溫會(huì)玲，唐林，趙繼寬，李東祥，溫永紅，高洪濤

青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東 青島 266042

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)類專業(yè)學(xué)生的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，旨在使學(xué)生掌握物理化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能，具有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)探索的能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)，具備正確的科學(xué)倫理觀。目前物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要采用“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的“注入式”傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)理念、方法陳舊，“教”與“學(xué)”信息不通，學(xué)生“被動(dòng)”接受知識(shí)，自主學(xué)習(xí)意識(shí)較差等，不能滿足新時(shí)代對(duì)復(fù)合型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求。

為了解決以上問(wèn)題，我們實(shí)施了以“問(wèn)題為導(dǎo)向(Problem-Based Learning，PBL)”的教學(xué)法，“以學(xué)生為中心”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，采用課前線上自主學(xué)習(xí)與線下教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。課前教師設(shè)計(jì)問(wèn)題、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，“以問(wèn)題為導(dǎo)向”采取小組合作學(xué)習(xí)的形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。按照“異質(zhì)分組”原則建立合作學(xué)習(xí)小組，“以優(yōu)帶差”促進(jìn)課前及線上學(xué)習(xí)的有效參與度，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，線上學(xué)習(xí)的學(xué)情分析，為線下教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的信息相通，使教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)更具針對(duì)性。

信息技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)方式的改革提供了機(jī)遇，線上線下混合教學(xué)模式不僅應(yīng)用于純理論課的教學(xué)之中[1-3]，而且實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中開(kāi)展線上線下混合教學(xué)的研究工作也取得了豐碩成果。曾秀瓊等[4]以微視頻為教學(xué)資源在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)，劉云鳳等[5]報(bào)道了以培養(yǎng)自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力為導(dǎo)向的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)混合教學(xué)模式，曾艷萍等[6]報(bào)道了混合式教學(xué)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)的研究也有報(bào)道[7-9]，線上線下結(jié)合的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，但是目前仍然存在著以下問(wèn)題：(1) 線上教學(xué)資源匱乏，雖然短視頻不少，但在授課過(guò)程中不一定合適，教師不得不采用語(yǔ)音視頻等形式進(jìn)行線上教學(xué)；(2) 目前的線上資源缺乏針對(duì)性，中國(guó)大學(xué)MOOC等在線課程網(wǎng)站上的資源并不一定適合，而且不易本地化；(3) 線上資源與線下實(shí)踐不易同步，給使用師生帶來(lái)了不便利。本文報(bào)道了依托自建SPOC精品在線開(kāi)放課程，貫徹PBL教學(xué)法，進(jìn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上線下混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，希望能為高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)課程線上線下混合式教學(xué)模式的探索提供一些幫助。

1 豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

2015年11月5日，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》，啟動(dòng)了“雙一流”建設(shè)，推進(jìn)學(xué)科、專業(yè)、課程的一體化，堅(jiān)持科教融合、產(chǎn)教融合。而高質(zhì)量的課程建設(shè)是實(shí)現(xiàn)“雙一流”建設(shè)目標(biāo)的基石[10,11]。為了響應(yīng)教育部一流課程建設(shè)號(hào)召，打造一流的課程教學(xué)體系，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)取得了如下教學(xué)建設(shè)成果。

1.1 在線開(kāi)放課程

2019年我校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)榮獲山東省高校在線聯(lián)盟精品課程，在“智慧樹(shù)”和“學(xué)銀在線”上線。在線課程的視頻制作涵蓋了全部教學(xué)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均制作了“理論篇”和“操作篇”的完整視頻?！安僮髌闭故玖艘?guī)范的操作過(guò)程，講解了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和容易出現(xiàn)的問(wèn)題，尤其是平時(shí)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)，都展示了“特寫鏡頭”，為學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)、課前預(yù)習(xí)和了解實(shí)驗(yàn)操作的全貌提供了便利。目前線上運(yùn)行2期，“智慧樹(shù)”累計(jì)選課人數(shù)1553人、選課學(xué)校6所、互動(dòng)4116人次。“學(xué)習(xí)通”累計(jì)頁(yè)面瀏覽1402320次、選課人數(shù)3217人次，選課學(xué)校7所、互動(dòng)137人次。

1.2 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在線考試系統(tǒng)

