高师线上线下混合式化学实验课程教学现状调查与分析

赵娣 陈钰 傅丽 姚红云 梁红莲 郑慧敏 何义帆

【摘要】调查分析学生对线上線下混合式物理化学实验课程的总体评价、学习态度以及学习中遇到的问题和困难等方面，根据反馈发现的问题，提出优化线上预习系统、明确课程价值、建立新型评价体系等建议。

【关键词】线上线下混合式实验教学;物理化学实验;调查分析

〔中图分类号〕G642〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1674-3229（2021）04-0124-05

0 引言

化学是一门理论与实践并重的课程，而实验是培养学生创新能力和综合素质的重要“窗口”[1-4]。高师院校的化学实验课程还担负着培养学生实验思维和实验课教学能力的重任。传统的化学实验课程在教学方法上仍以灌输式为主，教学方式老旧单一，使得学生的学习积极性普遍较低。同时由于学时的限制，更聚焦于完成一个实验项目，缺乏对学生进行实验方案设计、实验反思以及科研思维等全方面的熏陶和培养，对于学生今后从事教学或科研方面的工作是不利的[5-7]。为了提升实验教学效果和学生的学习效果，应紧跟信息化时代下“互联网十”教育模式的步伐，充分合理地使用线上资源和平台，并结合物理化学实验课程项目式的特点，建立线上线下一体化的实验教学模式[8-9]。目前本校物理化学基础实验课程均采用“线上十线下”的教学方式，但这种教学方式仍处于初期探索阶段。为了最大化地优化课程，使这种教学模式真正有助于提高学生的学习效果，提升学习效率，达到对学生综合技能培养的目的，本研究对该课程的教学现状进行了调查和研究，并针对问题提出相应的改革策略。

1 课程实施简介

物理化学基础实验是化学、应用化学和材料化学三个专业的基础必修课程，课程目标是使学生掌握物理化学实验的基本方法和技能;锻炼学生观察现象、正确记录和处理数据、分析实验结果的能力;培养学生用理论知识解决实际问题的能力，以及科学的实验思维、实验探究能力，为学生今后从事专业研究打下坚实的基础。实验项目包括：燃烧热的测定、Sn-Bi二组分金属相图的测绘、差热分析、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数、原电池电动势的测定及应用等共14个。课程共2.5学分，78学时，分两学期开设，与物理化学理论课程同步。

线上线下混合式的物理化学实验开展方式：线上微课预习一线下课堂实操一线上话题讨论与拓展。“线上微课预习”要求课前在学习通平台预习实验原理视频和实验操作视频，并完成预习测验;“线下课堂实操”要求课堂上按照正确的操作方法，通过小组协作进行具体的实验项目操作训练;“线上话题讨论与拓展”是在实操结束后对实验的反思，问题交流与解决，以及与实验相关的拓展练习。

考核方式：采用项目成绩综合测评的方法，其中平时成绩占40%（线上预习完成度、实验记录的规范性、实验习惯、实验设备的使用和实验操作技巧、线上讨论与测验等），实验报告成绩占60%（实验报告书写与表达、数据处理的科学性和实验结果的正确性等）。

2 调查目的和方法

2.1 调查目的

本次调查意在了解学生对线上线下混合式实验课程的学习兴趣与态度，以及课程学习过程中的困难。根据调查结果分析原因，并找到改革策略。

2.2 调查对象和方法

调查对象为廊坊师范学院化学与材料科学学院2017级的全体学生。调查方法为发放网络调查问卷。共发放230份，回收227份，有效问卷225份，有效率97.8%。

2.3 问卷内容的设计

问卷内容主要分为四个部分：（1）学生对混合式物理化学实验课程的总体评价;（2）学生对混合式实验课程的学习兴趣、态度与教学效果;（3）学生对混合式实验课程教学方式和评价方式的满意度;（4）学生在混合式实验课程学习中的困难。

3 调查结果统计与分析

3.1 总体评价

学生对混合式物理化学实验课程的总体评价如图1所示。可以看出，87.8%的学生对这种线上线下混合式的实验教学模式是满意的，说明这种教学模式的开展是有价值和优势的。

3.2 学习兴趣、态度和学习效果

图2是学生对混合式物理化学实验课程的学习兴趣调查结果。可以看出，81.5%的学生对这种混合式的实验课程感兴趣。相较于传统的教学模式，这种混合式实验课程更能激发学生对于实验的学习兴趣。有了学习兴趣才能更好地培养实验技能，激发做实验的热情。

图3 是对学生进行线上学习主动性的调查结果。可以看出，在没有老师和同学的监督下，64.3%的学生会经常自觉进行线上学习，参与线上活动。35.7%的学生不经常甚至不会自觉进行线上学习。

问题：没有老师和同学的监督，你会自觉进行线上实验视频预习、线上实验反思和讨论等线上活动吗？

图4是学生认为混合式物理化学实验对于自身能力提高的调查情况。从图中可以看出90%以上的学生认为混合式课程对于学生实验探究能力、实验讲解能力和实验操作能力有提高，80%以上的学生认为混合式课程对于学生的实验创新能力和实验反思能力有帮助，另外，68%以上的学生认为混合式课程还能提高实验教学评价能力和应用多媒体辅助实验教学能力。

通过以上调查结果发现，大部分学生对混合式实验课程是感兴趣的，而兴趣是最好的老师，这有助于学习效果的提升。但有近20%的学生对这种教学模式缺乏兴趣，30%的学生对线上学习的学习态度有问题，这势必会影响学习效果。

