线上线下混合式教学在有机化学实验教学中的应用——以“肥皂的制备”实验教学为例

戚逸飞

（信阳职业技术学院 基础医学部，河南 信阳 464000）

在突如其来的新冠肺炎疫情下，为保障师生的生命安全，教育部印发《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，倡导“停课不停教、停课不停学”，促使线上教学成为主流。线上教学资源的整合、大数据统计和碎片化时间的利用能够提高教学效率，拓展学生的学习时间和信息获取量［1］。结合线上教学的优势，基于高职院校有机化学课程特点，积极探索线上教学与课堂教学相结合的教学模式，以信息技术为载体，对有机化学课程教学进行优化设计，以期实现教学目标，优化教学效果［2-4］。

一、信息化手段的运用

目前网上教学平台的种类繁多，功能齐全。如雨课堂、智慧树、中国大学MOOC等教学平台可以实现课前学习任务发布、课中师生实时互动、课后作业和评价［5］。《国家职业教育改革实施方案》提出坚持“知行合一、工学结合”，适应“互联网+职业教育”发展，运用现代信息技术改进教学方式方法的要求，我们在有机化学课程第十五章脂类性质之一——皂化反应的学习中灵活利用线上教学平台的优势，发挥信息技术在课堂教学中的积极作用。

（一）课前阶段

课前，教师将教学大纲、自制课件（PPT），以及相关的教学音频视频、图片、动画等资源上传至智慧树平台的学习资源库，结合智慧树平台提供的吉林医药学院有机化学在线课程和中国大学MOOC平台提供的信阳职业技术学院医学化学在线课程，发布线上预习任务，引导学生完成课前预习。在课前预习阶段，学生可以通过QQ、微信、钉钉等软件针对学习内容相互沟通交流，也可以向教师提出问题、获得解答。教师在正式授课之前通过查看学生在线学习时长，统计课前预习情况，及时发现学生的问题和困难，以便在线下课堂教学阶段有针对性地解决问题。

（二）课堂教学阶段

为了准确把握学生在课堂教学中的学习状态和对知识点掌握的情况，加强师生交流互动，可采用雨课堂教学平台等软件对学生的课堂学习情况实时跟踪。上课前，学生先用手机“知到APP”（该APP为智慧树平台手机版）进行签到，平台自动记录学生考勤情况，这样可以免去课前点名环节，节约上课时间；随后学生用微信扫描二维码进入雨课堂小程序界面开始上课。教师可以通过软件实施点名提问、共享授课PPT、展示音频视频；学生可以通过发弹幕的方式参与课堂讨论，对所学内容提问，完成随堂练习题。雨课堂软件会即时对学生的答题情况进行统计分析，并将分析结果反馈在多媒体课件上。教师根据分析结果了解学生对知识的掌握情况，可以灵活调整授课节奏，根据学生需要有针对性地讲解重难点问题。在布置作业环节，教师通过智慧树平台发布线上作业，利用平台的自动改卷、自动统计和学生成绩分析的功能，不仅可以清晰、高效地了解学生掌握知识的情况，而且节约纸张，符合环保理念要求。

（三）课后阶段

课后，教师可以根据观察线下课堂教学中学生的学习表现，结合雨课堂教学软件的实时数据分析，以及智慧树平台中学生作业完成情况的统计，对学生学习的全过程进行多维度综合评价，更好地开展教学反思。同时，教师通过线上线下混合式教学，利用多种教学平台和方法统计分析学生学习情况，并实时互动交流，能够全面了解学生的学习态度和成效，不断优化教学手段。

二、线上线下混合式课堂教学设计

（一）选取的教学内容及学时安排

选用李军、张培宇、张勇主编，华中科技大学出版社2017年出版的有机化学教材，教学内容选取该教材第十五章脂类性质之一——皂化反应。皂化反应是油脂的重要性质之一，而肥皂制备是油脂皂化反应的常见应用。生活中常用的肥皂是高级脂肪酸的钠盐，医学临床上常用的肥皂是高级脂肪酸的钾盐。计划用1课时的时间完成教学。

（二）学情分析

本课程在高职一年级第二学期开设，面向药学、中药学等专业的学生。学生具备无机化学课程的基础知识，具有一定的实验操作能力和实验安全意识，为有机化学课程的学习奠定了坚实的基础。处于此年龄段的学生好奇心较强，思维较活跃，对电脑和手机软件操作比较熟练，具有一定的自学能力，完成线上学习任务也非常积极［6］。因此这些学生在开展线上教学方面具备良好的条件，他们也能在教师的引导下积极参与线下课堂教学。

（三）教学目标

1.知识与技能目标

掌握皂化反应的原理；掌握肥皂的制备条件和操作流程；熟悉盐析原理，掌握沉淀洗涤操作技术。

2.过程与方法目标

掌握回流装置的安装及使用方法；了解获得化学知识的一般方法；培养学生理论与实践相结合、学以致用的学习能力。

3.情感态度与价值观目标

培养学生严谨求实的科学态度；培养学生团队合作意识和实验安全意识。

（四）信息化手段

结合智慧树、雨课堂、中国大学MOOC等平台的优势，利用网络资源拓展学生学习视野，将线上线下教学统一起来，以线下课堂教学为主，结合多媒体影音和模型动画，利用信息技术进行师生互动，采用问题讨论和小组合作相结合的方式开展课堂教学。

