混合式教学模式在高师物理化学课程中的实践应用研究

郭献敏，郭华东，刘春宇，王丽珊，苏娅男，徐金强

(长春师范大学化学学院，吉林 长春 130032)

伴随着人工智能技术的飞速发展，从线下教学发展到线上教学乃至实现双线融合教学成为时代发展与教育变革的必然。为更好地迎接这一挑战，本课题组借助于超星学习通平台，依托物理化学课程展开线上线下混合教学改革探索，并开展实践应用研究。

1 物理化学课程中开展混合式教学改革设想的提出

“物理化学”是高校师范化学专业的基础必修课程，是生物、环境科学、材料等专业的重要理论课程，也是很多院校硕士研究生入学必考的专业课程之一。该课程具有涵盖内容广泛、概念抽象、公式繁杂、使用条件严格等特点，在实施课程教学过程中存在诸多亟待解决的现实问题[1]。

一是高阶课程教学目标未能得到较好实现。依据布鲁姆的教育目标分类学理论，教育目标有低阶目标与高阶目标之分，知识的记忆与理解属于低阶目标；应用、分析、评价、创造则属于高阶认知目标[2]。 一流课程建设背景下，课程的挑战度、创新性、高阶性是高质量课程教学的重要价值追求，但传统的以教师讲授为主的课堂教学只能实现低阶目标，而高阶目标则无法得到很好的实现。学生在课程学习过程中也缺少有意义的学习经历，缺少自主学习体验与合作探究发现的过程，课程的过程方法目标和情意目标更不能得到很好的落实，这成为物理化学课堂教学的一个痛点问题。

二是课程实施面临着课程内容多而课时量少的矛盾。师范类专业认证背景下，基于OBE理念，按照“一践行、三学会”的目标要求，高师院校对人才培养方案进行了重新修订与调整。新的培养方案重视理论与实践的密切联系，强化课堂教学的实践环节[3]。物理化学课程理论课时从72学时锐减至48学时，面对这一现实，重组课程内容体系、重构课堂教学范式成为必然的选择。

三是传统课堂教学不能适应学生个性发展与未来发展需要。当前我们面对的教学对象是“00后”一代，这代学生身上有着鲜明的个性特征和个性化发展需求。我们对学生的培养不应该仅仅局限于当下，而是应当立足于学生未来五年的发展需求，面向未来教育智能时代，融入先进教学理念，融合现代信息技术，依托智能教育手段的高校课堂教学改革必然应先行，以实现新时代面向未来高质量人才培养的“变轨超车”。

面对上述教学困境与现实问题和当前教育技术变革的形势及国家对高质量课程建设的政策要求，本文提出在物理化学课程中开展混合式教学改革的设想，拟基于课程本体特点和有关理论，构建混合式教学模式并展开实践应用探索。

2 基于超星学习通的混合式教学模式设计

混合式教学是一种采用现代信息技术，并将整个教学流程进行混合的教学模式。针对混合式教学模式，有学者提出了课前、课中、课后的混合式教学流程[4]，也有学者构建了四阶段的串联设计，即“面对面学习前(线上学习)—面对面学习(线下学习)—面对面学习后(线上学习)—下次面对面学习前(线上学习)”的四阶段串联设计，这为混合式教学改革的开展奠定了良好的基础[5]。

在混合式教学过程中，选择并借助一定的平台来实现“目标—任务—活动—评价”的双线融合是一个技术支持方面的关键问题。经过对比筛选、综合考虑，在平台的选择方面，本课题组选择超星学习通为主要教学平台，完成“物理化学”在线课程的建设，并在平台上发布课件、微视频、作业库、考试库、讨论资料、课外拓展课程资源。课程建设完成后，在参考借鉴已有研究和他人实践经验的基础上，构建出物理化学课程混合式教学改革的具体运行机制，分阶段进行混合式设计。

