“线上+线下”融合的分析化学实验多元化混合教学模式

杨怀金 叶芝祥 徐成华 杨迎春 赵 淼 林 瑜

（成都信息工程大学资源环境学院 四川·成都 610225）

分析化学实验是一门实践性极强的课程，是分析化学理论课教学与实践紧密结合、实现知识和能力转化的桥梁。在“互联网+教育”信息化飞速发展大背景下，传统的分析化学实验教学模式已不适应高等教育创新型、应用型人才培养的需求，而“慕课、微课、翻转课堂”等新型教育模式已为高校实验教学改革提供了一种全新的思路。虽然新型教育模式有着传统教学模式无法比拟的优势，但就高校分析化学实验课程的特点而言，单一的线上教学新模式不能完全取代传统的实验教学。因此，探索混合教学模式已经成为近年分析化学实验教学改革研究的热点。本文借鉴“慕课、微课、翻转课堂”新型教学模式的理念，结合我校环境类专业分析化学实验课程特点，构建一种“线上+线下”有机融合的分析化学实验多元化混合教学模式，以期提升分析化学实验教学质量和学习效果。

1 我校分析化学实验课程教学改革现状

我校现有环境科学与工程一级学科硕士学位授予权，有环境工程、环境科学两个本科专业。环境工程专业是四川省特色专业、国家卓越工程师培养计划试点专业、国家级一流本科专业建设点，2020年通过工程教育专业认证。环境科学专业是四川省重点（培育）学科、省级一流本科专业建设点。分析化学实验是我校面向环境类本科专业开设的一门必修学科基础课，在环境工程和环境科学专业人才培养过程中起着重要的作用。

分析化学实验在我校开设的历史悠久，可一直追溯到我校自1999年招收首届环境工程专业本科生就设置了分析化学实验教学的内容。经过20多年的分析化学实验教学改革与实践，目前已形成了适合环境类专业本科人才培养的分析化学实验教学内容体系和具有示范性的“口试+操作考试”相结合期末考核方式，自编了分析化学实验指导书，实验室建设过程中配备了充足的分析化学实验所需仪器设备和资源。虽然在分析化学实验课程教学改革与实践方面取得了良好的成效，但分析化学实验仍采用“课前预习，课上教师讲解、演示实验，学生‘照方抓药’地做实验，课后完成实验报告”的传统单一的线下教学模式实施。传统的实验教学模式与新时代“互联网+教育”大背景下环境类专业人才培养的需求不适应，主要存在以下问题：（1）教学形式单一，教学互动性不足，无法充分调动学生自主学习和实验的积极性，不利于提高学生分析问题、解决问题的能力；（2）受实验仪器条件、学时等综合因素制约，不利于学生综合思维、创新意识、实践能力的培养；（3）考核方式仍有待改进，需建立全过程化考核和结果评价机制。因此，创新分析化学实验教学模式改革势在必行。

2 “线上+线下”有机融合的分析化学实验多元化混合教学模式的构建

“慕课”的核心理念是“微课程、小测验、实时解答、学习自由”。“微课”以微视频为主要载体，具有“主题突出、情境真实、交互性好、生动有趣”等特点。翻转课堂是一种全新的教学模式，体现了以学生为中心的教学理念。本文在“慕课、微课、翻转课堂”新型教学模式的启发下，将新型教育模式和传统实验教学模式优势有效互补，从课前、课中和课后三个环节进行实验教学模式设计，构建了“线上+线下”有机融合的分析化学实验多元化混合教学模式（如图1所示）。

图1：“线上+线下”有机融合的分析化学实验多元化混合教学模式

2.1 课前预习

课前预习环节包括教师教学资源准备和学生自主学习。教师线下精心设计和制作实验预习导学案、微视频、微课件（PPT）、测试题等教学资源包，至少在实验课前一周将教学资源包在网络学习平台上线共享给学生，让学生在课前能够按照实验预习导学案自主学习。学生在自主学习过程中可以充分利用碎片时间、自主地选择时间和地点，在线观看实验微视频、微课件及学习资料，在线完成课前小测验。学生遇到问题可以与同学、教师进行在线互动交流和讨论，在线及时获得问题的答疑和解答。学生完成在线自主学习和课前小测验后，需要线下认真完成实验预习报告撰写。教师在课前环节可以及时了解学生的学习情况，需要对学生完成课前小测验情况进行成绩评定，同时对学生反馈的问题进行归纳总结，为持续改进实验教学提供参考。

2.2 课堂教学活动

课堂实验是实验教学活动的关键环节。教师的主要任务是：实验课前借助在线学习平台推送基于思维导图设计的实验步骤微课件和实验操作示范微视频；课前5分钟检查学生实验预习报告，合格者方可进入实验室；精讲实验内容、演示实验操作、指导实验过程、检查实验数据。在课堂实验实施过程中，教师讲解实验的时间控制10分钟以内，实验操作演示主要通过微视频形式展现，并对学生整个实验过程进行监控和指导。学生通过线上实验步骤思维导图和实验操作微视频的辅助下，线下完成实验操作、认真观察实验现象、如实记录实验原始数据。学生可根据实验操作进程中自身遇到实际问题，有针对性地选择实验操作微视频反复观看，以发现、分析和解决在实验操作中存在的问题。学生完成实验后必须将实验数据记录卡交由教师检查并签字，然后整理好实验台面清洁后方可离开实验室。学生实验过程中，教师可以抓录一些学生操作不规范或容易出错的典型实验操作片段，制作成微视频，为课后反思提供教学资料。

2.3 课后复习和反思

课后教师通过在线学习平台把课后微视频、实验拓展资源、思考题推送给学生。学生通过在线学习平台对比观看容易出错的典型实验操作微视频和实验操作示范微视频进行反思、学习实验拓展资源、与同学和教师进行问题讨论，以达到复习、巩固和拓展应用知识的目的。在此基础上，学生线下完成实验数据处理、思考题讨论、结果分析与总结，形成最终提交的实验报告。课后教师认真批阅实验报告，采用“过程化考核与学习效果考核相结合”的多维考核评价方式对学生的实验成绩进行综合评定，对实验教学进行总结与反思、制定持续改进措施。

3 结语

在“互联网+教育”信息化的推动作用下，结合我校环境类专业分析化学实验课程特点，突破传统实验教学模式定式思维的束缚，将“慕课、微课、翻转课堂”理念融入分析化学实验教学，“课前、课堂、课后”教学环节引入微视频，构建了“线上+线下”有机融合的分析化学实验多元化混合教学模式。多元化混合教学模式真正体现“以教师为主导，以学生为主体”的教学理念，实现翻转课堂、教师与学生的良性互动，对创新环境类专业实验教学体系和教学模式改革具有推广应用示范性，对激发学生自主实验的热情、培养学生的综合思维和实践创新能力、提升实验教学质量和学习效果等方面有着重要的现实意义。