《无机及分析化学》课程混合式教学设计探索与实践

王华芹，丁亚龙，张军丽，牛静

（黄淮学院 化学与制药工程学院，河南 驻马店）

一 引言

近年来，随着数字化网络的普及与信息技术的高速发展，混合式教学模式在国内外教育界受到了普遍认可。大型开放式网络课程（massive open online courses，MOOC）的兴起使得混合式教学模式又增加了新的内涵，它已经不再仅仅包含混合式学习一个方面，也不再是传统教学和网络教学的简单叠加[1]。广义上的混合式教学模式包括线下课堂教学与网络教学的混合、多种教学资源的混合、多种教学方法的混合、多种教学活动的混合，多种评价方法的混合等。随着我国校园数字化不断的建设与发展，混合式教学需将教学理念和各种教学方法合理地混合应用，采用最佳的方式呈现不同的教学内容，达到1 +1 ＞ 2 的效果。因此，如何将混合式教学模式中的学习环境、媒体、教师、教学策略、学生等一系列问题合理地处理好，充分发挥信息技术的优势，将线下教学与网络教学结合，综合利用多种教学方法，将课堂真正还给学生是亟待解决的难题。

二 《无机及分析化学》课程授课现状

《无机及分析化学》作为化学化工相关专业的基础课程，侧重于基础理论学习，但同时又是一门实践性、实用性很强的课程。然而，传统理论教学主要以“教师讲，学生听”的单一讲授模式，以及理论知识晦涩难懂，使得教学效果不理想。传统理论教学模式虽有其自身的优势，却无法解决课程教学过程面临的如下诸多问题[2]。

问题1：传统教学模式中，教师主导和支配整个课堂教学活动，学生则处于被动地位，被动参与到教学过程中，导致学生的学习过程枯燥乏味，学习的兴趣性不强，甚至出现一些学生睡觉、玩手机等现象；学生在课堂上习惯被动听课学习，无法充分调动学生学习的主动性和积极性，易引起学生的反感，学习成效降低。

问题2：教学内容多而课时少，教学内容不能全面展开。《无机及分析化学》课程包括理论课和实验课两部分，理论课时45 学时，实验课时15 学时，面临着课时少、教学内容多的矛盾，使得教学内容不能全面展开。另外，课堂教学环节有限，导致学生在课堂上思考、与教师互动和与同学讨论的时间有限，学生无法发挥主观能动性，不能提出问题更不能解决问题，造成学习能力的缺失，不利于实现培养创新型人才的教学目标。

问题3：传统教学模式不能全面地考虑学生的学习特点和能力。现在的学生群体以00 后为主，他们个性鲜明，思维活跃，好奇心强，喜欢观看网络短视频，习惯接受碎片化知识。如果教师不考虑学生的学习习惯，不改变教学模式，容易引起学生厌学的情况，教学效果不理想。

基于以上问题，结合应用型人才培养模式，立足化学化工相关专业的特点，探索适合应用型人才培养模式的新的教学模式势在必行。

三 混合式教学设计

（一） 优化整合教学内容

《无机及分析化学》是将《无机化学》与《分析化学》有机融合的一门基础课程，涉及的知识面广、教学内容多且知识点抽象，学习难度较大。依据课程、专业的特点，结合应用型人才培养的要求，对《无机及分析化学》课程内容进行优选、重组、整合，采用模块化教学，构建更适合混合式教学模式的知识体系[3]。将《无机及分析化学》的教学内容分为四大模块，分别为：（1）化学反应的基本原理；（2）物质结构基础理论；（3）四大平衡（酸碱平衡、沉淀-溶解平衡、氧化还原平衡及配位平衡）及四大滴定分析方法（酸碱滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定及配位滴定）；（4）常见仪器分析方法。其中四大平衡与四大滴定采取的是“平衡原理- 滴定分析- 实际应用”一一对照的方式进行，同时每个模块都开设项目化、情景化的实验项目，采取理论与实践相结合，使学生巩固理论知识，并具备运用理论指导实践的能力，有利于应用型人才的培养。优化重组后的各个教学模块不再拘泥于教材内容中知识的先后顺序进行教学，教师可以根据实际情况灵活安排。学生们能够在有限的时间内掌握本专业所需的基础理论知识和实验操作技能与计算方法[4]。理论教学内容和学时分配如表1 所示。

表1 无机及分析化学课程教学内容和学时分配

（二） 线上教学与线下教学有机融合

线上教学具有灵活、效率高、资源丰富等优势，教师按照教学大纲、教学目标及应用型人才培养方案，可以利用超星学习通、微课、慕课、微信群等多种在线资源针对性将教学要求、重难点视频、实验教学演示视频等学习资料上传到网络平台。从课前、课中、课后三个维度实现传统课堂面对面教学和网络教学的有机结合，将学生翻转为课堂学习的主体，充分发挥“以学生为中心，教师为主导”的教学模式，培养具有主动性、创新性、应用能力强的新时代大学生[5]。

课前，教师将教学内容碎片化，每个单元分成若干个知识点，针对每个知识点的特点，推送自制的学习短视频、重难点视频，或者借助网上优秀资源，视频总长不超过10 分钟。同时设计科学性、系统性的测试题目（2～4 道）、讨论题（1～2 道），让学生在课前进行自测，使学生发现问题，激发学生进行思考与讨论，要求上传预习结果。教师根据学生对视频和线上测验的完成情况，及时收集学生反馈的课前自学时的疑难点，设计线下课堂教学方式及活动，有效解决学生的问题。

