混合式教學(xué)模式在物理化學(xué)實驗課程中的應(yīng)用*

高錦紅，范建訓(xùn)

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南 714099)

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的興起，線上線下混合式教學(xué)已成為教育變革的必然。在教學(xué)改革實踐過程中，混合式教學(xué)模式被越來越多的教師所青睞。有眾多學(xué)者提出和構(gòu)建了不同的線上線下混合式教學(xué)模式，并取得了良好的教學(xué)效果，教學(xué)模式可參考可推廣，為實驗教學(xué)的創(chuàng)新以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了有益的借鑒[1-4]。

“物理化學(xué)實驗”是高校化學(xué)化工等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，是培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力、科學(xué)研究能力、綜合創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)，課程綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支學(xué)科所需要的基本操作技能和方法，在化學(xué)基礎(chǔ)實驗中有著相當(dāng)重要的地位[5]。當(dāng)前各種形式的線上教育與共享資源沖擊著傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教學(xué)模式已成為高校教師研究的重要課題[6-7]。近幾年“云班課”“雨課堂” “職業(yè)云”等都是線上教學(xué)常用平臺，其中“超星學(xué)習(xí)通”在混合式教學(xué)中也發(fā)揮了重要作用。為推進實驗課程教學(xué)改革和課程建設(shè)，跟上信息發(fā)展步伐，結(jié)合課程特點和實際實驗條件，以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、動手實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，借助學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式。

1 物理化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)教學(xué)模式中突顯的問題有：①課前預(yù)習(xí)單靠教材去了解實驗的相關(guān)知識，學(xué)生興趣不大、積極性不高。②教學(xué)以教師為中心，學(xué)生只是被動參與實驗過程，科學(xué)創(chuàng)新性得不到培養(yǎng)。比如“燃燒熱的測定”實驗，實驗操作過程繁瑣，學(xué)生基本在教師的“手把手”指導(dǎo)下完成操作，課堂互動少，學(xué)生的操作水平和動手能力得不到提高，前學(xué)后忘，走出實驗室基本不記得學(xué)了什么，課堂質(zhì)量不高。③實驗課程由物理化學(xué)教研室老師分別授課，因條件有限，實驗要在有限時間和空間內(nèi)集中循環(huán)，因此物理化學(xué)理論課程和實驗課程不同步，學(xué)生不能真正理解實驗現(xiàn)象及結(jié)論背后的深層含義。④實驗報告撰寫照抄現(xiàn)象嚴(yán)重，數(shù)據(jù)處理及結(jié)果討論缺乏理解和思考，沒有自己的特色。⑤考核評價方式單一，成績以實驗報告和考試為主，反映不出學(xué)生對實驗的掌握程度。

2 混合式教學(xué)模式的重要性

1)有助于推進實驗教學(xué)改革和課程建設(shè)。線上線下混合式教學(xué)是在保留傳統(tǒng)課堂授課模式優(yōu)勢的前提下，合理地融入線上授課方式?！皩W(xué)習(xí)通”能在手機上實現(xiàn)師生間的教學(xué)互動、資源推送和問題反饋，實現(xiàn)教師對學(xué)生學(xué)習(xí)進度的跟蹤與評價，考核更加客觀公正，能促進實驗教學(xué)改革和課程建設(shè)。

2)減少課堂內(nèi)容多而課時少的矛盾。教師可以充分利用線上平臺的各種功能，用以輔助教學(xué)，可提前將與實驗相關(guān)的參考資料和視頻上傳“學(xué)習(xí)通”資源庫，學(xué)生隨時線上瀏覽和預(yù)習(xí)，可反復(fù)觀看實驗操作視頻，教師可精簡線下課堂講授內(nèi)容，留出充足時間進行討論互動。雙線融合教學(xué)能使答疑解惑、掌握學(xué)情及師生互動、生生互動的渠道更為廣泛、及時和有效，在一定程度上還能減輕教師的教學(xué)壓力和課時少的負(fù)擔(dān)[8-9]。

