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在基础及有机化学实验课中线上线下混合式教学的应用探索
摘要：基础化学和有机化学是广东医科大学医学类专业本科生的必修课程，其实验是课程体系中重要的教学环节。为了解决传统实验教学中教学手段、评价方式单一、学生不重视实验课程等问题，我们构建了线上线下混合式教学模式，并将绿色化学理念融入到实验教学中，充分发挥线上学习资源和线下教学活动的优势，提高学生对基础及有机化学实验课的兴趣，培养学生的实验技能和创新能力，为后续课程的学习和科研能力的培养打下坚实的基础。
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基础化学和有机化学是我校临床医学、预防医学、口腔医学等专业本科生的公共必修课，开设于大学一年级，是连接医学专业基础课程与医学专业核心课程的桥梁。实验教学是其重要的组成部分，实验课程的开设对学生巩固加深理论知识的理解、训练和提高学生的动手能力和实验技能，培养学生运用理论知识解决实际问题和培养科研创新能力等方面起着重要的作用[1]。随着时代的发展和互联网的普及、信息化技术的应用，传统的实验教学亟需改革，以适应高速发展的社会需求。线上线下混合式教学是一种新兴的教育教学手段，已逐渐成为高等教育的一种常规模式[2]，是互联网技术高速发展与现代教育技术相结合的产物。混合式教学是将传统的面对面线下教学与线上网络资源有机结合，利用各种先进网络教学资源，充分发挥网络教学与传统教学的优势[3,4]，取长补短。线上线下混合式教学弥补了线下教学的不足，学生可以利用碎片化时间随时随地学习线上网络资源，充分发挥线上教学丰富多彩、灵活多变，不受时空限制等优点，提高教学效果，增强学生自主获取知识的能力[5,6]，培养学生的科学素养。同时，我们还可以把绿色化学理念引入实验教学中，把与实验相关的绿色化学的科普知识及发展前沿放到课程线上资源中培养学生的绿色环保意识，而在线下实验时尽量减少污染，培养学生养成良好的实验习惯。当前我们的基础化学实验和有机化学实验课存在教学方式单一、考核制度不科学、学生对实验课程不重视等问题。因此，针对这些问题我们对目前的教学模式和考核制度等方面进行改革，依托“超星学习通”平台，设计并开展线上线下混合式教学，以促进高校教学改革，培养动手能力强、科研素养高的综合性医学人才。
1、我校基础及有机化学实验教学现状及存在问题
我校基础化学实验开设于大一第一学期，有机化学实验开设于大一第二学期，授课对象包括临床医学、预防医学、口腔医学等多个专业的大一新生，由于高考模式不同、学生来源不同，导致对化学实验的认知水平参差不齐，部分学生高中阶段基本没有动手做过化学实验，对化学仪器的操作仅仅停留在应试水平上，到了大学以后，课前预习仅仅是在临上课前机械式抄写，实验过程中有畏难情绪，不敢动手操作，在学习中缺乏主观能动性。同时，医学院校开设的课程门数较多，特别是大一新生，既有公共基础课，又有专业基础课，由于时间、精力有限，他们更愿意把时间花在如解剖学、细胞生物学等专业基础课的学习上，对基础化学、有机化学等公共基础课的重视程度不够，对化学实验课的学习积极性不高。
目前基础化学实验和有机化学实验主要是以线下教学为主，课前我们要求学生书写预习报告；课中老师讲解实验原理和步骤，并进行示范操作，然后学生动手实验；课后学生完成实验报告并上交。这种传统的教学模式很难激发学生的积极态度和学习兴趣，预习报告仅仅是抄写书本中的操作步骤，实验过程中也是“按方抓药”，根本不理解实验原理，更不会探讨实验方法，只是被动接受知识，不能理论联系实际，灵活运用理论课所讲的知识点。课后的实验报告也是流于形式，敷衍了事，对于实验过程中出现的问题不会动脑筋思考讨论，很难举一反三主动学习。同时基础化学实验和有机化学实验是我校的公共基础课，加上近年来的扩招，学生人数激增，实验教学班数量较多，生多师少现象较为严重，一个老师要带多个实验班，对于同一个实验内容，老师要多次重复讲解，教师的工作负担较重，不利于身心健康，从而影响师生互动，教学效果不佳。
