多平台联动O2O混合模式在分析化学课程的探究

余筱筱,吴一微

(湖北师范大学 化学化工学院,湖北 黄石 435002)

0 引言

分析化学是各高校化学、化工、材料、环境、药学等学科的专业基础课之一。随着信息技术及时代的发展,传统的课堂教学不能满足需求,引入线上教学模式是大势所趋。与线下教学相比,线上教学使每位师生既是参与者也是发起者,双方随时随地互动交流、更便捷地共享教学资源,并促使学生发挥在教学中的主体作用[1]。目前我国分析化学课程已储备了丰富的数字化资源[2],但缺乏了解学生对知识掌握程度的手段。如果放任学生在线上学习,学生将缺乏综合、分析、对比、迁移等知识内化过程;线下课堂则更有利于教师引导学生明确学习目标、整合新知识与前知识,因此线上线下(Online to Offline, O2O)混合模式应运而生。它是由Alex Rampell在2010年8月率先提出,最初应用在电子商务领域,强调线上线下活动的完美配合。将其引申到教育领域,则是“线上教学提高教育效率,而线下教学深化教育效果”。本文将结合分析化学的课程特点,在教学中实施多平台联动的O2O混合教学新模式,为后疫情时代提高分析化学的教学质量提供新思路。

1 新时代下分析化学课程面临的挑战

1.1 内容多课时少

分析化学课程包含化学分析和仪器分析,知识点繁多零碎,有大量枯燥的公式且涉及多个学科的知识。一般是45学时左右,常面临着课时少、内容多的矛盾[3]。为了在规定的课时内完成教学任务,教师大多利用多媒体结合板书的形式开展教学,以教师为主体,学生处于被灌输知识的状态。面对繁琐的计算公式、滴定曲线以及仪器构件等大量信息,学生更易感到枯燥厌烦,导致学习热情不足,难以取得良好的教学效果。

1.2 实践应用性强

分析化学的任务决定了其在人们的衣、食、住、行、用,尤其是在工业生产、医药卫生、环境保护和生命科学等领域都发挥着重要的作用,几乎每个知识点都有相应的实践案例。在分析化学的实际教学中,理论课和实验课一般各自单独开课。然而受师资、实验场所、仪器、学时等因素的制约,一般实验课在先,而理论课滞后,使学生不具备相关理论知识的情况下就动手操作,停留在模仿教材的层面,无法针对实验过程中遇到的异常现象进行理论分析,更无法在实际生产生活中进行灵活运用及创新。

1.3 思政之“盐”融入课程之“汤”

2020年5月28日,教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》要求全面推进高校课程思政建设,即教师同时肩负着教书和育人的使命。尽管应用性强的分析化学课程蕴含着许多的思政元素,但其专业性也强,如何“润物细无声”地将合适的思政案例融入线上和线下的双课堂,充分实现立德树人的教学目标,也是分析化学课程教学的挑战之一。

1.4 单一的教学形式存在个体差异

课堂的主体是学生,但是学生可能接受的教学资源不均衡,学习动机不同,尤其实施新高考后,导致部分学生从来没有学习过化学知识。然而,传统线下课堂的知识传授方式没有考虑学生的个体差异。此外,目前的大学生都是00后,他们个性鲜明,思维活跃。照本宣科的教学形式,势必引起学生的反感,不利于调动他们的学习积极性。

2 O2O混合教学模式的构建

在信息化高速发展的当下,构建O2O混合教学模式需要的硬软件条件都具备,比如电脑、智能手机、即时通讯App的普及以及丰富的数字化课程资源。因此,针对上述分析化学课程教学中存在的挑战,在分析化学线下课堂引进线上平台是一种有益的尝试[4]。根据文献调研和教学实践,表1列出了“长江雨课堂”和“超星学习通”的优缺点[5,6]。

表1 “长江雨课堂”和“超星学习通”平台的优缺点比较

见表1,如果能有效地结合“长江雨课堂”和“超星学习通”各自的优点,将大大提升课堂教学的互动效率,加强学生的学习沉浸感,减轻教师在批改作业、试卷等方面的工作量。系统全程记录学生在课前-课中-课后的学习行为,为课程的多元化过程化考核提供了科学且公平的依据,也缓解了“一考定终生”导致学生期末“临时抱佛脚”的问题。由于线上平台讨论区的提问易被遗忘忽略,不利于师生、生生交流。综上所述,笔者采用“长江雨课堂”和“超星学习通”作为分析化学课程的线上教学平台,以QQ群作为解决答疑时效的即时通讯平台,建立多平台互为补充的O2O混合教学模式。