與北京歐倍爾軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司合作，開(kāi)發(fā)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在線考試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠高效靈活地實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)管理、題庫(kù)管理、試卷管理及成績(jī)管理；具有高度的可擴(kuò)展性，被授權(quán)的考試用戶，不受考試地點(diǎn)限制，只要利用網(wǎng)絡(luò)登錄在線考試系統(tǒng)，就可以參加在線考試；可以按出題策略實(shí)現(xiàn)隨機(jī)抽題組卷、在線評(píng)分、生成成績(jī)單、給出成績(jī)分布圖及簡(jiǎn)單的試卷分析。目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)行5個(gè)學(xué)期的考試工作，參與考試學(xué)生近6500人。

1.3 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件

制作了兩套側(cè)重點(diǎn)不同的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件PPT，于2018年底投入使用。一套為專供學(xué)生預(yù)習(xí)用的，注重知識(shí)的拓展和深化，上傳至本?！盎A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心”網(wǎng)站，供學(xué)生使用；一套為任課教師上課用的PPT，注重教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)的突破。

上述成果為學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)及線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 基于PBL教學(xué)法的混合式教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)及多元化的考核制度

本著“以學(xué)生為中心、以問(wèn)題為導(dǎo)向”的教學(xué)理念，依托SPOC在線開(kāi)放課程，設(shè)計(jì)線上線下混合式教學(xué)過(guò)程，如圖1所示。打破了傳統(tǒng)教學(xué)“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的“注入式”教學(xué)模式，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。課前學(xué)生“以問(wèn)題為導(dǎo)向”開(kāi)展小組合作式和探究式學(xué)習(xí)；線下課堂提問(wèn)、討論、學(xué)生出題搶答、教師重難點(diǎn)講解等多種教學(xué)方式融合使用，課堂氣氛活躍；課后通過(guò)作業(yè)和高階議題討論，使教學(xué)內(nèi)容得到進(jìn)一步深化和拓展。整個(gè)教學(xué)過(guò)程充分發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性，教師為“教練”的角色，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)技巧和學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)總結(jié)。提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)借助信息化教學(xué)工具，把課堂延伸到了教室或?qū)嶒?yàn)室以外，使教學(xué)活動(dòng)不再受時(shí)間、空間限制，學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間自由的學(xué)習(xí)，為碎片化時(shí)間的充分利用提供了機(jī)會(huì)[12]，零碎時(shí)間的積累可能會(huì)產(chǎn)生巨大的效果；也利用平臺(tái)討論區(qū)、微信、QQ等信息化工具，使學(xué)生與教師能夠及時(shí)溝通，解決學(xué)生的疑問(wèn)。

圖1 基于PBL教學(xué)法的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)包括學(xué)生課前線上自主學(xué)習(xí)、線下課堂教學(xué)、課后作業(yè)及拓展三項(xiàng)。

(1) 課前線上學(xué)習(xí)。教師課前發(fā)布個(gè)人學(xué)習(xí)任務(wù)、小組任務(wù)、設(shè)計(jì)問(wèn)題，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，借助“智慧樹(shù)”或“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，完成實(shí)驗(yàn)“理論篇”和“實(shí)操篇”的視頻學(xué)習(xí)、彈幕答題或章節(jié)測(cè)試。依據(jù)教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題以小組討論探究的形式完成小組學(xué)習(xí)任務(wù)，每個(gè)小組出2道實(shí)驗(yàn)操作方面的考題，要求題目能反映實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)，問(wèn)題明確清晰，在課堂搶答環(huán)節(jié)展示，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，鼓勵(lì)學(xué)有余地的同學(xué)用PPT展示學(xué)習(xí)成果。部分簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，小組成員課前必須分工合作，收集資料，共同完成小組PPT制作和講稿，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力。每個(gè)同學(xué)要總結(jié)出“實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，標(biāo)注實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)，推測(cè)所測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)”用以指導(dǎo)線下實(shí)驗(yàn)操作，以便實(shí)驗(yàn)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)“異常”，加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，以理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作的意識(shí)。小組討論探究式學(xué)習(xí)，不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)的學(xué)習(xí)，還鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。圖2是教師的課前教學(xué)設(shè)計(jì)舉例，分別是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)和討論探究式教學(xué)的課前任務(wù)?！叭芙忪蕼y(cè)定”實(shí)驗(yàn)原理和操作過(guò)程簡(jiǎn)單，所用的儀器(貝克曼溫度計(jì)和磁力加熱攪拌器)通過(guò)查閱文獻(xiàn)和線上“實(shí)操篇”的視頻學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)使用方法，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式教學(xué)。“完全互溶雙液系統(tǒng)的相圖繪制”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較難，操作中的注意事項(xiàng)較多，采用課前教師“問(wèn)題引導(dǎo)”、學(xué)生“小組討論”，課中“討論探究”的方式教學(xué)。