现有的考核机制陈旧，评价方式单一。目前我校基础化学实验成绩评定主要依据实验考核和实验报告的成绩，而有机化学实验成绩主要以实验报告，特别是实验数据的好坏作为参考标准，导致学生只注重实验报告的书写，不注重实验操作的规范。有些学生为了提高实验报告的分数，不惜抄袭别人的实验报告，甚至有个别同学逃课或不动手做实验，编造或篡改实验数据的现象[7]。这种只注重实验报告和实验结果，不注重实验过程的评价机制不能全面客观的反映学生的实际水平和动手能力，缺少公正性与真实性，不利于培养学生的实验技能和科学素养，不利于激发学生的科研兴趣。
2、线上线下混合式教学的构建与实施
通过“超星学习通”平台构建线上线下混合式实验教学模式。根据医学院校的培养目标以及化学实验课程的特点，整合以往的教学资源，设计线上线下教学模式和评价模块，建设和完善线上课程资源，重构教学流程[8,9]。(1)线上：教师在“学习通”平台上将提前录制好的教学视频和教师演示实验视频、实验教案、PPT、相关发展前沿等多种实验教学资料上传，并设置任务点与具体要求。学生通过平台资料自行学习，完成预习任务，对于不懂的地方还可以线上讨论与老师互动，养成自主学习的好习惯。(2)线下：主要以“学生课堂实操+教师具体指导”的方式面对面教学，讲解和示范实验步骤，加强课堂知识的内化，调动学生的学习积极性，提高学习效率。
首先，根据课程的教学进度，将准备好的教学资源提前一周推送到超星学习通平台上，包括课程公告、实验教案、PPT、微课、视频资料等。然后建立班级微信群和QQ群，上传课程表和实验进度表，提醒学生进行预习和学习通线上资源的使用，实行双互动。对于大一新生，第一学期的基础化学实验是他们上大学后接触的第一门化学实验课，有些学生高中可能没有做过化学实验，为了使学生更好的适应大学实验课，我们把基本的常用仪器如滴定管、移液管、容量瓶的使用规范操作和常见错误操作拍成视频放到学习通上，学生利用碎片时间随时都可观看。第二学期的有机化学实验，根据实验内容我们把每一个实验的具体操作录制成视频材料放到学习通平台上以便于学生观看。同时我们还把绿色化学的相关内容和与实验相关的发展前沿放到线上资源中，这是我们的亮点特色。比如，基础化学实验中的“醋酸解离度和解离常数的测定”实验，我们线下教学采用的是pH计法，线上发展前沿部分我们介绍了电位滴定法、分光光度法、电导法、毛细管电流法等其它测定弱酸解离常数的方法。并且重点介绍了测定准确性高、使用广泛的电位滴定法的原理、解离常数的计算过程等。另外还把自动电位滴定仪的图片、操作步骤及教学视频放到线上供学生观看。再比如，有机化学实验中的“茶叶中咖啡因的提取”实验，我们线下教学采用的是升华法。我们通过查找相关文献，把常用的提取方法和发展前沿的一些内容放到线上资源中，并设置一些问题让学生讨论。学生通过线上学习明白了在实验室中提取茶叶中咖啡因的方法主要有：升华法、超临界CO2提取法、吸附法、溶剂提取法四种。通过问题引导学生思考这些方法的优缺点；我们线下实验采用的升华法有什么要改进的地方；怎样设计实验更高效环保等等。通过绿色化学理念的植入强化学生的绿色环保意识；通过发展前沿的介绍使学生明白随着先进仪器的出现，实验方法在不断改进，科学研究在不断进步。以此来培养学生的科研素质，构建绿色化学实验理念，在以后的实验设计中更加注重环保，与大自然和谐共处。
线下实验课是混合式实验教学过程中最重要的一个环节，重点培养学生的动手能力和合作精神。我们的线下教学基本保持原来的传统教学模式，即老师先讲解实验原理和操作注意事项，学生再动手实验操作。在学生动手操作环节，老师在实验室巡回指导，及时纠正不规范操作，强调学生认真观察实验现象、如实记录实验数据，从而培养学生认真的学习态度、严谨的思维方式、实事求是的科学精神。同时对学生出现较多问题的关键操作步骤进行总结纠正，及时反馈课堂情况。课后，学生可以利用线上平台进行回顾反思，如有不理解的内容或者实验过程中遇到的问题，随时可以与老师或同学进行讨论。