课中，教师根据学生的预习情况，采用问题导入→概念介绍→理论讲解→实际应用→总结的教学模式，梳理重点、难点及学生难以理解的知识点，使学生对所学习的知识有一个整体认识。同时，关注课堂学习效果，通过学生调查反馈，及时进行教学反思。

课后，学生需完成课后作业和讨论题（已在课堂教学中布置，并提前发布在线上），学生将作业上传至学习通中，同时以语音的形式对课堂讲解的知识点进行复习性总结。教师及时批改作业，重点关注课堂上对知识点理解不透彻的学生的反馈信息，关注学生的学习达成度，进行教学反思和教学调查，调整教学内容、手段和方式[6-7]。

（三） 灵活设计教学方案

在优化课程体系的基础上，教学过程中依据不同模块内容的特点，采取不同的方法开展教学活动，混合使用多种教学方法（典型案例教学法、PBL 教学法[Project-Based Learning method]、任务驱动教学法、科学思维导图教学法等），灵活设计教学活动（话题讨论、翻转课堂、小组视频展示、启发总结、抢答、问卷调查等），充分调动学生主动探索知识和解决问题的积极性，培养学生分析问题及解决问题的能力[8]。常用教学方法在《无机及分析化学》课程中的应用，举例如下：

1.典型案例教学法

典型案例教学法具有直观性、实践性等优点，不仅能激发学生学习的兴趣，还能引导学生理论联系实际，更好地理解和运用所学知识。例如，在沉淀平衡模块学习溶度积常数、沉淀平衡- 溶度积规则时，以“龋齿的形成机制”为案例，课前线上发布学习视频，给学生布置了预习作业“分析龋齿的形成和预防机制”。课堂过程中，根据预习作业的完成情况导入沉淀平衡的内容，通过师生互动的方式讲解溶度积常数和溶度积规则，并引导学生利用溶度积规则解释“龋齿的形成”。启发学生分组讨论生活中常见的沉淀平衡现象，并用所学知识进行阐述其中包含的基本理论。随后，以小组为单位将讨论结果进行汇报，教师引导小组之间互评；最后引领学生进行课堂总结，掌握溶度积规则及其应用。

2. PBL 教学法

PBL 教学法不仅可以提升学生自主学习和理解问题的能力，还能提升学生解决问题的综合能力，提高学生对《无机及分析化学》相关知识的应用能力。例如，在学习配位滴定时，课前，学生线上观看食品中矿物元素的测定相关视频、完成线上预习作业，思考“如何测定食品中钙、镁等矿物元素”。课中以新闻事件“奶粉质量不达标原因—钙含量不足”切入点，通过情景导入的方式引出课堂教学内容“奶粉中钙含量测定”项目，由学生通过课件汇报课前讨论结果。学生讨论后，列出具体测定步骤，针对该步骤，提出指示剂变色原理、滴定突跃、选指示剂的原则等一系列问题，教师点评，并进行进一步的讲解和拓展。

3.任务驱动教学法

任务驱动教学法是教师将即将需要学习的新知识隐含在一个或者多个任务中，课前在线上下达任务，学生接受任务后分组协作，通过对任务的分析、讨论及查看文献等方式来进行学习[9]。例如，在学习稀溶液的通性时，课前在线上布置如下问题：（1）冬天，为什么通过在冰雪路面上抛撒融雪剂来进行道路除冰？融雪剂的主要成分是什么？（2）同种西瓜，旱地生长的西瓜为什么比湿地要甜？（3）高山上水为什么不到100 ℃就沸腾？通过以上问题，激发学生的学习兴趣，学生通过查阅资料、小组讨论，得到初步结果。课上教师引导学生学习溶液的饱和蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低、渗透压等知识点。课后学生进行完善总结并分析溶液依数性的应用实例。

4.科学思维导图教学法

《无机及分析化学》课程的知识点繁杂，如果不理解各个知识点内在关系，通过死记硬背进行机械性的学习，会造成接受知识有限且学习积极性不高。在课程教学中巧用科学思维导图，把单调的文字信息转变成多层次的图文信息，既能有效地储存信息，也能启发学生积极思考，激发学生学习兴趣和主观能动性，提高课程教学效果[10]。教师可以启发学生明确中心主题，并以该主题为核心发散性思考各知识点间的联系，运用图片和文字将零散的知识点按照一定的逻辑关系进行绘制，巩固复习所学知识。教师要求学生课前绘制导图初稿，课上随着课堂教学的实施不断扩充内容，课后进一步完善补充思维导图。例如，在学习胶体的结构与性质时，经学生和老师的共同努力绘制的科学思维导图如图1 所示。

图1 胶体的科学思维导图

四 结语

本文对所授课程进行混合式教学探究，通过对教学内容进行优化重构，采用线上线下有机结合教学模式，灵活运用多种教学方法，开展多种教学活动，组织学生们思考、讨论、自我总结，调动学生积极地参与到教学过程中。混合式教学已应用于化学化工相关专业的大学一年级和大学二年级，课程改革总体效果获得学生的普遍认可，实践结果表明：

（1）结合线上教学平台，从教学内容、教学手段与教学方法三个方面改革原有教学模式，提高学生的学习兴趣，将学生翻转为学习主体，培养学生学习的主动性和积极性及理论联系工程实际的能力。

（2） 通过对教学内容的重构，结合线上线下教学，有效地解决了课时少、教学内容多的问题。

（3）改善了教师与学生的交流模式，为教师对学生深度了解提供了有效渠道，让教师更全面地掌握学生学习遇到的难点与困惑点，使教学能够切中要害。