线上线下混合式教学在高校有机化学实验课程教学中的应用

2024-01-27焦科进

化工设计通讯 2023年12期

焦科进

（重庆师范大学，重庆 401331）

有机化学是高校化学相关专业十分重要的一个基础学科，对学生今后学习其他专业知识有着重要帮助[1]。有机化学实验教学与理论教学同等重要，是学生掌握化学知识本质、了解化学反应规律的重要途径，学生依托有机化学实验能够掌握有机合成方面的实验操作与专业技能，检验有机化学理论知识，探究和解决有机化学实验过程中的问题，既可以促进理论与实践紧密结合，也可以不断提高学生的实验操作水平与思维水平，加深学生对理论知识的领悟[2]。

线上线下混合式教学法将学生视为教学活动开展的核心，关注学生的学习过程，注重老师与学生之间的互动交流，是基于互联网产生的一种新型教学模式[3]。将线上网络教学方式与传统教学模式融合到一起，通过两者的相互配合，可以让学生更加清晰、准确地掌握教学知识点，并且还能够激发学生的主观能动性，加强老师与学生之间的双向互动交流，提高课堂教学效率与效果。线上线下混合式教学突破了传统教学时间与空间的限制，拓宽了学生的视野范围，提高了学生的学习深度，有助于构建和谐的师生“教学”关系[4]。为了进一步提高高校有机化学实验课程教学效果，本文重点探究了线上线下混合式教学在有机化学实验课程教学中的应用。

1 高校有机化学实验开展混合式教学的必要性

有机化学是化学、化工、制药、环境工程，以及食品科学等众多领域相关专业的专业基础课程。有机化学实验是有机化学课程教学体系中不可或缺的一部分，不仅能够帮助学生理解与领悟有机化学理论知识，同时还能够提高学生的实践操作技能与科研水平，养成正确的实验意识，为学生今后开展其他实践课程做好铺垫[5]。

以往高校在进行有机化学实验教学时，老师先将要进行的实验项目告知学生，之后要求学生在课堂教学开展前围绕教材内容完成预习报告；在课堂教学过程中，老师重点向学生讲授实验原理、实验目的、实验操作流程，同时向学生逐个讲解并示范相关实验仪器的组装与使用方式，并将实验中需要特别注意的地方告知学生，学生认真听老师讲解，之后严格依照实验操作流程与方法进行实验，观察并记录实验现象与相关数据，老师观察学生实验开展情况，并给予一定的指导；在课堂教学结束之后，学生完成各自的实验报告，之后上交给老师批改。按照传统教学模式进行有机化学实验教学，整个教学流程十分固化，教学方式单一，学生整个学习过程较为被动，不容易取得理想的教学效果。

此外，在传统有机化学实验教学过程中，一些学生在进行课前预习时抱着应付老师的心态，并没有深入学习实验相关内容，完成的预习报告也是照搬照套教材中的实验内容，从而导致学生不能够真正理解实验原理，对实验操作也不十分清楚，难以取得理想的预习效果[6]。在课堂教学过程中，老师通常要专门安排一整节课时间来系统讲述实验原理、操作流程等，由于课程教学内容较多、教学持续时间长，造成学生难以全程保持较高的注意力，并且预留给学生消化理解的时间非常有限，导致学生在实际进行实验操作时，极易产生操作不规范、仪器损坏等现象，老师疲于应对学生实验中出现的各种问题，没有充足的时间与精力对每位学生进行实验指导。在课堂教学结束之后，学生需要完成相应的实验报告，然而许多学生在填写实验报告时随意性较强，针对实验中出现的问题也未进行仔细分析，老师按照学生的实验报告评估学生成绩，没有与学生进行较多的沟通交流。在这种情况下，学生很难通过实验获得较多有用的知识，不利于提高学生的实验操作水平，学生参与有机化学实验的积极性也不高。

由此可以看出，传统有机化学实验教学存在较多问题。随着互联网技术与信息技术的不断发展，将线上教学与线下教学结合起来，可以让学生在课堂上拥有更多实践操作的时间，弥补传统实验教学中的弊端。所以，高校有机化学实验开展线上线下混合式教学十分有必要。

2 有机化学实验线上线下混合式教学开展途径

2.1 线上教学设计与开展

2.1.1 线上教学资源设计

开展有机化学实验课程线上线下混合式教学时，线上教学资源设计显得尤为重要，直接关系到混合式教学开展效果[7]。为了展现线上教学平台的优势，可将线上教学资源设计划分成实验安全常识视频库、实验技术与设备操作视频库及实验考题库。首先，设计实验安全常识视频库。安全始终是有机化学实验教学开展的重要前提，该数据库重点涵盖化学实验室章程、有机化学药品保存、突发情况处置及实验废品处置等内容，通过视频的方式生动形象地展现在学生面前。其次，设计实验技术与仪器使用视频库。该视频库重点涵盖了实验操作，以及各种仪器设备的组装与使用等，如简单回流、常压蒸馏等实验操作，帮助学生更清晰、准确地把握实验操作要点，为学生线下开展有机化学实验做好铺垫。最后，设计实验考题数据库。为了进一步巩固学生线上学习成果，加强学生对线上知识的领悟，以线上教学内容为基础整合出各种题型，提高学生的安全意识，增强学生的实验技能水平。