2.1 线上自主学习

教师通过超星学习通平台发布课前学习任务，明确教学的重点和难点。学生自主登录超星学习通平台，根据发送的教学指令，学习对应章节的内容和视频，逐个完成教师发布的任务点，理清学习的主要脉络和步骤，完成对教学内容的认知和理解，并标注出疑难点。教师则通过监测平台给出的统计数据查看学生学习进度和时长，监督学生的自主学习情况。对未按要求完成学习任务的同学可及时进行预警提醒，以有效缩小不同能力学习者之间的差距。学生在此过程中所产生的疑问、感想或体会均可通过平台聊天工具进行留言。

2.2 线下课堂翻转教学模式

线下课堂翻转(BOPPPS)是由加拿大教学技能发展工作坊(ISW)开发并推广的参与式教学模型，包括导入(Bridge-in)、明晰学习目标或预期成果(Objective or Out-comes)、前测 (Pre-test)、参与式学习(Participation)、后测(Post-test)与总结(Summary)六个环节[6]。 线下课堂教学均按照BOPPPS教学模式进行翻转设计，在参与式学习环节，主要针对线上自主学习情况，围绕学习的困惑点和疑难点，以学生的讲解和讨论为主。在前测和后测环节，主要借助平台的“调查”“练习”“考试”等功能。实施前后测，及时获取学生学习的反馈信息，在总结环节教师对高频典型错题进行引导性点拨，对学习思路和方法进行总结，及时矫正学生学习中存在的知识缺陷和方法不足。

2.3 线上反馈检测与拓展学习

为进一步巩固授课内容，教师课后及时发布在线作业；在单元结束后，发布章节测试，对学生的单元学习情况进行检测；学期中期，发布调查问卷、小组合作任务等，及时获知学生的学习漏洞，了解学生对混合教学模式的接受程度和想法，及时查缺补漏并修正教学策略。同时，学生还可以在线上多次观看教学内容和课程资料，扫除知识盲点、拓展学习视野。在此过程中，教师也会随时关注学生们的动态，利用平台中的交流空间来答疑解惑，以帮助学生更好地完成课内知识点的课外拓展学习。

3 物理化学课程混合式教学改革成效

基于混合式教学设计，开展教学实践，结合相关事实资料和数据结果，分析混合式教学改革的成效。

3.1 研究对象

本研究选取化学学院化本专业三个年级(2017级、2018级和2019级)学生作为研究对象，三个年级选取教材相同，学生的预修课程、平均年龄及学生素质均无明显差异，期末考试试卷的考查内容及其难易程度相近。

3.2 研究设计与变量控制

(1) 2017级化本1班(66人)采用传统课堂教学模式。教师在课前要求学生进行自主预习；课堂上教师对知识点进行讲授；课后要求学生完成作业和知识点复习。

(2) 2018级化本1班(65人)采用线上授课教学模式。教师在课前发布学习内容和教学目标；在课中前一个小时学生自主观看教师录制的教学视频，后半个小时，教师对学习内容和重点知识进行整理和总结；课后发布在线作业。

(3) 对2019级化本1、2班(95人)采用线上线下混合式教学模式。采取线上自主学习、线下BOPPPS教学模式、线上反馈检测、拓展学习交替融合的混合式教学。

3.3 结果与分析

对三个年级的学生进行对比试验。通过调查问卷，对采取三种不同授课方式的学生在课前预习完成情况、课堂气氛及学习的积极性与主动性、课后对教学内容的复习和作业等情况进行了统计，同时以“物理化学1”的期末考试成绩为标准，对教学成果进行总结和分析。