合理客观的实验成绩评价体系可以全面综合评价学生的实验水平和能力，从而激励学生的学习积极性，培养学生严于律己、实事求是的科学态度。目前我校基础化学实验成绩主要是根据学期末的实验考核情况和实验报告书写情况来打分，有机化学实验成绩主要是根据实验报告来打分，这种单一的评价手段不能公正客观的反映学生的实际水平和动手能力。为了全方位考察学生的综合能力，我们重构了课程考核体系，以便于客观全面地对学生进行评价。实验成绩主要由三个部分组成：包括线上课前预习成绩(30%)、线下实验操作成绩(40%)和实验报告成绩(30%)，其教学评价模块如图1所示。首先按照教学进度，提前一周向学生布置预习任务，包括观看电子课件(主要目的是理解实验原理，10分)，微课(通过视频了解老师演示的操作步骤，10分)，仿真操作(主要让学生了解实验操作的合理性和可行性问题，10分)。完成相应任务点后，系统自动计分。然后线下课学生到实验室进行操作，实验操作前，老师重点讲解实验原理和实验步骤，并通过提问引导学生进行讨论交流。学生实验操作期间，老师会来回巡视，必要时与学生进行讨论交流，对每一位学生的操作规范性进行打分(40分)。学生课后要在学习通上完成若干测试题，任务完成后系统自动计分(10分)，并且按要求书写实验报告，老师根据报告情况批改打分(20分)。这种综合的评价考核制度公正合理、客观全面，便于了解学生平时的学习情况，更有利于提高学生对化学实验课的积极性，进一步提升教学效果。
图1基础和有机化学实验线上线下混合式教学评价模块
3、线上线下混合式教学的总结与思考
化学是一门实践性很强的学科，提高实验课教学的质量对培养学生的实践能力起着极其重要的作用。针对传统实验教学的弊端和不足，依托超星学习通平台，把线上线下混合模式融入实验教学，并把绿色化学理念引入到实验教学中来，增强了学生的绿色环保意识。相关实验发展前沿的植入大大丰富了教学内容，拓宽了学生的知识面，加强了学生的科学素养，提高了学生对化学实验课的兴趣和自主学习的积极性。考核制度、评价模式的重构使课程建设更加完善，对学生更加公平，学生对实验课更加重视。线上线下混合式实验教学有效地解决了制约教学效果提升的时间和空间问题，增加了师生之间、同学之间的互动交流，弥补了传统教学模式中的不足。
4、结语
实践证明，线上线下混合式教学模式的构建与实施，明显提高了学生对实验课的兴趣和重视程度，充分调动了学生的主观能动性，大大提升了教学质量和教学效果。由于学生自学能力各不相同，课前预习的约束力相对较弱，存在着学生利用资源不充分的问题，所以我们在今后的教学中需要不断总结经验，持续维护更新线上资源，为深化教学改革提供新思路和有力支撑。
参考文献:
[1]蔡玉兴,金玉杰,宁,等,医用化学线上实验教学模式探索[J].基础医学教育, 2022,24(2):127-131.
[2]王瑛华,冯美莹,黄丽华,等.线上线下混合式教学在分子生物学实验教学中的应用[J].第庆学院学报,2023 42)11-15.
[3]哈斯其美格,陈丽华,肖朝虎,等,“线上+线下混合式教学法在基础化学实验教学中的应用[J].化工管理,2021(1):18-19.
[4]姚悦,黎少君,汪徐春,等,“基础化学实验”混合式教学实践与探索[J].安徽化工,2023,49(1):183-185.
[5]肖艳红,秦伟超,张黄黄,等.基于雨课堂的生物化学实验线上线下混合式教学探究[J].高教学刊,2021,7(36):119-123.
[6]吴怡娴,李秀梅,董娟娟,等.线上线下混合式教学在组织学与胚胎学实验中的实践[J].基础医学教育,2022,24(7):515-517.
[7]陈兰美,佘戟,李小凤,等.“对分课堂在医用基础化学实验教学中的应用[J].广州化工,2017 ,45(13):168- 169.
[8]孙丽君,王焕芸,张屏,等,药物分析混合式教学模式探析[J].基础医学教育, 2021,23(3):158-160.
[9]陈慧芝,汤南,刘红菊,等.药物分析实验课程混合式教学的探讨[J].广州化工,2021,49(16): 179-180.
基金资助:2022年广东医科大学高等教育教学研究项目(2JY22027); 2022年广东医科大学本科教学质量和教学改革工程项目(1JG22154);
文章来源:许景秀,陈嘉曦.线上线下混合式教学在基础及有机化学实验课中的应用探索[J].广东化工,2023,50(20):176-177+196.
