基于线上线下混合式教学模式打造分析化学一流本科课程

2024-06-20毛丽惠姚素梅张秋平黄艳伟张艺

高教学刊 2024年16期

毛丽惠　姚素梅　张秋平　黄艳伟　张艺

摘要：网络的发展促进“网络+教学”相结合的线上线下混合式教学模式的兴起，积极探索适应时代发展的线上线下混合式教学模式是专业课教学改革的方向。分析化学是高等学校化学专业的一门专业基础课，信阳学院分析化学课程进行基于“雨课堂+慕课+QQ群+线下课堂教学”的线上线下混合式教学模式改革和探索，课题组从课程目标、课程内容、教学模式、课程考核等方面进行优化改革，积极打造分析化学一流本科课程建设。实践表明，改革后的课程教学能充分体现以学生为中心的教学理念，充分激发学生学习的积极性，培养学生发现问题和解决问题的能力，为线上线下混合式教学模式改革提供一条可借鉴的探索路径。

关键词：线上线下；混合式；分析化学；一流本科课程；教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）16-0029-04

Abstract： The development of the Internet has promoted the rise of the online and offline mixed teaching mode which combines "network + teaching". Actively exploring the online and offline mixed teaching mode which ADAPTS to the development of the Times is the direction of the teaching reform of professional courses. Analytical Chemistry is a basic professional course for chemistry majors in colleges and universities. The course of Analytical Chemistry of Xinyang University has carried out reform and exploration of online and offline mixed teaching mode based on "rain class + MOOCs +QQ group + offline classroom teaching". The research team has carried out optimization reform from the aspects of course objectives， course content， teaching mode and course assessment and actively built first-class undergraduate courses of Analytical Chemistry. Practice shows that the reformed curriculum teaching can fully reflect the student-centered teaching concept， fully stimulate students' enthusiasm for learning， train students' ability to discover and solve problems， and provide a reference exploration path for the reform of online and offline mixed teaching mode.

Keywords： online and offline; blended teaching mode; Analytical Chemistry; first-class undergraduate courses; teaching reform

2018年起，教育部启动一流本科课程建设“双万计划”，至2020年教育部推出首批包括线上线下混合式在内的国家级一流本科课程共5 118门[1-4]。一流本科课程建设，将示范并带动更多高校和教师积极参与探索，全面推动课程目标、课程内容、教学设计和教学方式方法改革，实现立德树人的目标，为国家培养合格的建设者和接班人。

分析化学是高等学校化学、应用化学、材料科学等专业的重要专业基础课之一。通过本课程的学习，学生可以掌握分析化学的基本理论和知识，养成严谨的科学态度、实事求是的科学素养，初步具有从事科学研究的技能，创新能力得以提高。分析化学被立项为2021年度信阳学院线上线下混合式一流本科课程建设项目，课程教学团队致力于打造适合化学专业学生的线上线下混合式一流本科课程。本文从分析化学课程的特点、分析化学教学过程中存在的问题入手，探索课程教学目标、教学资源和课程考核方式等方面的改革与实践，实现“以学生为中心，以产出为导向”的OBE教育理念，提高教学效果和学生学习能力，提高人才培养质量。

一分析化学课程教学现状

分析化学课程以定量分析为基础，注重应用，实践性强，是化学专业重要的专业基础课。信阳学院分析化学课程开设在大二第一学期，这个时期的学生，已经学完无机化学这门化学专业核心课程。学生对物质结构、化学热力学、化学动力学、酸碱解离平衡、沉淀溶解平衡、电化学和配位化学的基本概念和基本原理有了初步的认知[5-7]。但是每名学生理论知识水平参差不齐，接受知识的能力不一样，遇到专业性比较强的知识点，虽然学习起来缺乏自信心，而且没有养成良好的自学习惯，但有很高的学习热情，学习方式方法需要改进。传统的分析化学课程主要采用线下多媒体教学和板书相结合，教师根据章节内容，设计研讨式、启发式、任务驱动式的教学方法，主要以教师的讲授为主。分析化学知识点多，而且公式推导和计算较多，在有限的学时内，教师以单一的线下教学方式很难激发学生学习的主动性。

（一）课程目标设置不合理

在传统的分析化学教学模式下，教师对分析化学课程主要讲授滴定分析法、重量分析法、分光光度法等基本理论知识，使学生掌握定量分析的基本理论和基本分析方法；训练学生正确掌握化学分析实验的基本操作技能；培养学生能根据既定分析程序正确地进行分析；培养学生良好的实验习惯、实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风。在这个课程目标下进行教学主要体现教师的“教”，教师注重理论知识讲授，如滴定方法中滴定终点误差，随着滴定剂的加入，体系中pH、pM或者电动势E的变化，滴定曲线、滴定突跃等基础理论知识和解题训练，不能体现学生“学”的主动性缺乏思辨能力的培养，也缺乏创新实践能力的培养和训练。