3)豐富課程內(nèi)容。線上教學(xué)資源不只限于課程基礎(chǔ)知識和任務(wù)，可鼓勵學(xué)生積極參與創(chuàng)新實驗，參與教師的項目，成為教師科研工作中的有力助手。通過線上教學(xué)平臺，學(xué)生可將參賽獲獎視頻、學(xué)生為第一作者發(fā)表的論文及成果等進行在線交流學(xué)習(xí)。可通過教學(xué)平臺賞古詩，學(xué)化學(xué)，將課程和思政元素相結(jié)合悟人生之道；了解相關(guān)物理化學(xué)家，學(xué)習(xí)科學(xué)家的生平軼事和科研貢獻，激勵學(xué)生榜樣的力量，形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力。還可以開辟第二課堂，鼓勵學(xué)生講解實驗原理步驟或錄制小視頻通過線上平臺交流學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性。

3 混合教學(xué)模式的教學(xué)過程

結(jié)合物理化學(xué)實驗課程特征，借助“超星學(xué)習(xí)通”教學(xué)平臺，實現(xiàn)線上線下混合教學(xué)模式。教學(xué)過程由“線上預(yù)習(xí)-線下實踐-課后線上拓展”等教學(xué)步驟構(gòu)成。

3.1 線上預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)是實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中讓學(xué)生掌握實驗的基本原理、方法、熟悉實驗器材的操作等。提前2天在網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)和資源，提醒學(xué)生通過手機端“學(xué)習(xí)通”進行學(xué)習(xí)，并完成相關(guān)測試題等。以實驗“燃燒熱的測定”為例：①推送資料和網(wǎng)絡(luò)資源：在“學(xué)習(xí)通”平臺上發(fā)布課件PPT，推送短視頻，推薦MOOC平臺等資源。②在平臺“討論區(qū)”發(fā)布問題：燃燒熱的定義是什么？恒壓燃燒熱與恒容燃燒熱的差別及相互關(guān)系是什么？實驗中測定固體粉末的熱值時粉末可壓片，若測液體狀物質(zhì)時樣品如何處理？查閱資料分析“氧彈量熱計”在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用有哪些？這些問題在討論區(qū)進行交流互動。③對自主測試題，設(shè)置學(xué)習(xí)時間截點，教師線上跟綜，對于測試效果不理想的可退回，提醒學(xué)生再次學(xué)習(xí)，對疑惑及時在答疑討論區(qū)溝通交流。

線上互動借鑒“測驗式互動-協(xié)作式互動-答疑式互動”方式開展[8]。通過學(xué)生的線上預(yù)習(xí)情況，教師準(zhǔn)確掌握學(xué)情，設(shè)計線下教學(xué)內(nèi)容，保證線下課堂教學(xué)順利開展，實現(xiàn)線上線下相互融合。

3.2 線下實踐

學(xué)生通過線上自主預(yù)習(xí)，有了一定的準(zhǔn)備，教師根據(jù)學(xué)生線上預(yù)習(xí)和答題情況，對實驗原理、操作等內(nèi)容進行重點講解，實驗過程中協(xié)助學(xué)生完成實驗，組織討論并答疑解惑。以“燃燒熱的測定”實驗為例。實驗過程中教師提出系列問題，比如，苯甲酸壓片前：壓藥片太松和太緊行不行？氧彈裝樣前：氧彈中為什么要加入 10 mL 蒸餾水？氧彈裝樣時：粉末試劑可壓片，液體試劑怎么處理？氧彈充氧時：充氧的壓力和時間為多少？氧彈放氣時：開氧彈時放氣伐口能否對準(zhǔn)同學(xué)？數(shù)據(jù)處理階段：苯甲酸燃燒過程的反應(yīng)方程式？操作過程中的系列問題結(jié)合線上學(xué)習(xí)與線下實踐互補完成，實驗操作過程中教師全程參與，規(guī)范操作并解答學(xué)生的疑難問題，保障實驗教學(xué)效果。