值得注意的是,该模式并不是为了追求课堂趣味性和学生参与度,而在线下课堂中简单地加入线上平台的点名、签到、投票等互动功能,当前高校信息化教学建设的关注点已经从“怎么建线上课程”向“怎么用好线上课程”转移,如何整合这些分散的线上资源,设计出更易为学生理解并激发出学习积极性的课程内容才是关键。它需要教师跳出传统教学的“舒适圈”,根据课程特点、教学目标及学习主体,科学地重排教学内容、重构教学环节、重设考核评价体系,更注重学生的知识内化、学习热情及思政教育,并根据线上平台的反馈,进行更有针对性的教学。笔者依据学生认知水平、课程难易程度以及线上和线下教学模式的不同特性,计划线下课堂教学48学时,线上自主学习12学时,构建了如图1所示的基于“长江雨课堂”“超星学习通”和QQ群的多平台联动O2O混合教学模式。它包括课前预习、课中导学、课后思学及贯穿教学全过程的考核评价体系,将在后文详细阐述。

图1 分析化学课程O2O混合教学模式的构建

3 O2O混合模式在分析化学教学中的应用实践

根据如图2所示的雨课堂的上课记录和超星学习通上创建的网络课程,笔者已经将多平台联动的O2O混合教学模式应用于《分析化学(含仪器分析)》课程的教与学。

图2 “长江雨课堂”和“超星学习通”平台的授课页面

3.1 课前预习

为了使具有个体差异的学生在课前对新知识达到相似的理解水平,需要安排适当的预习环节。笔者将中国慕课网上的国家精品课程——大连理工大学的《分析化学》作为课前5～15 min的微课资源。微课是一种碎片化内容的在线学习资源,符合现在大学生喜爱观看短视频的习惯,学生也易集中注意力去梳理清楚公式的推导过程和方法的基本原理,非常适合作为课前预习的线上资源。按照教学进度,课前利用“超星学习通”以闯关模式逐次发布微课形式的章节任务点,并发布公告说明截止时间。闯关模式,即完成一个任务点后才能开启下一个任务点的学习,起到循序渐进的引导作用。学生可根据自身情况随时、随地、反复地学习,满足了学生个性化学习需求;针对“超星学习通”反馈的学习数据,教师可借助即时通讯的QQ群,适时提醒未完成预习的学生,同时收集学生课前自学的疑难点,及时调整线下课堂的教学活动。现以酸碱滴定法为例进行总结:如图2所示,将这一章的知识性内容,包括酸碱反应平衡常数、弱酸分布分数、溶液中的物料平衡、电荷平衡及质子平衡、pH的计算、酸碱指示剂变色原理、酸碱滴定曲线等,作为微课预习任务点。

3.2 课中导学

O2O混合教学模式的线下授课内容将不再侧重于微课视频中已有的基本概念、原理等知识性内容,教师将以问题为导向,归纳和迁移重难点内容,引导学生将知识碎片珠串化、知识结构系统化,再组织学生分小组讨论实际案例,更侧重培养学生对知识的内化和应用。具体来说:到教室后,学生通过微信扫码进入“长江雨课堂”,教师端实时显示到课率,课件也共享到了学生端。开课前几分钟,推送1～2道难度适中的测试题,帮助学生自我检验是否掌握了微课预习中的知识点,也帮助教师了解学生的学习情况。课中,学生利用弹幕功能在屏幕上发出提问,教师随堂针对性地解答及时帮助学生理解。学生在手机端学习课件时,对于无法理解的知识点,也可通过单击“不懂”进行反馈。讲解完重要知识点后,将发送限时答题至每个学生的手机端,检验当堂的学习效果。“长江雨课堂”则记录下学生的作答时间和答案,并以柱状图的形式迅速反馈至教师端。随讲随练不仅提高学生的注意力及参与度,也便于教师掌握学生的学习情况,对课堂内容及时进行调整,对学习难点进行重点讲述。随后,列举典型例题或实践案例,以问题为引导启发学生思考,教师最后进行归纳总结。为了避免在课堂上加入生硬突兀的思政观点,将以提问或案例为切入点实现“润物细无声”的思政育人效果。比如,笔者在绪论课上通过投票的方式了解学生的就业意向,发现学生们大部分想深造和考编,便顺势强调分析化学作为四大化学之一,在专业课考研中的重要性;并以粮油和水质检验所、食品化妆品检验所、药品医疗器械检测所等事业单位发布的招聘需求,讲述农业、环境、食品、药品等国家民生领域对于分析化学人才的渴求,尤其是核酸检测对于控制新冠疫情的重要作用,引出分析化学的任务,激发学生的学习兴趣,并引导其将志向与国家的迫切需要紧密地结合起来。

现以酸碱滴定法为例。微课预习中已经讲授了图2中所述的基本概念;线下课堂在课前推送如图3所示的自测题,同时进行了签到(一人因事请假);正确率不高反映出学生没有完全掌握甲基橙和酚酞指示剂的差异,课中将更详细分析两者在指示终点时的区别。随后介绍其它酸碱指示剂和应用,期间提出一些问题:如何使用酚酞测定红醋中的总酸度?凯氏定氮法为什么使“三鹿毒奶粉事件”的三聚氰胺得以瞒天过海?以现实案例启发学生思考,并分组讨论提出解决自己的思路。