（二）学生课堂参与度不高

分析化学课程具有理论性和逻辑性强、概念抽象、公式多、计算推导过程复杂等特点，在传统的线下课堂授课模式下，教师通过PPT辅助教学，课堂容量较大，老师和学生讨论的机会少，学生小组讨论的时间也没有，学生学习起来比较吃力，容易造成学生厌学情绪，很难体现学生主观能动性。

（三）课程考核形式单一

目前，课程的考核方式包括平时成绩和期末考试成绩两部分。平时成绩包括考勤、课后作业和课堂表现，主要是考核学生上课的主观性和对课本知识的掌握情况，未能体现学生自主学习的能力，不能及时跟进学生的学习过程，不能对学生的学习动机、方法等进行及时评价、反馈并加以改进。期末考核采用闭卷考试的方式，试题类型包括选择题、填空题、判断题、计算题和简答题，计算题分值占比较高，主要考察学生对课本基础知识和重难点的掌握，未能体现出学生分析问题、解决问题的能力，难以实现对学生创新实践能力、理论联系实际能力的考核。

二线上线下混合式一流本科课程教学改革

线上线下混合式一流课程主要指基于慕课、专属在线课程（SPOC）或其他在线课程，运用适当的数字化教学工具，课程进行改革建设，打造学生线上自主学习与线下面授有机结合的混合式“金课”[8-10]。一流课程的建设和线上线下混合式教学模式的探讨，充分发挥“互联网+教育”的优越性，提高学生学习的积极性和自学能力，使得分析化学课程教学质量和教学效果得以提高。基于上述目的，信阳学院分析化学课程的改革方案如图1所示。

（一）课程目标改革

信阳学院分析化学课程采用武汉大学主编《分析化学（上）》第六版教材，教材主要包括十一个章节，分为四部分内容，定量分析化学的基本理论（第一、二、三、十一章），滴定分析法（第五、六、七、八章），重量分析法（第九章）和吸光光度法（第十章），课程内容多而且难以理解。在2018版培养方案中，分析化学教学课时为72学时，在2020版培养方案中，教学课时改为48个学时，教师要在有限的课时内完成整个分析化学知识框架的讲授，容易出现“满堂灌”的填鸭式教学现象，导致教学效果不理想。此外，理论课一直采用线下课堂教学的模式，教学内容较多，学生学习知识处于被动状态。这种教学模式急需改革，提高教学效果。

基于OBE以学生为中心、以产出为导向的理念，对标培养方案中的毕业要求，分析化学2020版教学大纲依据从能力目标、素质目标、情感目标三个方面进行改革。

能力目标：掌握标准溶液浓度的表示方法；掌握标准溶液的配制和标定，基准物质的条件及滴定分析中的计算；掌握误差的来源、分类及计算，掌握提高分析结果准确度的方法；掌握滴定分析的原理、化学计量点的计算及指示剂的选择原则；掌握滴定突跃的计算方法及影响滴定突跃的因素；掌握沉淀溶解度的概念、影响因素及其计算；掌握沉淀的类型和形成过程、影响沉淀纯度的因素及沉淀条件的选择；掌握物质对光的选择性吸收和光吸收的基本定律。

素质目标：理解定量分析中常用方法的基本原理、操作，以及这些方法在分析中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的基础。培养学生严谨的工作作风和科学的实验态度。根据实际问题选择合适分析方法的能力和解决具体问题的能力。

情感目标：培养学生培养创新意识、生态文明和环保精神教育，树立正确的价值导向。

教学目标是进行教学改革的依据，分析化学教学团队根据2020版教学大纲制定的教学目标，优化分析化学课程内容所占的课时，为了增强学生的科学素养适当补充课堂内容，如与分析化学相关历史名人、文献案例、与化学有关的新闻热点等，丰富课堂内容，用案例、微视频或者参考文献，提高学生学习的积极性，活跃课堂气氛。

（二）教学模式的改革

为实现该分析化学课程的教学目标，完成教学内容的重难点的讲解，同时培养学生辩证思维与解决复杂问题的能力，课程采用“MOOC资源+雨课堂＋QQ群互动交流答疑+线下课堂”的模式，开展线上线下相结合的混合式教学，过程分为课前、课中和课后三个环节。

课前，教师在中国大学慕课平台选用适合教材内容和课时安排的慕课，推荐给学生。目前，我们选用的慕课资源有福州大学的分析化学精品课程、湖南大学的分析化学精品课程、江苏大学的分析化学精品课程等。积极发挥慕课资源的优势来提高学生的学习兴趣和教学效果。建立班级QQ群和雨课堂授课班级。首先，通过QQ群发布本学期课程教学内容课时安排，课程考核方式，分学习小组（每组6～8人），在QQ群建立群相册，收集学生观看慕课课程的照片和单元测验的照片，小组长统计每单元慕课课程学习完的测验成绩，督促学生完成线上内容的自学。其次，在雨课堂发布预习课件，课件中包含每次课的重难点，学生能通过预习知道每节课的知识脉络，并且雨课堂后台数据会反馈学生预习情况，老师能及时跟进和督促学生完成预习。