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随着“互联网+”时代的到来，人们的衣食住行都离不开网络，伴随着也产生了很多结构化和非结构化的网络数据。数据已经渗透到了当今每一个行业和业务职能领域，成为了关键生产要素。以现代信息网络为重要载体，通过数字技术与实体经济深度融合，不断提高数字化、网络化、智能化水平，是加速重构经济发展与治理模式的新型经济形态。
2024-04-17
随着“互联网+”教育的深度发展，线上教学、线下教学、线上线下混合式教学已成为高等教育的一种发展趋势。各类大、中专院校纷纷进行教学改革，教学模式和教学平台如雨后春笋般应运而生，不仅老师们纷纷尝试不同的教学模式和教学手段，专家学者们也纷纷从教学模式、教学手段、教学过程对教学进行研究。
2024-04-16
混合式教学方式是将传统课堂教学和网络在线教学的优势有机结合的一种“线上”+“线下”混合式教学模式[1,2]。采取信息化的技术手段构建在线课程教学案例资源，给传统的授课方式带来很大的变化[3]。借助信息化技术手段提高教学效果是当前课堂教学开展线上线下混合式教学改革亟需解决的关键技术问题[4,5]。
2024-04-16
线上教学并不是简单地把原来课本的内容照搬到网上，也不是仅仅通过直播软件实现在线的讲解和作业的管理。线上教学如火如荼地开展三年以来，也出现了很多问题：学生线上学习缺乏有效监管，师生教学互动缺乏激情，缺乏系统的在线教学理论支持和教学评价系统，过分关注技术和忽略教学设计等等。
2024-04-15
高素质人才培养的关键是建设好专业核心课程，这对开展高等教育提出了更高要求。近年来国家相继出台了高等教育课程建设的新举措和新政策，使得“打造金课、建设一流课程、课程思政”等教学理念和要求成为目前高等教育改革中的优先工作[1]。教育部发布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》指出，教育信息化发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心，提出了信息技术应与教育全面“深度融合”的全新理念[2]。
2024-03-27
基因工程技术自1973年诞生以来，发展迅速，其中目的基因的分离重组、遗传转化、表达调控和基因组改造等均具有极高的利用价值，应用范围涵盖工业、农业、医学、畜牧业、能源和国防等领域[1,2]。为了提高基因工程教学质量，青岛农业大学海都学院教学团队采取混合式教学模式开展了教学创新的探索，通过超星慕课、专家访谈、国家虚拟仿真实验软件等公共教学资源，同时利用信息技术与情景式教学、案例式教学和翻转课堂等多元化教学创新活动相结合，取得了较好的效果。
2024-03-18
混合式教学近些年来受到了不少学者和教育工作者的关注，从当前教育领域的现实状况看，越来越多的教师开始尝试将混合式教学方法应用到课堂活动中。混合式教学简而言之就是将E-Learning与传统的教学手段结合起来，在突破教学时空限制的基础上，关注学生本身的主体性，强调学生主体的学习活动，让学生能更加高效率的完成自主学习，同时也充分保证学生具有充足的自主学习时间。
2024-03-15
随着虚拟现实技术的发展，虚拟实验作为一种新兴的教学工具，在教学过程中的应用越来越广泛。通过虚拟实验操作，不仅可以使学生重现传统实验，还可以对实验条件进行多次调整，实现多次实验，同时，虚拟实验的沉浸性、交互性和可跨时空创设情境的优点，可以将学科理论教学和实践过程深入地融合。
2024-03-07
近年来，随着“互联网+”的快速发展，线上涌现丰富的教学资源(如中国大学慕课、学堂在线等)，这些在线课程具有学习时空自由、教学界面友好，师生互动便捷，数据分析快捷等特点，是对传统线下教学的一个很好补充[1]。因此，越来越多的多教育工作者开始尝试开展线上线下混合式教学[2]。线上线下混合式教学是将传统面授学习与线上网络化学习相融合，在课程教学过程中，充分利用信息化手段，积极探索线上线下混合式教学的设计与具体实施方法，从而实现线下支持线上、线上赋能线下，二者优势互补、相辅相成的教学效果。
2024-01-29
2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》[1]，明确提出，全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，是全面提高人才培养质量的重要任务，高校课程思政建设要明确课程思政建设目标要求和内容重点，科学设计课程思政教学体系，分类推进课程思政建设，将课程思政融入课堂教学建设全过程。
2024-01-25我要评论
期刊名称：应用化工
期刊人气：3194
主管单位：陕西省科学技术厅
主办单位：陕西省石油化工研究设计院,陕西省化工学会,陕西延长石油（集团）有限责任公司
出版地方：陕西
专业分类：化工
国际刊号：1671-3206
国内刊号：61-1370/TQ
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2023-10-26
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上传者：管理员
