“溶液的配制”實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)探索

黃華南 曹小華 葉興琳 周 影 周德志 徐常龍

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

“溶液的配制”是中學(xué)化學(xué)及大學(xué)化學(xué)普遍開設(shè)的一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)涉及常見玻璃量器的使用(如量筒、移液管、容量瓶等)、常規(guī)實(shí)驗(yàn)操作(如稱量、溶解、移液、定容等)及溶液理論知識(shí)(如濃度計(jì)算等)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“三基”具有重要意義[1-5]。目前許多教師仍習(xí)慣于傳統(tǒng)的“講授”法開展該實(shí)驗(yàn)教學(xué)，普遍存在實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、內(nèi)容局限于教材、教學(xué)方法靈動(dòng)性不夠等不足，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，教學(xué)效果欠佳[2-5]。

線上線下混合式教學(xué)模式融合了線上個(gè)性化學(xué)習(xí)與線下傳統(tǒng)課堂群體性學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，有利于發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，是當(dāng)前教學(xué)改革的必然趨勢(shì)[6-8]，然而迄今未見“溶液的配制”實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)改革探討。我校自2019年開始在溶液的配制實(shí)驗(yàn)中實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

1 線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

按照服務(wù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、滿足個(gè)性學(xué)習(xí)需求、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、促進(jìn)全面發(fā)展的原則，筆者對(duì)溶液的配制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)改革，具體教學(xué)線上線下教學(xué)環(huán)節(jié)安排如下。

1.1 線上教學(xué)環(huán)節(jié)

課前預(yù)習(xí)：(1)師生就實(shí)驗(yàn)問題進(jìn)行溝通，如教師對(duì)線上線下混合式教學(xué)環(huán)節(jié)及要求進(jìn)行說明，師生共同商定教學(xué)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法等；(2)教師在超星學(xué)習(xí)通課程平臺(tái)推送學(xué)習(xí)資料，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)PPT、重要操作視頻(溶解操作、量筒、移液管及容量瓶的使用等)、拓展資料(教研論文、慕課資源等)、測(cè)試題等；(3)教師發(fā)布學(xué)習(xí)公告，明確學(xué)習(xí)目的、內(nèi)容、任務(wù)和考核評(píng)價(jià)辦法；(4)學(xué)生在線學(xué)習(xí)，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)任務(wù)，反饋疑難問題，并進(jìn)行線上自測(cè)，自測(cè)合格者方可進(jìn)入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)；(5)平臺(tái)自動(dòng)記錄學(xué)生線上學(xué)習(xí)次數(shù)、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、自測(cè)成績(jī)等。

實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)：課前5分鐘進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。(1)學(xué)生簽到；(2)反饋學(xué)生線上預(yù)習(xí)情況；(3)互動(dòng)回答學(xué)生在互動(dòng)論壇發(fā)布的問題；(4)隨機(jī)匹配上傳教學(xué)任務(wù)(量筒、移液管、容量瓶的使用及溶解、稱量操作視頻)；(5)按小組隨機(jī)匹配拓展訓(xùn)練任務(wù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一周提交調(diào)研小論文。拓展訓(xùn)練任務(wù)具體包括：①溶液配制中的誤差分析；②實(shí)驗(yàn)室常用酸堿溶液濃度，溶液濃度的表示方法及相關(guān)計(jì)算方法；③常見玻璃量器使用方法；④常見醫(yī)用消毒液的配制及應(yīng)用；⑤醫(yī)院常見等滲溶液(如250mL生理鹽水的配制等)的配制及應(yīng)用；⑥市售84消毒液、潔廁靈和洗潔精配方及正確使用方法。

課后分析：(1)基于平臺(tái)，學(xué)生完成課后測(cè)試；(2)小組長(zhǎng)交叉批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告；(3)小組長(zhǎng)交叉查看并評(píng)閱各位同學(xué)上傳的操作微視頻；(4)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作視頻及拓展性訓(xùn)練小論文(方案)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，特別是指出并糾正出現(xiàn)的共性錯(cuò)誤，強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作；(5)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作視頻、小論文等展評(píng)；(6)師生線上互動(dòng)，交流討論相關(guān)問題。