3.3 課后線上拓展

課堂教學(xué)中的一些問題需要教師課后解決，如實驗報告中問題的反饋、課后拓展訓(xùn)練等，這些問題可放在課后線上進行，通過學(xué)習(xí)通平臺來完成。對實驗報告中存在的問題、優(yōu)秀實驗報告、實驗心得等在平臺中進行解答和展示，教師及時反饋問題，學(xué)生知錯能改并加深影響。教師在線上資源中定期發(fā)布與實驗相關(guān)拓展資料，如“燃燒熱測定”實驗中雷諾圖繪制，除了Excel、Origin軟件，還可用MATLAB軟件進行數(shù)據(jù)處理(圖1)；量熱計還可延伸至食物、煤炭、航空燃料等方面應(yīng)用(圖2)。通過實驗拓展和啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，增強學(xué)生時代緊迫感和責(zé)任感。

圖1 MATLAB軟件處理數(shù)據(jù)程序

圖2 量熱計在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用

4 混合式教學(xué)模式的實踐成效

混合教學(xué)模式在物理化學(xué)實驗教學(xué)中的實施，受到了學(xué)生的好評，提高了學(xué)生實驗課的興趣，加強了學(xué)生對知識的理解，提高了學(xué)生的自學(xué)能力，促進了實驗教學(xué)改革。

1)教學(xué)效果提升顯著。混合式教學(xué)模式的開展，使教師在教學(xué)過程中不斷提升，學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)氣氛更加熱烈，學(xué)風(fēng)明顯有了好轉(zhuǎn)，課堂積極性和參與度較高，課堂教學(xué)中學(xué)生實驗操作失誤明顯減少，獲得的實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率顯著提高，能主動思考問題，實驗報告規(guī)范性有了明顯提高，教學(xué)效果提升顯著。

2)推動課程建設(shè)。課后線上拓展知識開闊了學(xué)生視野，提高了學(xué)習(xí)熱情。豐富的線上資源調(diào)動了學(xué)生的積極性，學(xué)生們在豐富的學(xué)習(xí)資源中對實驗的興趣更濃，努力去創(chuàng)新爭先，增強了學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)度與成就感。在中國化學(xué)會和教育部高等學(xué)校國家級實驗教學(xué)示范中心聯(lián)席會聯(lián)合舉辦的“第三屆全國大學(xué)生化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計大賽”中，我院學(xué)生榮獲西北賽區(qū)改進實驗二等獎。線上線下相融合教學(xué)模式，也為實驗課程改革和建設(shè)起到了積極推動作用。

3)成績考核客觀公正。實驗成績考核綜合了學(xué)生參與混合教學(xué)過程的每個環(huán)節(jié)。線上成績綜合了學(xué)習(xí)通平臺中學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況、討論、互動、測驗等方面；線下成績綜合了實驗操作、互動表現(xiàn)、實驗報告撰寫及期末成績等。成績評價綜合了線上線下，考核客觀公正，有助于教學(xué)質(zhì)量的評價與提升。

5 結(jié)語

結(jié)合物理化學(xué)實驗課程特點，利用“超星學(xué)習(xí)通”教學(xué)平臺，構(gòu)建了線上預(yù)習(xí)、線下實踐、課后線上拓展等步驟相銜接的教學(xué)過程，線上教學(xué)對線下課堂起到了輔助強化作用，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，課堂教學(xué)效果有了顯著提升，實現(xiàn)了教師對學(xué)生學(xué)習(xí)進度的跟蹤與評價，成績考核客觀公正?；旌鲜浇虒W(xué)效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，但在雙線融合過程中，還有很多問題需要我們?nèi)ニ伎肌⑻剿骱屯卣?，需要教師團隊合作努力，結(jié)合自身院校教學(xué)條件，借鑒優(yōu)秀院?；旌辖虒W(xué)模式教學(xué)經(jīng)驗，豐富線上資源，營造更好的課堂氛圍，使混合式教學(xué)模式能更好地提升物理化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量。