(2) 線下課堂教學(xué)。線下教學(xué)主要采用討論探究式或翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。教師依據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的學(xué)情分析，設(shè)計(jì)好課堂測(cè)試題及問(wèn)題，用以檢查和督促學(xué)生的線上學(xué)習(xí)。首先是課堂測(cè)試或線上學(xué)習(xí)總結(jié)(5 min左右)，表1是課堂測(cè)試題。其次采用提問(wèn)、學(xué)生討論補(bǔ)充(10 min左右)、學(xué)生出題搶答(10 min左右)、教師評(píng)價(jià)和重點(diǎn)講解(10 min左右)等討論探究式或翻轉(zhuǎn)課堂的方法完成實(shí)驗(yàn)原理核心內(nèi)容及操作要點(diǎn)的學(xué)習(xí)，教師還可以依據(jù)學(xué)生情況，適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)容拓展及深化。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中，每個(gè)組進(jìn)行PPT展示和課堂講解環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)其他組成員質(zhì)疑、提問(wèn)、討論。教師要做好評(píng)價(jià)總結(jié)，糾正問(wèn)題，及時(shí)肯定學(xué)生的閃光點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)(3-4 h，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)10 h)，教師在必要時(shí)引導(dǎo)。

圖2 教師課前教學(xué)設(shè)計(jì)

表1 課堂測(cè)試題(以電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定為例)

實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師嚴(yán)格要求學(xué)生規(guī)范記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不抄襲、不編造，養(yǎng)成良好的科學(xué)倫理觀。例如：原始數(shù)據(jù)記錄要注明室溫、大氣壓等實(shí)驗(yàn)條件，所用試劑和儀器要寫清楚生產(chǎn)廠家、規(guī)格，數(shù)據(jù)記錄用三線表格，標(biāo)注單位。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)于學(xué)生不規(guī)范的操作，教師要及時(shí)指導(dǎo)糾正，使學(xué)生熟練掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能和技巧。

引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的實(shí)驗(yàn)觀，明白實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)“異?！被颉皩?shí)驗(yàn)失敗”很正常，“異常中可能存在新發(fā)現(xiàn)”。引導(dǎo)學(xué)生分析“異?！被颉笆　钡脑?，通過(guò)“分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。例如：電?dòng)勢(shì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)數(shù)據(jù)不對(duì)，引導(dǎo)學(xué)生分析可能的原因：儀器、電極、電極連接線、溶液等。如何解決問(wèn)題呢？從電極、電極線、儀器、溶液，一項(xiàng)一項(xiàng)地排查，訓(xùn)練學(xué)生解決問(wèn)題的思路和方法。培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神、探索精神和追求真理的信念。

拓展教學(xué)內(nèi)容，使知識(shí)融會(huì)貫通，舉一反三，提高教學(xué)內(nèi)容的“高階性”和“挑戰(zhàn)度”。例如：“黏度法測(cè)定高聚物的分子量”實(shí)驗(yàn)，是用烏氏粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定的?？梢宰寣W(xué)生討論如下議題：“奧氏粘度計(jì)和烏氏粘度計(jì)有什么區(qū)別？本實(shí)驗(yàn)可以用奧氏粘度計(jì)測(cè)定嗎？要是可以請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案”。學(xué)生需要查資料了解兩個(gè)黏度的測(cè)量原理，只要清楚了測(cè)量原理，后面的問(wèn)題就迎刃而解?！耙后w飽和蒸氣壓的測(cè)定”是用靜態(tài)法測(cè)定乙醇的蒸氣壓，設(shè)計(jì)的高階議題是“請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出用動(dòng)態(tài)法測(cè)定乙醇飽和蒸氣壓的實(shí)驗(yàn)方案”。不僅鍛煉了學(xué)生獨(dú)立探究問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和創(chuàng)新能力。

尤其是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)教師提供的研究課題和實(shí)驗(yàn)要求，四人一組，分工合作，查閱文獻(xiàn)，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，和教師反復(fù)討論修改方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，最后按照科研論文的格式完成論文的撰寫。使學(xué)生體驗(yàn)了一次比較完整的科研過(guò)程，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