3.3.1 问卷调查结果分析

3.3.1.1 不同授课方式的学生调查分析

表1是三种不同授课方式的学生调查问卷统计表。从表1的调查结果可以看出，与传统课堂教学和混合式教学方式相比，线上教学在课前预习、课堂学习的积极性与主动性及课后对教学内容的复习、作业等方面的完成度都相对较低，不同意的高达43%以上。这主要是因为在线上教学过程中，大多数学生的自控力较差，缺乏教师的时时管理，且该模式为单向灌输，缺乏师生互动，学生对知识点理解出现偏差时教师无法及时发现并纠正。此外，尽管学生对传统课堂教学和混合式教学都相对比较满意，但与传统课堂的教学过程相比，混合式教学无论在课前预习、课中的互动性还是课后的复习、作业的完成度占比更高，特别是课堂气氛活跃，学习的积极性与主动性和对课程整体有较高满意度。这表明线上线下混合教学模式更受大学生的认可，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的自主学习能力，在一定程度上落实了OBE的教学理念。

表1 三种不同授课方式的学生调查问卷统计表

3.3.1.2 混合教学方式对学生学习影响的调查分析

本课题组对通过线上、线下混合授课的教学方式，对提高学生的学习兴趣、养成良好自主学习、积极探索和学习反思的习惯等方面产生的影响进行了调查。对2019级化本1、2班的95名学生进行了调查问卷，问卷回收率100%，调查结果如表2所示。

表2 混合教学方式提高学生学习兴趣和养成良好学习习惯的调查问卷统计表

从表2的统计结果可以看出,97.89%的学生都同意线上线下混合式教学方式极大程度地提高了学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，直接影响学生学习知识的深度和广度，奠定了学生在期末取得良好成绩的基础。另外，混合式教学对学生的自主学习能力要求较高。在混合式教学过程中，教师通过学习通发布教学任务，学生自主下载学习资料，观看教学视频，这需要学生具有极高的内驱力来完成。采用一学期的混合教学模式，大约94%的同学认同混合教学的学习方式帮助他们形成了良好的自主学习、积极探索和学习反思的习惯。当然，也有个别同学对于混合式教学适应度较差，自主学习习惯也较差，他们一般表现为不能及时完成任务，作业提交不及时、质量较差等。因此，在今后的教学过程中，本课题组教师可以有针对性地帮助个别同学进行知识点梳理、习题训练，并从思想上让学生认识到自主学习的重要性。

3.3.2 期末成绩结果分析

表3为2017级化本1班、 2018级化本1班和2019级化本1、2班“物理化学1”期末考试卷面成绩分析。从试卷成绩分析结果中可以清晰地观察到，平均分最低、不及格人数占比最高的为2018级化本1班的学生，分别为71.28和20%；平均分最高、不及格人数占比最低的为2019级化本1、2班的学生，分别为83.85和1.05%；平均分、不及格人数占比居中的为2017级化本1班的学生，分别为75.38和4.55%。这表明线上教学不适合理论性较强的“物理化学”的学习，而通过“物理化学1”混合教学方式的实施，大大提高了学生期末考试的平均成绩，降低了不及格率。同时，与2018级化本1班的学生期末成绩相比，2019级化本1、2班的学生在90～100分数段的比例提高了29.26%，而80～90分数段的比例几乎相等，这表明线上平台和线下课堂的有机融合，可以让一大部分学生的成绩从原来的良好变为优秀，从原来的一般变为良好，极大提高了整个课程教学目标的达成度。

表3 不同年级、不同教学模式的“物理化学1”期末考试卷面成绩分析

4 结论与反思

本课题组利用学习通教学平台完成了“物理化学1”的在线课程建设，并对2019级化本1、2班的学生进行了混合教学模式的实践探索。研究结果表明，与传统课堂和纯线上课堂相比，混合式教学方式更有助于培养学生养成自主学习的习惯，激发学生的学习兴趣，实现师生的良好互动，提升课程的教学效果。

当然，在实践的过程中，我们也发现化学学院教学设施相对比较落后，网络覆盖面还需进一步完善。同时，由于研究组成员初次运用物理化学课程混合教学策略，欠缺线上线下相融合的教学经验，因此，实施的混合课程体系还有待完善。随着教育信息化2.0时代的到来和教师研究视野的拓展，我们相信一定会寻找到最适合本校学情的最佳教学策略。