2.1.2 线上教学资源推送

在进行有机化学实验教学过程中，要将实验原理讲授与操作示范作为重点。通常情况下，老师提前一周的时间将线上教学资源发送给学生，让学生可以自由安排时间进行观看与学习，让学生更好地理解与领悟实验原理与操作流程。老师制作的线上教学资源一般为短视频，总时长控制在5～8 min，通过短视频一方面可以全面清晰地将实验重难点传达给学生，另一方面也有助于调动学生的学习积极性。例如，在进行乙酰乙酸乙酯的制备实验时，老师可以将该实验内容制作成微课短视频，并将其推送给学生，如表1所示为视频包含的主要内容与对应时长。另外，为了使线上学习资源更加丰富，高校还可以基于PPT、动画以及音频等不同形式为学生带来多样化的学习资源。学生不仅能够通过线上平台进行学习，也可保存至本地计算机硬盘中，之后安排恰当的时间进行细致学习。相较于传统教学，线上教学能够突破时间与空间的限制，提高学生学习的便捷性与灵活性，并可以根据自身实际需求与不足，有选择性地开展学习活动，并对重难点知识进行反复观看[8]。学生在完成线上学习任务之后，系统会从实验考题数据库中选取若干题目作为测试题，通过测试既有助于巩固学生所学的新知识，也便于老师准确把握学生的实际学习情况。

表1 乙酰乙酸乙酯的制备实验微课短视频

2.1.3 线上虚拟实验模拟

在开展有机化学实验教学过程中，部分有机物的制作与提纯有着较大的难度，操作流程较多，并伴有一定的危险性，学生只依靠课前的自主预习，往往不能够全面准确把握各个实验环节，在这种情况下，贸然让学生进行实践操作，不仅容易出现实验环节遗漏、违规操作等问题，同时也难以获得较好的实验效果[9]。相比之下，基于线上教学平台能够很好地解决该问题，借助相应的虚拟实验室软件，学生在实验预习环节便可以通过平台进行实验仪器的组装、拆卸及预做，进而为实践操作实验奠定基础。随着加热的持续进行，分水器的水会慢慢升高到分水器支管口，同时出现特写放大镜头，即便是业余人员也可看懂操作，从而帮助学生准确把握实验关键点，提高学生的实验预习效果。

2.2 线下教学设计与开展

以往在开展有机化学实验教学过程中，老师先向学生系统讲授本次实验的原理、操作流程、实验目的、实验注意事项及实验重难点等，之后要求学生根据教材内容“照葫芦画瓢”进行实践操作。传统教学模式一方面会导致理论讲解占据较多的课堂时间，导致最终预留给学生实践操作的时间较少；另一方面传统实验教学中主要以验证型实验为主，学生仅仅是照搬照套，没有给予学生创新创造的机会，难以有效发挥实验的价值与意义。而通过将线上线下混合式教学应用到高校有机化学实验教学中，在实验教学前通过线上教学完成理论知识的传授与学习，便可以为学生预留充足的实验操作时间，老师也可以投入更多的时间与精力对学生的实验操作进行指导和纠正。此外，由于学生在课前已经全面掌握了实验原理、操作流程、注意事项等理论知识，在实践进行操作时能够更加得心应手，并通过实验解答与验证理论学习中的疑问。一些学习水平高、动手能力好的学生，在完成教材实验内容之后，还能够在老师的帮助下进行一些创新性实验，既可以不断扩大学生的知识视野，完善学生的有机化学知识体系，另一方面也有助于激发学生的学习积极性。此外，老师还可以将学生实验操作过程制作成视频文件，并将其上传到线上教学平台中，学生可以在课后观看，从而更好发现自身实验中的问题，在今后实验操作中有针对性地进行改进。有机化学实验线下教学过程中，老师要密切观察每位学生的操作情况，对其进行有效指导，规范学生的操作流程，确保能够取得理想的实验效果。

2.3 课后分析

高校开展有机化学实验不单单是为了加强学生对实验原理与流程的认知，同时还希望基于实验加深学生对理论知识的吸收与领悟，不断提高学生的化学素养。因此，在完成有机化学实验课程之后还需要进行实验分析，将实验中的相关数据、发生的现象及实验结果等传输到线上教育平台。老师认真查看每位学生上传的实验资料，并给予客观具体的考评，学生根据老师的点评，联系实验结果对相应的实验环节进行分析与归纳，一方面可以及时解决学生实验中的问题，另一方面也可以为接下来的实验课程打好基础。老师将学生实验中存在的普遍性问题与不正确操作等，通过图片、视频等方式分享给学生，让学生自主观看并相互探讨，帮助学生及时改正实验中的问题，防止这方面问题重复出现。