（五）教学策略

为充分发挥线上线下混合式教学优势，将肥皂的制备知识内容进行重组和分解，形成课前、课中、课后三个阶段。按图1所示的设计思路开展教学。

图1 教学设计策略

（六）板书设计

将黑板分为左右两个区域，如图2所示，板书区域占黑板左侧。教师在黑板上列出课题名称、实验流程及注意事项。黑板右侧为信息化内容展示区域，随课堂教学同步展示课件。

图2 板书设计

（七）教学创新点

采用任务驱动教学法充分调动学生的学习积极性，让学生聚焦日常生活，通过发现问题、提出问题、解决问题掌握知识获取的一般方法，培养严谨的逻辑思维能力。

将信息化教学手段贯穿整个课堂教学过程。课前利用网上平台资源多维度拓宽学生的学习内容；线下课堂结合线上教学平台，切实提高教学效率，加强师生互动；实验过程中使用视频监控系统观看每组同学的实验情况，方便教师进行动态指导；课后采用网络教学平台进行学生阶段性评价和师生互评，有利于教师动态掌握学情变化和开展教学反思。

三、教学过程设计

设计思路旨在将问题分解，力求逻辑清晰、层次分明、环环相扣，培养学生的逻辑思维能力。

（一）新课导入

发布课前学习任务，学生观看智慧树平台上传的“肥皂的前世今生”“多种多样的肥皂”等视频。

教师通过雨课堂平台让学生回答问题，了解学生对肥皂制备原理的学习情况、实验试剂选择情况和实验操作技能掌握情况。

（二）分析与讲解

1.肥皂去污原理

（1）去污动画展示。肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，它溶于水后能够电离出高级脂肪酸根离子，其中羧酸根离子部分易溶于水叫做亲水基，而烃基部分易溶于油叫做憎水基。两者结合就像宝剑一样，能够插入到油污中，使得本身不溶于水的油污被包裹起来，改变其表面溶解性，最后经过漂洗，达到清洗油污的效果。

（2）引出问题。采用雨课堂平台对学生进行提问，随机抽查学生回答。

2.肥皂制备原理

（1）酯基水解动画展示。通过酯基的球棍模型演示水解反应中结构变化的过程，让学生能够形象地理解水解反应，更能深刻地认识化学反应的本质。

（2）教师讲解。油脂的皂化反应是酯化反应的逆过程，因此制备肥皂需要橄榄油和氢氧化钠溶液供热。

3.实验过程讲解

（1）教师提问。教师用PPT展示皂化反应实验要用到的药品，并提出问题，学生经过小组讨论后通过雨课堂的弹幕回答。教师通过雨课堂平台分析学生回答问题的情况，判断学生利用已有知识解决实际问题的能力。

（2）教师讲解。教师播放动画展示橄榄油、乙醇和氢氧化钠溶液三者的关系。乙醇既可以作为橄榄油的溶剂，自身又溶于水，所以能够保证橄榄油和氢氧化钠溶液的充分反应。

（3）教师提问。教师在PPT上展示实验可能要用到的仪器，提问学生如何选择并组装仪器。学生经过分组讨论后回答教师提出的问题。从回答情况来判断学生根据反应物的状态选择实验仪器的能力。

（4）学生操作。学生在圆底烧瓶中添加好实验药品，根据自己选择的实验仪器自行组装。教师通过视频监控系统观看学生的实验情况，展示部分学生选错仪器和装错仪器的情况进行评讲，并强调圆底烧瓶和冷凝管的安装顺序，以及二者连接的气密性问题。

（5）教师提问。冷凝管装好后，教师针对冷凝水如何注入冷凝管的问题进行提问。

（6）教师讲解。通过播放冷凝回流装置安装视频，结合教师讲述，让学生清楚地观察到冷凝水下入上出的注入方式，并了解其原理。

（7）学生操作。学生正确安装好仪器，打开热源开始加热。从第一滴回流液滴入烧瓶开始计时，回流一个小时。

（8）教师提问。针对回流结束后冷热源的关闭顺序问题，教师利用雨课堂提问，随机选择学生回答，强化学生的实验安全意识。

（9）教师讲解。回流过程结束后为了防止气态组分蒸发损失，需要先停止加热再关闭冷凝水。

（10）教师提问。回流液为何要加入饱和食盐水趁热过滤？通过学生的回答情况，了解学生运用已学知识解决问题的能力。

（11）教师讲解。加入饱和食盐水是加速同为钠盐的高级脂肪酸钠的析出，趁热过滤是为了防止回流液过早结块。教师展示错误的实验结果，分析其原因，并提醒学生如何避免此类错误。

4.归纳总结

对本节课程学习内容进行总结，指出本课的重难点内容。强调实验过程中需要注意的要点，帮助学生系统化记忆。

课后通过智慧树平台发布课后作业，要求学生能够完整复述整个实验过程和需要注意的要点。

总之，依托网络教学平台，按线上线下混合式教学将课程分解为三个部分，课前要求学生在教学平台上完成预习任务，有效拓展学生的学习时间；课堂教学中，借助雨课堂等软件加强师生之间的交流互动，教师根据学生的适时反馈调整教学方式，真正做到以人为本、因材施教；课后学生在教学平台完成课后作业，培养学生的总结归纳能力。根据教学平台数据显示，学生登录网络学习次数、提交作业的效率和积极性都有了不同程度的提高，线上线下混合式教学对学生的个性化学习提供了保障。