课中，线下课堂教学利用多媒体和板书相结合的授课方式，同时用雨课堂辅助授课。首先，每次上课前学生用雨课堂扫码进课堂，完成考勤，同时，雨课堂发布练习题，进行上节课知识点的回顾，老师根据正确率进行课堂提问和知识点把控。其次，在授课过程中，讲完相应知识点后，老师会及时发布雨课堂单选题、投票题等，了解学生对知识点的掌握情况，雨课堂随堂练习题会从基础知识点的考察看学生的掌握情况，然后再进行难度提升，有时会把考研题加入到随堂练习题中，考察学生对重难点的理解，提高学生解决问题的能力。最后，在课程授课过程中，教师会根据预习情况，用雨课堂随机提问的方式将基础概念等容易掌握的知识点进行考察，辅助以雨课堂练习题考察，利用讲授法对重难点内容进行“精讲”，采用启发式、问题驱动式等模式培养学生分析问题和解决问题的能力，并通过翻转课堂的形式让学生讲解某一知识点，锻炼学生表达能力，掌握学生的预习情况。在特定章节中会引入案例教学法，通过QQ群向学生发布分析测试方法的相关文献，讲解各种分析方法中典型的案例，提升学生学习分析化学的热情，同时鼓励学生自己设计相关实验，增强学生的动手实践能力。以研促教，鼓励学生参与教师的科研项目，进行大学生创新创业项目的申报，激发学生的科研兴趣，加深学生对基本知识点的理解和掌握，提高学生对分析化学知识的应用能力。

课后，知识点的巩固。首先，布置课后作业，检验学生对知识点的理解能力。其次，在雨课堂发布单元测验。单元测验有单选题、多选题和问答题等形式，测试的成绩将作为学生平时成绩的一部分。学生完成后可以在雨课堂看到答案，了解自己哪些知识点没有完全掌握。教师归纳总结学生的错题并分析原因进行教学反思。最后，教师针对测验的错题在QQ群进行答疑讲解，或者学生有部分知识点在课堂上没有理解透彻，也可以通过QQ进行线上的答疑。

通过课前、课中、课后三个环节利用线上线下混合式教学模式，激发学生的学习兴趣，培养了学生自主学习的能力，使教师的“教”转化为学生主动的“学”，体现了以学生为中心的教学理念。慕课、QQ群、雨课堂信息化教学手段和传统教学方式的有机融合，有利于分析化学一流课程的建设和发展。

（三）教学评价机制的改革

传统的评价发生在课堂教学完成后，考察学生对所学知识点的掌握，这种方式不能及时反馈和改进教学。过程性评价是在教学活动实施过程中进行评价，可以通过教育数据及时对学习过程和效果进行反馈，教师反馈信息及时对教学过程和内容进行改进，以便达到预期的教学目标。信阳学院分析化学线上线下混合式一流课程建设过程中，充分利用教育教学大数据深入开展过程性评价，以便有效分析现存的问题，有针对性地及时改进，使评价结果充分发挥作用。2020版分析化学教学大纲中，将传统的“平时成绩考核（30%）+期末成绩考核（70%）”考核方式进行改革，充分体现对学生综合素质的考核。目前该课程的考试方式改革为：慕课学习成绩（20%）+平时成绩（20%）+期末考试成绩（60%），从线上课前慕课、雨课堂预习，线下课堂表现以及线上线下课后追踪三方面对学生进行全方位的评价，具体考核方案和评分标准见表1。这种考核方式实现了对学生多维度全面的考核，强调了过程化评价在学习过程中的重要性，同时促进了学生对平时学习过程的重视，养成良好的预习和复习的学习习惯，同时有些知识点让学生在平时通过碎片化的时间进行线上学习，减轻了课堂教学的压力，保证在有限课时内圆满完成教学计划。

三结束语

在一流课程建设过程中，分析化学课程引入慕课资源、QQ群、雨课堂等线上平台与课堂教学形成线上线下混合式的教学模式，采用信息技术和教育大数据改善课程评价方式，较好地辅助线下教学，深化分析化学课程教学改革，增强学生的自主学习能力。线上线下混合式教学模式保证了教学目标的顺利完成，体现了以学生为主体的教学理念。这种教学模式的实施也对教师提出了更高的要求，教师要花费更多的精力，在课前学习任务安排、课中教学活动的安排、课后的线上答疑环节做到及时沟通，构建教学团队，教师分工合作保证这种教学模式的顺利实施，同时也要对学生的过程性学习进行实时的督促，激发学生学习的积极性和主动性，使分析化学课程的教学质量和教学效果都得到进一步提高。

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基金项目：2023年度河南省教师教育课程改革项目“师范专业认证背景下地方高校化学专业师范生核心素养培养研究”（2023-JSJYYB-126）；2021年度信阳学院线上线下混合式一流本科课程“《分析化学》”（校教字[2022]19号）