拓展訓(xùn)練：(1)師生就拓展性訓(xùn)練進(jìn)行互動(dòng)、交流；(2)教師指導(dǎo)學(xué)生開展拓展性訓(xùn)練；(3)師生就本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行交流、討論和總結(jié)提升；(4)借助平臺(tái)統(tǒng)計(jì)、分析并公布實(shí)驗(yàn)線上學(xué)習(xí)成績(jī)。

1.2 線下教學(xué)環(huán)節(jié)

課前預(yù)習(xí)：(1)教師建立超星學(xué)習(xí)通課程平臺(tái)；(2)教師自制或收集整理教學(xué)資料，如教學(xué)PPT、基本操作視頻、測(cè)試題等；(3)師生協(xié)商將全班同學(xué)分成10個(gè)小組(4-5人/組)，推選小組長(zhǎng)1名/小組；(4)學(xué)生撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)方案，要求學(xué)生用圖、表、反應(yīng)式等簡(jiǎn)潔直觀的形式描述實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備及步驟等內(nèi)容，并擇優(yōu)予以加分；(5)學(xué)生提出并匯總預(yù)習(xí)中遇到的疑點(diǎn)難點(diǎn)，并上傳到課程平臺(tái)互動(dòng)論壇。

實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)：(1)教師對(duì)溶液的配制過程中重點(diǎn)操作、難點(diǎn)操作和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)；(2)學(xué)生動(dòng)手操作，配制系列溶液如100 mL 3 mol/L硫酸溶液、50 mL甲基橙指示劑(1 g/L)和酚酞指示劑(1 g/L)、100 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液及0.100 0 mol/L 碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)、討論和交流。記錄實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)及現(xiàn)象；(3)錄制并向課程平臺(tái)上傳一個(gè)本人操作微視頻(5分鐘以內(nèi))，用于課后分析討論及評(píng)定成績(jī)。

課后分析：(1)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，線上線下同時(shí)提交；(2)分小組開展調(diào)研、收集材料，完成拓展性實(shí)驗(yàn)小論文(方案)；(3)教師批閱拓展性實(shí)驗(yàn)小論文(方案)；(4)教師批閱小組長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及抽閱部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

拓展訓(xùn)練：(1)學(xué)生按教師指導(dǎo)意見，修改完善拓展訓(xùn)練方案；(2)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐性拓展訓(xùn)練(如在實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)、深入醫(yī)院、超市、食堂調(diào)查等)。

1.3 線上線下混合式教學(xué)模式特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的“照方抓藥”式線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，改革后的線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“教師中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)生中心”，更加突出了學(xué)生主體地位，教師發(fā)揮引導(dǎo)者、輔助者和合作者作用[9]。課堂不再局限于實(shí)驗(yàn)室，拓展了學(xué)習(xí)時(shí)間和空間，能實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)和異步教學(xué)交錯(cuò)進(jìn)行。教學(xué)內(nèi)容由注重“知識(shí)性、規(guī)范性和系統(tǒng)性”轉(zhuǎn)向?yàn)轶w現(xiàn)“科學(xué)性、專業(yè)性和靈動(dòng)性”，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)過程充分發(fā)揮“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”協(xié)同作用，注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探索。

2 教學(xué)實(shí)施

以臨床醫(yī)學(xué)A1911班(43人)作為研究對(duì)象，安排2位指導(dǎo)老師，其中主講為教授/博士、輔導(dǎo)教師為講師/博士。以筆者編寫的實(shí)驗(yàn)教材[1]為主教材，線下課時(shí)為3學(xué)時(shí)，線上課時(shí)為1課時(shí)。按照表1設(shè)計(jì)實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，其中線下溶液的配制操作實(shí)驗(yàn)2人/組，拓展性訓(xùn)練分成10組(4～5人/組)。

