混合式教学模式在物理化学实验课程中的应用*

高锦红，范建训

(渭南师范学院 化学与材料学院，陕西 渭南 714099)

随着网络教学平台的兴起，线上线下混合式教学已成为教育变革的必然。在教学改革实践过程中，混合式教学模式被越来越多的教师所青睐。有众多学者提出和构建了不同的线上线下混合式教学模式，并取得了良好的教学效果，教学模式可参考可推广，为实验教学的创新以及创新人才的培养提供了有益的借鉴[1-4]。

“物理化学实验”是高校化学化工等专业的基础必修课程，是培养学生基本操作能力、科学研究能力、综合创新能力的重要实践环节，课程综合了化学领域中各分支学科所需要的基本操作技能和方法，在化学基础实验中有着相当重要的地位[5]。当前各种形式的线上教育与共享资源冲击着传统教学模式，转变教学模式已成为高校教师研究的重要课题[6-7]。近几年“云班课”“雨课堂” “职业云”等都是线上教学常用平台，其中“超星学习通”在混合式教学中也发挥了重要作用。为推进实验课程教学改革和课程建设，跟上信息发展步伐，结合课程特点和实际实验条件，以提高学生的自主学习能力、动手实践能力和创新能力为目标，借助学习通教学平台，构建线上线下混合式教学模式。

1 物理化学实验教学中存在的问题

传统教学模式中突显的问题有：①课前预习单靠教材去了解实验的相关知识，学生兴趣不大、积极性不高。②教学以教师为中心，学生只是被动参与实验过程，科学创新性得不到培养。比如“燃烧热的测定”实验，实验操作过程繁琐，学生基本在教师的“手把手”指导下完成操作，课堂互动少，学生的操作水平和动手能力得不到提高，前学后忘，走出实验室基本不记得学了什么，课堂质量不高。③实验课程由物理化学教研室老师分别授课，因条件有限，实验要在有限时间和空间内集中循环，因此物理化学理论课程和实验课程不同步，学生不能真正理解实验现象及结论背后的深层含义。④实验报告撰写照抄现象严重，数据处理及结果讨论缺乏理解和思考，没有自己的特色。⑤考核评价方式单一，成绩以实验报告和考试为主，反映不出学生对实验的掌握程度。

2 混合式教学模式的重要性

1)有助于推进实验教学改革和课程建设。线上线下混合式教学是在保留传统课堂授课模式优势的前提下，合理地融入线上授课方式。“学习通”能在手机上实现师生间的教学互动、资源推送和问题反馈，实现教师对学生学习进度的跟踪与评价，考核更加客观公正，能促进实验教学改革和课程建设。

2)减少课堂内容多而课时少的矛盾。教师可以充分利用线上平台的各种功能，用以辅助教学，可提前将与实验相关的参考资料和视频上传“学习通”资源库，学生随时线上浏览和预习，可反复观看实验操作视频，教师可精简线下课堂讲授内容，留出充足时间进行讨论互动。双线融合教学能使答疑解惑、掌握学情及师生互动、生生互动的渠道更为广泛、及时和有效，在一定程度上还能减轻教师的教学压力和课时少的负担[8-9]。

3)丰富课程内容。线上教学资源不只限于课程基础知识和任务，可鼓励学生积极参与创新实验，参与教师的项目，成为教师科研工作中的有力助手。通过线上教学平台，学生可将参赛获奖视频、学生为第一作者发表的论文及成果等进行在线交流学习。可通过教学平台赏古诗，学化学，将课程和思政元素相结合悟人生之道；了解相关物理化学家，学习科学家的生平轶事和科研贡献，激励学生榜样的力量，形成内在的学习动力。还可以开辟第二课堂，鼓励学生讲解实验原理步骤或录制小视频通过线上平台交流学习，充分调动学习的积极性。

3 混合教学模式的教学过程

结合物理化学实验课程特征，借助“超星学习通”教学平台，实现线上线下混合教学模式。教学过程由“线上预习-线下实践-课后线上拓展”等教学步骤构成。

3.1 线上预习

课前预习是实验教学的重要环节，该环节中让学生掌握实验的基本原理、方法、熟悉实验器材的操作等。提前2天在网络平台发布预习任务和资源，提醒学生通过手机端“学习通”进行学习，并完成相关测试题等。以实验“燃烧热的测定”为例：①推送资料和网络资源：在“学习通”平台上发布课件PPT，推送短视频，推荐MOOC平台等资源。②在平台“讨论区”发布问题：燃烧热的定义是什么？恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系是什么？实验中测定固体粉末的热值时粉末可压片，若测液体状物质时样品如何处理？查阅资料分析“氧弹量热计”在实际生产生活中的应用有哪些？这些问题在讨论区进行交流互动。③对自主测试题，设置学习时间截点，教师线上跟综，对于测试效果不理想的可退回，提醒学生再次学习，对疑惑及时在答疑讨论区沟通交流。

