高錦紅,范建訓
(渭南師范學院 化學與材料學院,陜西 渭南 714099)
隨著網(wǎng)絡教學平臺的興起,線上線下混合式教學已成為教育變革的必然。在教學改革實踐過程中,混合式教學模式被越來越多的教師所青睞。有眾多學者提出和構(gòu)建了不同的線上線下混合式教學模式,并取得了良好的教學效果,教學模式可參考可推廣,為實驗教學的創(chuàng)新以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了有益的借鑒[1-4]。
“物理化學實驗”是高?;瘜W化工等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程,是培養(yǎng)學生基本操作能力、科學研究能力、綜合創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié),課程綜合了化學領(lǐng)域中各分支學科所需要的基本操作技能和方法,在化學基礎(chǔ)實驗中有著相當重要的地位[5]。當前各種形式的線上教育與共享資源沖擊著傳統(tǒng)教學模式,轉(zhuǎn)變教學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”等都是線上教學常用平臺,其中“超星學習通”在混合式教學中也發(fā)揮了重要作用。為推進實驗課程教學改革和課程建設(shè),跟上信息發(fā)展步伐,結(jié)合課程特點和實際實驗條件,以提高學生的自主學習能力、動手實踐能力和創(chuàng)新能力為目標,借助學習通教學平臺,構(gòu)建線上線下混合式教學模式。
傳統(tǒng)教學模式中突顯的問題有:①課前預習單靠教材去了解實驗的相關(guān)知識,學生興趣不大、積極性不高。②教學以教師為中心,學生只是被動參與實驗過程,科學創(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,學生基本在教師的“手把手”指導下完成操作,課堂互動少,學生的操作水平和動手能力得不到提高,前學后忘,走出實驗室基本不記得學了什么,課堂質(zhì)量不高。③實驗課程由物理化學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),因此物理化學理論課程和實驗課程不同步,學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,反映不出學生對實驗的掌握程度。
1)有助于推進實驗教學改革和課程建設(shè)。線上線下混合式教學是在保留傳統(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習通”能在手機上實現(xiàn)師生間的教學互動、資源推送和問題反饋,實現(xiàn)教師對學生學習進度的跟蹤與評價,考核更加客觀公正,能促進實驗教學改革和課程建設(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,可提前將與實驗相關(guān)的參考資料和視頻上傳“學習通”資源庫,學生隨時線上瀏覽和預習,可反復觀看實驗操作視頻,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。雙線融合教學能使答疑解惑、掌握學情及師生互動、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壓力和課時少的負擔[8-9]。
3)豐富課程內(nèi)容。線上教學資源不只限于課程基礎(chǔ)知識和任務,可鼓勵學生積極參與創(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。通過線上教學平臺,學生可將參賽獲獎視頻、學生為第一作者發(fā)表的論文及成果等進行在線交流學習。可通過教學平臺賞古詩,學化學,將課程和思政元素相結(jié)合悟人生之道;了解相關(guān)物理化學家,學習科學家的生平軼事和科研貢獻,激勵學生榜樣的力量,形成內(nèi)在的學習動力。還可以開辟第二課堂,鼓勵學生講解實驗原理步驟或錄制小視頻通過線上平臺交流學習,充分調(diào)動學習的積極性。
結(jié)合物理化學實驗課程特征,借助“超星學習通”教學平臺,實現(xiàn)線上線下混合教學模式。教學過程由“線上預習-線下實踐-課后線上拓展”等教學步驟構(gòu)成。
課前預習是實驗教學的重要環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)中讓學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)絡平臺發(fā)布預習任務和資源,提醒學生通過手機端“學習通”進行學習,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)絡資源:在“學習通”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)置學習時間截點,教師線上跟綜,對于測試效果不理想的可退回,提醒學生再次學習,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]。通過學生的線上預習情況,教師準確掌握學情,設(shè)計線下教學內(nèi)容,保證線下課堂教學順利開展,實現(xiàn)線上線下相互融合。
學生通過線上自主預習,有了一定的準備,教師根據(jù)學生線上預習和答題情況,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同學?數(shù)據(jù)處理階段:苯甲酸燃燒過程的反應方程式?操作過程中的系列問題結(jié)合線上學習與線下實踐互補完成,實驗操作過程中教師全程參與,規(guī)范操作并解答學生的疑難問題,保障實驗教學效果。
課堂教學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、課后拓展訓練等,這些問題可放在課后線上進行,通過學習通平臺來完成。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、航空燃料等方面應用(圖2)。通過實驗拓展和啟發(fā),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,增強學生時代緊迫感和責任感。
圖1 MATLAB軟件處理數(shù)據(jù)程序
圖2 量熱計在生活生產(chǎn)中的應用
混合教學模式在物理化學實驗教學中的實施,受到了學生的好評,提高了學生實驗課的興趣,加強了學生對知識的理解,提高了學生的自學能力,促進了實驗教學改革。
1)教學效果提升顯著。混合式教學模式的開展,使教師在教學過程中不斷提升,學生線上線下的學習氣氛更加熱烈,學風明顯有了好轉(zhuǎn),課堂積極性和參與度較高,課堂教學中學生實驗操作失誤明顯減少,獲得的實驗數(shù)據(jù)準確率顯著提高,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生視野,提高了學習熱情。豐富的線上資源調(diào)動了學生的積極性,學生們在豐富的學習資源中對實驗的興趣更濃,努力去創(chuàng)新爭先,增強了學習的挑戰(zhàn)度與成就感。在中國化學會和教育部高等學校國家級實驗教學示范中心聯(lián)席會聯(lián)合舉辦的“第三屆全國大學生化學實驗創(chuàng)新設(shè)計大賽”中,我院學生榮獲西北賽區(qū)改進實驗二等獎。線上線下相融合教學模式,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生參與混合教學過程的每個環(huán)節(jié)。線上成績綜合了學習通平臺中學習任務完成情況、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,有助于教學質(zhì)量的評價與提升。
結(jié)合物理化學實驗課程特點,利用“超星學習通”教學平臺,構(gòu)建了線上預習、線下實踐、課后線上拓展等步驟相銜接的教學過程,線上教學對線下課堂起到了輔助強化作用,調(diào)動了學生學習的積極性和主動性,課堂教學效果有了顯著提升,實現(xiàn)了教師對學生學習進度的跟蹤與評價,成績考核客觀公正?;旌鲜浇虒W效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學模式,但在雙線融合過程中,還有很多問題需要我們?nèi)ニ伎?、探索和拓展,需要教師團隊合作努力,結(jié)合自身院校教學條件,借鑒優(yōu)秀院?;旌辖虒W模式教學經(jīng)驗,豐富線上資源,營造更好的課堂氛圍,使混合式教學模式能更好地提升物理化學實驗的教學質(zhì)量。