(xí)通課程線上學(xué)習(xí)資料，深入分析思考，小組交流，逐一回答互動(dòng)問題，設(shè)計(jì)并確定實(shí)驗(yàn)方案(要求學(xué)生用簡(jiǎn)圖、表格的形式描述實(shí)驗(yàn)步驟)，完成并在線提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告；(4)對(duì)預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的疑點(diǎn)、難點(diǎn)和感興趣點(diǎn)可隨時(shí)在線發(fā)布，以便師生交流討論。

2.2 課中探究，線下教學(xué)為主

主要用于高階性、創(chuàng)新性和具有挑戰(zhàn)度的知識(shí)學(xué)習(xí)。通過學(xué)生自主探究、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)、啟發(fā)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的難點(diǎn)、疑點(diǎn)和易錯(cuò)操作。教學(xué)目的有：①分析海水曬鹽的方法，理解粗鹽提純的原理，并通過自主探究和合作學(xué)習(xí)，體驗(yàn)粗鹽提純的過程，掌握相關(guān)操作，樹立可持續(xù)發(fā)展觀。②通過海鹽精制食鹽，總結(jié)歸納混合物分離的一般方法；③鞏固和規(guī)范稱量、溶解、常壓過濾、減壓過濾、蒸發(fā)濃縮、干燥、稱重等基本操作。

教師活動(dòng)：(1)進(jìn)入學(xué)習(xí)通網(wǎng)站，利用平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通報(bào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況(約5分鐘)；(2)加強(qiáng)巡查、觀察指導(dǎo)、管理促進(jìn)，特別是對(duì)重點(diǎn)操作、易錯(cuò)操作進(jìn)行隨時(shí)指導(dǎo)、啟發(fā)、答疑；(3)通過學(xué)習(xí)通隨機(jī)抽取同學(xué)回答課前提出的互動(dòng)探究問題：全班同學(xué)可質(zhì)詢討論(約10～15分鐘)。

學(xué)生活動(dòng)：(1)按照實(shí)驗(yàn)方案，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，依次進(jìn)行粗鹽的稱取、溶解、過濾、蒸發(fā)濃縮等操作，完成粗鹽制取精鹽的完整實(shí)驗(yàn)過程；(2)小組合作互助，相互“監(jiān)督”，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)及結(jié)果(產(chǎn)品形狀、顏色、產(chǎn)量、收率等)；(3)相互拍攝粗鹽的提純課堂教學(xué)實(shí)錄(實(shí)驗(yàn)操作短視頻(控制在5分鐘左右/個(gè)))、產(chǎn)品圖片、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等；上傳到學(xué)習(xí)通課程平臺(tái)，以供課后討論、交流及對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)分；(4)匯報(bào)交流互動(dòng)問題。如第四組被抽到回答第⑦個(gè)互動(dòng)問題(實(shí)驗(yàn)中使用到幾次玻棒，作用分別是什么？)。學(xué)生總結(jié)匯報(bào)如下：①溶解時(shí)：攪拌，加速粗鹽的溶解；②過濾時(shí)：引流，防止液體濺出；③蒸發(fā)時(shí)：防止加熱時(shí)由于局部過熱，造成液滴飛濺；④蒸發(fā)后：轉(zhuǎn)移固體。

2.3 課后總結(jié)，線上教學(xué)為主

展示分享成果，實(shí)施互動(dòng)評(píng)價(jià)，點(diǎn)評(píng)總結(jié)歸納。教學(xué)目的在于通過學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推斷及交流的能力。達(dá)成學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、技能培養(yǎng)、情感養(yǎng)成、價(jià)值熏陶協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

教師活動(dòng)：(1)展示3～5個(gè)成功和失敗的實(shí)驗(yàn)方案、操作視頻及產(chǎn)品圖片等，引導(dǎo)同學(xué)們自主進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、分析，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。如展示優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)主要操作流程圖(圖1，第一組完成)、常壓過濾操作“一貼、二低、三靠”示意圖(圖2，第十組完成)；(2)隨機(jī)點(diǎn)評(píng)學(xué)生上傳的實(shí)驗(yàn)操作視頻，對(duì)部分典型錯(cuò)誤操作進(jìn)行深入剖析，供同學(xué)們檢錯(cuò)、查錯(cuò)、糾錯(cuò)，嘗試用“反例”來加深知識(shí)理解；(3)通過集中線上討論答疑形式，對(duì)學(xué)生在線上線下提出的難點(diǎn)、疑點(diǎn)問題進(jìn)行討論，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行總結(jié)分析；(4)通報(bào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品、操作視頻、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及預(yù)習(xí)報(bào)告等評(píng)分情況，對(duì)評(píng)分有疑點(diǎn)的地方組織和允許大家質(zhì)詢，以培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任意識(shí)。

學(xué)生活動(dòng)：(1)上傳本人實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并對(duì)照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)本人實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品等進(jìn)行自評(píng)，給出自評(píng)成績(jī)；(2)小組長(zhǎng)交叉對(duì)其他組同學(xué)的預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出小組互評(píng)成績(jī)；(3)有權(quán)對(duì)本人或他人成績(jī)進(jìn)行質(zhì)詢，評(píng)閱人需對(duì)互評(píng)或自評(píng)成績(jī)合理性進(jìn)行解釋說明。(4)線上完成課后測(cè)試題，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)掌握情況。

圖1 實(shí)驗(yàn)室粗鹽提純中主要涉及的操作

圖2 過濾操作示意圖

3 實(shí)施效果分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用相同的理論試題及操作試題對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果進(jìn)行測(cè)評(píng)。并對(duì)兩班同學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、預(yù)習(xí)報(bào)告情況進(jìn)行匯總比較，同時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)易問卷調(diào)查，綜合測(cè)評(píng)結(jié)果見表1。

可見，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告、預(yù)習(xí)報(bào)告、理論考試和操作考試成績(jī)的優(yōu)秀率和平均分均明顯高于對(duì)照班，說明混合式教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)班學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)興趣及教學(xué)滿意度也明顯高于對(duì)照班，說明混合式教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。這是因?yàn)榛旌鲜浇虒W(xué)模式突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制[12]，一方面平臺(tái)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)情況，加強(qiáng)了學(xué)習(xí)過程管理，督促了學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另一方面，線上教學(xué)資源方便學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)，如學(xué)生可反復(fù)查看操作視頻，從而規(guī)范和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作。此外，線上測(cè)試和討論，加強(qiáng)了師生互動(dòng)，有助于教師進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)、學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。更重要的是一些低階性知識(shí)可通過線上教學(xué)，學(xué)生利用碎片時(shí)間課外學(xué)習(xí)，大大節(jié)省了線下實(shí)驗(yàn)課程的講解時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)際操作，互動(dòng)交流。

4 結(jié)語

線上線下教學(xué)模式將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，把學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)。該模式注重以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和需求，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究和合作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的科學(xué)素養(yǎng)，厚植團(tuán)隊(duì)合作、存疑創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展等人文精神，值得進(jìn)一步完善和推廣實(shí)施。