线上互动借鉴“测验式互动-协作式互动-答疑式互动”方式开展[8]。通过学生的线上预习情况，教师准确掌握学情，设计线下教学内容，保证线下课堂教学顺利开展，实现线上线下相互融合。

3.2 线下实践

学生通过线上自主预习，有了一定的准备，教师根据学生线上预习和答题情况，对实验原理、操作等内容进行重点讲解，实验过程中协助学生完成实验，组织讨论并答疑解惑。以“燃烧热的测定”实验为例。实验过程中教师提出系列问题，比如，苯甲酸压片前：压药片太松和太紧行不行？氧弹装样前：氧弹中为什么要加入 10 mL 蒸馏水？氧弹装样时：粉末试剂可压片，液体试剂怎么处理？氧弹充氧时：充氧的压力和时间为多少？氧弹放气时：开氧弹时放气伐口能否对准同学？数据处理阶段：苯甲酸燃烧过程的反应方程式？操作过程中的系列问题结合线上学习与线下实践互补完成，实验操作过程中教师全程参与，规范操作并解答学生的疑难问题，保障实验教学效果。

3.3 课后线上拓展

课堂教学中的一些问题需要教师课后解决，如实验报告中问题的反馈、课后拓展训练等，这些问题可放在课后线上进行，通过学习通平台来完成。对实验报告中存在的问题、优秀实验报告、实验心得等在平台中进行解答和展示，教师及时反馈问题，学生知错能改并加深影响。教师在线上资源中定期发布与实验相关拓展资料，如“燃烧热测定”实验中雷诺图绘制，除了Excel、Origin软件，还可用MATLAB软件进行数据处理(图1)；量热计还可延伸至食物、煤炭、航空燃料等方面应用(图2)。通过实验拓展和启发，培养学生的创新意识，增强学生时代紧迫感和责任感。

图1 MATLAB软件处理数据程序

图2 量热计在生活生产中的应用

4 混合式教学模式的实践成效

混合教学模式在物理化学实验教学中的实施，受到了学生的好评，提高了学生实验课的兴趣，加强了学生对知识的理解，提高了学生的自学能力，促进了实验教学改革。

1)教学效果提升显著。混合式教学模式的开展，使教师在教学过程中不断提升，学生线上线下的学习气氛更加热烈，学风明显有了好转，课堂积极性和参与度较高，课堂教学中学生实验操作失误明显减少，获得的实验数据准确率显著提高，能主动思考问题，实验报告规范性有了明显提高，教学效果提升显著。

2)推动课程建设。课后线上拓展知识开阔了学生视野，提高了学习热情。丰富的线上资源调动了学生的积极性，学生们在丰富的学习资源中对实验的兴趣更浓，努力去创新争先，增强了学习的挑战度与成就感。在中国化学会和教育部高等学校国家级实验教学示范中心联席会联合举办的“第三届全国大学生化学实验创新设计大赛”中，我院学生荣获西北赛区改进实验二等奖。线上线下相融合教学模式，也为实验课程改革和建设起到了积极推动作用。

3)成绩考核客观公正。实验成绩考核综合了学生参与混合教学过程的每个环节。线上成绩综合了学习通平台中学习任务完成情况、讨论、互动、测验等方面；线下成绩综合了实验操作、互动表现、实验报告撰写及期末成绩等。成绩评价综合了线上线下，考核客观公正，有助于教学质量的评价与提升。

5 结语

结合物理化学实验课程特点，利用“超星学习通”教学平台，构建了线上预习、线下实践、课后线上拓展等步骤相衔接的教学过程，线上教学对线下课堂起到了辅助强化作用，调动了学生学习的积极性和主动性，课堂教学效果有了显著提升，实现了教师对学生学习进度的跟踪与评价，成绩考核客观公正。混合式教学效果优于传统教学模式，但在双线融合过程中，还有很多问题需要我们去思考、探索和拓展，需要教师团队合作努力，结合自身院校教学条件，借鉴优秀院校混合教学模式教学经验，丰富线上资源，营造更好的课堂氛围，使混合式教学模式能更好地提升物理化学实验的教学质量。