3 線上線下混合式教學(xué)成果展示

線上線下混合式教學(xué)以學(xué)生為主體、以學(xué)習(xí)為中心，學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)。線上學(xué)生利用碎片化的時(shí)間學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，觀看優(yōu)秀慕課資源及相關(guān)操作規(guī)范視頻等；線下學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)收集信息資料，深入醫(yī)院、超市和圖書館調(diào)查研究，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生熱情高漲，圍繞系列溶液的配制和拓展訓(xùn)練學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)，獲得了比較豐富的學(xué)習(xí)成果。如對(duì)一般溶液配制操作和儀器使用，學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)收集并整理出形象生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)流程圖(圖1與圖2)；搜索整理了豐富的網(wǎng)課及視頻資源，并動(dòng)手拍攝了溶解、移液、定容等操作視頻；深入調(diào)查的同學(xué)還拍攝了醫(yī)院及生活中常用溶液的商品/藥品圖片；展示了自己配制的酒精洗手液/消毒液；師生合作進(jìn)一步總結(jié)、明確了玻璃量器使用五個(gè)“應(yīng)知應(yīng)會(huì)”(見表1)。

表1 玻璃量器使用“應(yīng)知應(yīng)會(huì)”

圖1 生理鹽水的配制實(shí)驗(yàn)流程圖

圖2 移液管的使用操作示范圖

4 教學(xué)效果測(cè)評(píng)

為檢驗(yàn)本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)施效果，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束一周后，由基礎(chǔ)化學(xué)教研室組織測(cè)評(píng)。混合式測(cè)評(píng)包括理論部分(教材[1]P41中5道實(shí)驗(yàn)思考題及溶液配制中的誤差原因分析)、操作部分(分別配制0.200 0 mol/L(A)及0.050 0 mol/L(B)Na2CO3溶液各100 mL，B溶液由A溶液稀釋配制)及簡(jiǎn)易問卷。測(cè)評(píng)結(jié)果見表2。

可見，實(shí)驗(yàn)理論及操作測(cè)試優(yōu)秀率均達(dá)到25%以上，優(yōu)良率合計(jì)均超過90%。72.1%的同學(xué)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果表示滿意，58.1%的同學(xué)表示對(duì)本實(shí)驗(yàn)非常感興趣、51.1%的同學(xué)認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)自身學(xué)習(xí)能力有很大幫助。這是因?yàn)榫€上線下混合式教學(xué)模式以學(xué)生為中心，學(xué)生主體意識(shí)、責(zé)任意識(shí)顯著增強(qiáng)。同時(shí)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍、編排和銜接，使之具有鮮活感、現(xiàn)實(shí)性和交互性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。平臺(tái)過程性學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)功能，督促了學(xué)生課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。此外線上教學(xué)豐富了教學(xué)內(nèi)容、突破了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空限制，比如學(xué)生可以反復(fù)觀看學(xué)習(xí)基本操作視頻，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)三基的理解和對(duì)操作規(guī)范的領(lǐng)悟。線下教學(xué)教師進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)、學(xué)生開展鞏固性和拓展性實(shí)驗(yàn)，提高了教學(xué)的針對(duì)性，增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究有效課時(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑH39.5%的同學(xué)認(rèn)為線上線下混合式教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生合作能力有很大幫助，可能是由于混合式教學(xué)過程中過程性評(píng)價(jià)主要以平臺(tái)統(tǒng)計(jì)的個(gè)人學(xué)習(xí)情況為主，對(duì)學(xué)生合作學(xué)習(xí)考核不夠，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)合作學(xué)習(xí)重視不夠。說明混合式教學(xué)改革需要進(jìn)一步關(guān)注學(xué)生合作學(xué)習(xí)。

表2 溶液的配制實(shí)驗(yàn)綜合測(cè)評(píng)結(jié)果

5 結(jié)束語

線上線下混合式教學(xué)模式增加了實(shí)驗(yàn)課堂的趣味性、靈動(dòng)性，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的教學(xué)時(shí)空限制。注重充分發(fā)揮“學(xué)生主體、教師主導(dǎo)”協(xié)同作用，能有效實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到極大的提高，參與度加大，對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解更加透徹，操作更加規(guī)范。教師的教學(xué)更具有針對(duì)性，教學(xué)效果明顯提高。

雖然本次教學(xué)改革取得了較好的效果，但在實(shí)施中也遇到一些問題，如線上線下教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間分配問題，線上線下教學(xué)平臺(tái)及時(shí)轉(zhuǎn)換問題、師生線上教學(xué)興趣和投入問題、師生信息化技術(shù)掌握程度等。有待與同行一起深入探索，不斷完善和推廣混合式教學(xué)模式。