图3 “长江雨课堂”的课前答题

3.3 课后思学

由于存在个体差异,学生不一定都能及时掌握课堂知识。两个平台都可使学生随时随地根据自身情况进行微课学习或课件回顾。教师通过“超星学习通”发布课后习题;通过“长江雨课堂”推送思政素材、应用案例及学科前沿等拓展资料。针对作业问题,教师通过平台即可一对一反馈交流,直至学生完全掌握为止。线下的习题课可利用“长江雨课堂”随机点名功能找学生讲解作业题。教师及时指导点评,并对重点内容回顾温习,以加深学生的记忆。这种翻转课堂有利于促进学生的学习主动性,锻炼整合知识和表达观点的能力。期中考试的试卷通过“超星学习通”平台在线发放、答题和监考。客观题提交即出分且反馈正确率,显著提高了批改效率,相应的统计数据使教师更明确学生的易混点。

整个教学期间,学生可以在线上QQ群或线下习题课,与同学或老师交流讨论,形成知识传递反馈的闭环。该模式使教师全景式地记录统计学生课前-课中-课后的学习数据及行为,针对性地调整教学内容,提高课堂教学效果。

3.4 考核评价

为了最大限度反映学生对课程的掌握程度,推动学生持续不断地主动学习,笔者采取了贯穿于教学全过程的多项累加法,完成对学生的考核评价。其中,线上考核侧重于量化学生的参与度,线下考核则侧重于评价学生的能力。“长江雨课堂”和“超星学习通”平台都拥有完善的统计功能,教师可自由地选择过程性指标,客观公正地量化每位学生在课前-课中-课后的学习行为,全面完成教、学、练、考、评五个方面的综合教学管理。在O2O混合教学模式下,笔者的考核评价的指标为:1)形成性评价即平时成绩(占总成绩50%),记录学生课前预习情况和课上平时表现,多元化的考核指标包括线下课堂的到课率(5%)、师生交流互动和生生讨论协作的课堂表现(10%)、预习任务点的完成率和课后作业的正确率(10%)以及期中测验的分数(25%),培养学生的日常学习习惯;2)终结性评价即线下的期末考试(占总成绩50%),考查对分析化学课程知识的总体掌握情况。课程结束后,将线上线下形成性考核与线下终结性考核相结合,共同对学生的学习情况进行较为全面和综合的评价。

4 O2O混合教学模式实践后的教学效果

4.1 O2O混合教学模式的满意度调查

为了能够更深入地了解O2O混合模式在分析化学课程中的教学效果,笔者通过“长江雨课堂”向实施该教学模式的全体学生下发调查问卷。统计结果显示:84%的学生对多平台联用的O2O混合教学模式感到非常满意,并认为其明显提高了自己的学习效果和学习兴趣;88%的学生也非常认可这种模式增加了师生互动,活跃了课堂气氛。因此,该模式既可以唤醒学生作为教学主体的意识,调动积极性、主动性和创造性,又可以发挥教师在教学过程中引导、启发、监督学生的主导作用。

4.2 混合教学模式下的学生成绩比对

在同一学期,将实施O2O混合模式与非O2O混合模式的教学班成绩进行对比分析。如表2可知,实施了O2O混合教学模式班级的期末卷面成绩及总评优秀率都显著高于未实施O2O混合教学模式的班级,课程及格率也提高了1.5%.因此,该模式能使分析化学课程达到更好的教学效果。

表2 实施与未实施多平台联动O2O混合教学模式学生成绩的对比结果

5 结论

本文结合分析化学课程特征及时代发展要求,构建了基于“长江雨课堂”“超星学习通”和QQ群等多平台联动的O2O混合教学模式,并进行了教学实践,结果显示:该模式受到了学生们的欢迎且明显提高了分析化学课程的教学成绩。然而,基于多平台联动的O2O混合教学模式是新形势下的一个新尝试,还存在一些问题需进一步探索,比如:1)O2O混合教学模式不是技术与教育的简单叠加与混合,如何同时设计好教学方案和学习方案,尤其是教学时长和形式的分配、线下课堂节奏的把握、讨论环节的组织实施、学习资源以何种方式呈现等。尽可能为学生自主探索和交互学习创设情境,又不增加学生的负担。2)混合式教学模式不可避免地运用多媒体元素,如何提升广大师生应用信息技术的能力,使教学平台工具得到高效、熟练地运用。3)与传统的课堂教学相比,线上教学的工作难以量化。为鼓励新型教学改革模式,如何针对建立线上课程的教师给予合理的绩效评价。