基于“学生中心”理念的混合式教学研究——以食用醋总酸度的测定实验为例*

刘荣军，罗志辉，周 能，李家贵，韦庆敏

(广西农产资源化学与生物技术重点实验室，广西高校桂东南特色农产资源高效利用重点实验室，玉林师范学院 化学与食品科学学院，广西 玉林 537000)

食用醋总酸度的测定实验是分析化学实验中重要实验之一，该实验中包括容量瓶的规范使用、移液管的规范使用、碱式滴定管的规范使用、滴定终点的判断、半滴操作、滴定管的读数、实验数据正确记录、计算公式的推导和结果计算等众多知识点，对培养学生规范仪器基本操作、学会正确地记录和处理实验数据、提高实验结果计算公式的推导能力具有重要意义[1]。然而，传统的单一线下讲授教学模式下，教学以教师为中心，教学方式方法过于老旧。虽然教师尽心尽力去讲解仪器操作和计算公式推导，但教学效果不理想，在仪器操作规范性和计算公式的推导方面，大部分同学不能很好的掌握[2]。同时，传统的教学模式不利于提高学生的主动性和积极性。

当前，随着教育改革的深化，学生中心的教学理念适应高等教育的新要求[3]。线上教学融合网络学习的优势深受学生喜欢，虽然线上教学能调动学生的积极性，但操作性强的实验课不适合单一的线上教学的开展[4]。因此，基于新的学生中心教学理念，在食用醋总酸度的测定实验课中，我们采用线上线下混合式教学模式，引导学生开展自主、合作和互助性学习，激发了学生的学习热情，获得了良好的教学效果。

1 传统的教学模式在食用醋总酸度的测定实验中存在的不足

传统实验教学模式的特点是以教师为中心，而这种教学的流程大致为，教师会花一些时间，对即将要做的实验进行实验目的，实验原理和实验步骤的讲解。这时学生会在一旁听教师的讲解，等听完后学生就会按照教师和课本要求，开始去实验，做完实验有实验数据了，任务就完成了。这样的教学模式存在许多不足：(1)教学方法单一，长时间以讲述的方式进行授课，容易使学生的注意力不集中，教师讲过的知识点，演示过的实验操作，不能很好的被学生吸收掌握[5]，使得学生的学习效果和效率就会大打折扣。(2)食用醋总酸度的测定实验是3个课时，教师要在1个课时内讲完，实验原理，操作步骤，仪器操作规范，计算公式推导等内容，留2个课时给学生进行操作测定。教师在1个课时内要完成的内容较多，没有更多时间跟学生进行互动，而学生是被动去学，课堂气氛不够活跃，教学效果一般。(3)特别是对常规仪器的操作教学时，教师在课堂上只能演示一遍，而演示时受场地的影响，能近距离仔细观察和聆听教师的操作和讲解的同学不是很多。这使得大部分同学在容量瓶、移液管、碱式滴定管、滴定管的半滴操作等仪器操作中存在很多不规范或者错误的地方。(4)教师在讲解实验结果计算公式时，一般在黑板上推导实验结果计算公式，最后板书出数据处理计算公式，这种教学方法过度依赖教师现场讲解能力，忽略了学生的接受能力，从而导致学生在其他实验中结果计算公式推导不正确，灵活变通的能力差，解决实际问题的能力不足的问题。

2 食用醋总酸度的测定实验线上线下混合式教学设计和实践

为了提高实验教学中仪器操作的规范性和结果计算公式推导的正确性，基于学生中心的教学改革方案被提出，这一方案主要通过线上和线下相结合的方式进行实验教学。

2.1 线上实验教学的开展

分析化学实验线上教学主要是在课前和课后开展。线上教学的开展有利于学生便捷、灵活的进行背景知识、仪器操作、数据处理等方面的主动学习，满足学生对现代化教学和随时随地学习的需求。在实验课教学前，教师搭建视频学习教学平台，推送实验背景学习资料，罗列出相对偏差和平均相对偏差的计算公式，可以帮助学生归纳学习要点，明确学习任务，目的在于激发学生对实验课的学习兴趣，引导学生掌握常规仪器规范化操作，深化学生对实验内容和实验结果计算的理解。

课前教师角度：课前一周左右，上传学习资料到学校网站平台，主要包括：(1)食用醋总酸度的测定背景知识介绍，如食用醋主要成分、功效与作用、食用醋的酿造过程和食用醋的国家标准等；(2)工业醋和食用醋的区别；(3)食用醋总酸度的测定实验中容量瓶、移液管、碱式滴定管、滴定管的半滴操作等规范操作视频；(4)数据处理中，标定NaOH浓度中有效数字的保留，相对偏差和平均相对偏差的计算；(5)食用醋总酸度的测定实验教学中移液管和碱式滴定管操作探讨。

课前学生角度：(1)阅读老师给的食用醋总酸度的测定线上资料，对食用醋总酸度的测定有比较全面的了解，能充分认识食用醋和工业醋的区别；(2)按照老师布置的任务要求，认真做好实验预习，完成容量瓶、移液管、碱式滴定管、滴定管的半滴操作在线视频的观看和学习；(3)强化对实验结果中有效数字保留，相对偏差和平均相对偏差的计算；(4)思考和对比移液管和碱式滴定管操作注意事项。