3.3 教学方式和评价方式的满意度

学生对混合式实验课程教学方式的满意度如表1所示，87.5%的学生认为混合式实验课程的教学方式和学习方式对实验学习效率是有提高的，12.5%的学生认为不确定或者没有提高。实验准备阶段选择线上预习的方式，92.3%的学生认为线上预习要求合理，7.7%认为不确定或不合理。实验操作训练阶段为线下课堂教学，要求以小组合作的方式完成实验项目，此阶段的学习要求91.2%的学生认为合理。实验总结与反思阶段采用线上反馈的方式，通过实验数据总结、线上话题讨论等，对实验操作、实验现象以及实验习惯进行反思，87.1%的学生认为此阶段的要求合理。实验报告书写与提交阶段采用线上和线下结合的方式，对于数据处理工作量较大的实验项目采用电脑作图效率更高且更准确，实验报告提交电子版即可，对于有些需要锻炼基础作图能力的实验项目则提交纸质实验报告。这种线上线下结合的方式可多维度锻炼学生处理数据的能力，95.1%的学生认为此阶段的要求合理。实验拓展阶段采用线上和线下结合的方式，线上完成与本实验项目相关的小测验，或查阅相关前沿文献，线下参与相关前沿科研探究，88.2%的学生认为此阶段的要求合理。

学生对于实验各阶段的学习方式和要求基本满意，而认为要求不合理或者不确定的主要原因是：（1）线上学习时长的设置;（2）小组分组人数应与实验难度相匹配。

学生对混合式实验课程评价方式的满意度如表2所示，73.7%的学生认为总成绩评定合理，26.3%认为不确定或不合理;85.4%的学生认为平时成绩评定合理，14.6%认为不确定或不合理。不确定或不合理的原因是：（1）学生认为实验课程重点是训练学生的实验操作、习惯和技能的，而总成绩中实验报告成绩所占比重过大;（2）实验总成绩评价过于单调;（3）平时成绩中实验操作和习惯所占比重太小，应适当增加比例。

3.4 混合式实验课程教学各个阶段的学习困难

为了有效提高学生对混合式实验课程的学习效率，对学生在各阶段的学习困难进行了调查，结果如图5所示。由图5可知，实验预习阶段66.5%的学生观看视频后仍对实验步骤的统筹方面有困难，43.2%的学生对预习测验题目的回答方面有困难;实验操作训练阶段72.9%的学生对实验异常情况的分析方面有困难;实验总结和反思阶段，仅有20%左右的学生对实验数据、习惯、操作等的反思有困难;实验报告书写与提交阶段有52.3%的学生对数据图表的绘制有困难，44.5%的学生对数据的分析与计算有困难;实验拓展阶段，42.1%的学生对实验思维的建立有困难，39.8%的学生对文献的阅读和有效信息的提取等有困难。

4 策略与建议

综上分析可知，混合式物理化学实验课程主要存在以下问题：预习效果不佳，预习后对实验整体的认识欠佳，且预习过程未能对实验中有可能出现的特殊情况有预判;学生学习态度不端正;过于注重结果性评价。针对这些问题，提出以下建议。

（1）优化线上课程预习内容，提升预习效率。优化预习视频，使观看者更易理解和掌握实验全过程。优化预习测验内容，增加一些实验中会出现的特殊情况、异常情况如何处理的题目，给学生一个提前思考、全面思考的空间，从而更有助于其在实操过程中处理应急问题，并培养学生统筹实验的思维习惯。

（2）明确课程价值，端正学生学习态度。要让学生明白实验对于化学学科的重要性，从内心重视并珍惜每一次实验的机会。同时，加强对学生自主学习的监管，培养自主学习习惯，提升自学能力。

（3）释放考核评价空间，注重过程性评价。对于实验课程应增加平时成绩所占比重，而平时成绩构架中应将实验操作作为主要考核评价之一，同时增加自我评价、生生互评、师生互评等形式，形成将过程评价和结果评价相结合的新型评价体系[7]，科学、客观、全程地评价学生的实验成绩，增强学生发展的内在驱动力。

[参考文献]

[1]苗芳芳，罗蒨，郑燕英，等.以学生创新模式为背景下的分析化学实验教学模式探索[J].化学设计通讯，2021，47（1）：113-114.

[2]张玉春.研究型学习理论指导下的化学实验教学模式探究.[J].教育与装备研究，2019（9）：33-36.

[3]赵娣，傅丽，陈枉，等一流课程建设中物理化学实验线下一体化教学探索[.17.廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（3）：98-100.

[4]谢爱娟，姜艳，罗士平，等.后MOM时代SPOC物理化学实验irk合教学模式[J[.实验技术与管理，2016，33（8）：173-176.

[5]傅丽，梁红莲，赵娣，等.基于线上线下的混合教学模式在《物理化学》课程教学中的应用[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（1）：110-112.

[6]刘振，贾园，娄珀瑜，等.翻转课堂环境下《物理化学实验》的教学研究[J].科技视界，2019（16）：76-77.

[7]杨雨竹，黄梅，卢一卉.高师“中学化学实验教学技能训练”课程教学现状调查与分析[J].化学教育，2020，41（6）：72-76.

[8]李一峻，邱晓航，韩杰，等.创新化学实验教学平台的建设及拔尖人才培养实践[J].大学化学，2019，34（10）：90-94.

[9]刘乐平，周志强，吴子华，等.高师院校化学专业实验教学的新思考[J].高教学刊，2020（35）：112-115.

[收稿日期]2021-06-11

[基金项目]河北省高等教育教学改革研究与实践项目（2020GJJG263）;廊坊市教育科学规划基础教育重点专项（JCJY202009）;廊坊师范学院2019年物理化学一流课程建设项目;廊坊师范学院教育教学改革项目（K2019-47）

[作者简介]赵娣（1983-），女，硕士，廊坊师范学院化學与材料科学学院副教授，研究方向：光催化和光电催化。