课后教师角度：(1)分点展示容量瓶、移液管、碱式滴定管、滴定管的半滴操作的评分标准见表1所示；(2)批改学生的实验报告，发现问题，下次上课及时纠正。

课后学生角度： (1)自主对照教师给定的评分标准，对仪器规范化操作加深印象；(2)按要求撰写实验报告并上传。

表1 常规仪器操作评分标准Table 1 Instrument operation scoring criteria

2.2 线下实验教学的开展

线下实验教学不仅可以对线上实验教学进行补充，同时也是锻炼学生动手能力和操作技能的重要场所。在实验课教学中，教师通过提问、操作比赛、分组讨论等方式引导学生自主探究食用醋的实验原理、常规仪器操作、结果计算公式推导等内容，从而达到本实验的教学目的：(1)掌握食醋中总酸量的测定方法；(2)掌握容量瓶、移液管和滴定管的准备和使用方法；(3)掌握指示剂的选择原则；(4)通过规范操作培养学生科学的态度和严谨的作风；(5)通过对生活用品的测定，激发学生的学习兴趣和探索动机。

教师角度：(1)课堂提问和引导学生掌握食用醋总酸度的测定的实验原理，步骤和注意事项；(2)组织学生进行学生操作比赛，要求同学们观看其他组里同学在仪器操作时，找出不规范操作之处；(3)安排学生分组讨论数据处理中，计算公式的推导。(4)巡查、观察学生操作、指导学生规范操作，对学生不规范操作或错误操作及时纠正。

学生角度：(1)积极配合教师，熟悉实验原理，弄清楚实验步骤和重视实验操作注意事项；(2)仔细观看其他同学的仪器操作，对其仪器操作进行打分，指出同学在仪器操作中不足或不正确的地方；(3)积极主动参与小组讨论计算公式的推导，注意公式中体积单位的换算。(4)认真、规范的进行实验操作，不清楚的地方及时询问老师。

3 新的混合式实验教学效果分析

(1)基于“学生中心”线上平台开展食用醋总酸度的测定实验教学活动，能较好的提高学生自主学习的兴趣。通过问卷调查，对比传统实验教学和新的混合式实验教学，发现学生在新的混合式实验教学中有学习兴趣的人数有明显增加。此外，通过查看后台视频播放数据发现，学生在上完本节实验课后，打开和观看教师上传的仪器规范操作视频的次数明显增加，这说明学生开始自觉通过手机对仪器操作进行学习。我们的研究结果与刘建华等报道的研究结论基本一致[6]，以手机作为学习工具，以学校网络平台为媒介的信息化教学手段可以有效地削减学生对学习的抵触情绪。同时，教师结合线下课堂讲解引导和启发学生自主学习。本研究可以证实 “学生中心”的线上线下教学能够让当下的大学生接受和认可，能提高学生自主学习的兴趣，有助于学生学习习惯的养成。

(2)组织学生进行容量瓶、移液管和滴定管的仪器操作比赛，能较好的激发学生的积极性、提高常规仪器操作的规范性。传统的实验教学，学生都是在教师的安排下，进行仪器操作或者学习，一直处于被动状态。当分组进行仪器操作比赛时，学生的角色发生了转变，学生变成了考官，其他组的学生仪器操作是否正确，考官必须要清楚明白，这样才能更好的评判该操作是否规范和给操作实验的同学打多少分，那么学生会积极主动的学习和掌握常规仪器的操作，如果有比较疑惑的地方，学生也会主动的向教师提问。同时，通过期末操作考试统计，对比传统实验教学和新的实验教学，发现采用线上观看仪器操作视频和组织学生进行常规仪器操作比赛，能明显提高同学们在仪器操作部分的得分，说明新的实验教学确实提高了学生自主学习的积极性。

(3)分组讨论推导实验结果计算公式，能提高学生自主学习、合作学习和研究性学习。实验结果计算公式的推导往往是实验教学的难点，想要正确推导实验结果计算公式，学生必须掌握实验原理，实验步骤和不同体积单位的换算[7]。仅靠教师演示和讲解，只能让小部分接受和理解能力强的同学掌握，大部分同学不能很好的掌握推导实验结果的计算公式。本研究，在实验教学时通过分组讨论推导实验结果计算公式，创建了一个良好的环境给学生进行合作学习和研究性学习。整个学习小组的成员围绕着正确推导实验结果计算公式这一目标，进行通力合作、相互讨论、相互交流形成良性互动，充分调动学习上的主观能动性、培养团队精神，不仅提高了学生的学习效率，加深了对实验原理的理解，还能加强利用所学的知识推导其他实验中实验结果计算公式，更好的促进了实验教学，提高了实验教学质量。

4 结 语

食用醋总酸度的测定实验的教学主要目标是使学生掌握常规仪器操作的基本技能，培养学生正确地记录和处理实验数据的能力。为了完成这个教学目标，本学院的教师在实验教学中，通过改革传统的教学模式，采用线上线下结合的混合式教学，改变教学理念，不在以教师为中心而是以学生为中心，使教师在实验课中教学效率得到了提高，使学生很好的掌握了常规仪器的操作规范化和实验计算公式的推导，同时也培养了学生发现问题，解决问题的能力，促进学生学会合作和自主学习好习惯的养成，为进一步推广到其他实验提供了参考。