線下教學(xué)中，操作視頻避免了教師講解“一次過(guò)”的不足，一些平時(shí)講解時(shí)的難點(diǎn)，例如“完全互溶雙液系統(tǒng)相圖的繪制”實(shí)驗(yàn)中的“回流高度”的確定(圖3a)、阿貝折射儀的“明暗界面”狀態(tài)(圖3b)等內(nèi)容，結(jié)合視頻講解，學(xué)生一目了然。視頻圖像與教師講解的結(jié)合，彌補(bǔ)了單純語(yǔ)言表達(dá)的不足和單純視頻缺乏互動(dòng)的缺點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率[13]。學(xué)生也說(shuō)，“操作步驟視頻很吸引人”“喜歡看操作步驟視頻”“可以隨時(shí)看”。線上操作視頻的學(xué)習(xí)也使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作更加得心應(yīng)手，節(jié)省了線下講解和實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間。最明顯的感覺(jué)是，剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，不知如何下手的狀態(tài)沒(méi)有了；一些以前需要反復(fù)叮囑的細(xì)節(jié)，學(xué)生基本上可以自己解決了。線上學(xué)習(xí)與線下教學(xué)融合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取得了非常好的教學(xué)效果。

圖3 (a)“回流高度”教學(xué)視頻截圖；(b) 阿貝折射儀“明暗界面”調(diào)節(jié)視頻截圖

(3) 課后作業(yè)及拓展。學(xué)生按教師要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求內(nèi)容簡(jiǎn)潔明了，能自己總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟，規(guī)范地歸納、分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，合理地進(jìn)行誤差分析及討論，能提出有新意的觀點(diǎn)。鼓勵(lì)學(xué)生參與“平臺(tái)”討論區(qū)高階議題的討論，使教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步得到拓展和深化，增加挑戰(zhàn)度，強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力，為拔尖人才的培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。

2.2 多元化的考試方式及成績(jī)?cè)u(píng)定細(xì)則

制定了多元化的教學(xué)考核制度，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的考核，注重學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生的總成績(jī)中過(guò)程性評(píng)價(jià)占70%，終結(jié)性評(píng)價(jià)占30%[12]，還增加了非標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)，如額外加分項(xiàng)目——課堂搶答及高階議題的討論參與，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維(圖4)。平時(shí)成績(jī)中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)成績(jī)由課前線上學(xué)習(xí)(15%)、實(shí)驗(yàn)操作(40%)、安全衛(wèi)生(5%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(40%)四部分組成，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)由方案設(shè)計(jì)(20%)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程(50%)、論文撰寫(30%)三部分組成。其中，線上學(xué)習(xí)成績(jī)又由視頻學(xué)習(xí)(50%)、章節(jié)測(cè)試(30%)和學(xué)習(xí)次數(shù)(20%)構(gòu)成(圖5)。

圖4 學(xué)生總成績(jī)分布圖

圖5 線上學(xué)習(xí)成績(jī)分布餅形圖

3 教學(xué)效果分析

3.1 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，教學(xué)效果明顯提高

表2是化學(xué)181班學(xué)生線上學(xué)習(xí)參與度統(tǒng)計(jì)表。線上學(xué)習(xí)內(nèi)容有：視頻44個(gè)、章節(jié)測(cè)試題14套、作業(yè)25份和課后高階議題3個(gè)。例如，44個(gè)視頻學(xué)習(xí)任務(wù)，全班28個(gè)同學(xué)幾乎都完成了該項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，有的同學(xué)甚至看了好幾遍，視頻完成率達(dá)到300%多。章節(jié)測(cè)試和作業(yè)任務(wù)的完成情況類似。該班同學(xué)在學(xué)習(xí)通的學(xué)習(xí)次數(shù)高達(dá)5868人次。高階議題是我們?cè)诙嗄甑慕虒W(xué)過(guò)程中提煉的能力提高題，是選做加分項(xiàng)，主要是為了拓展和深化學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)有余力的學(xué)生提供高階學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，達(dá)到分層教學(xué)目的，鍛煉學(xué)生的綜合思維能力及創(chuàng)新思維能力。大部分同學(xué)能夠積極參與討論，在全班28個(gè)學(xué)生中，有的議題參與討論的學(xué)生達(dá)15人，最少的也有8人參與討論。由此可見(jiàn)，學(xué)生線上學(xué)習(xí)的參與度和學(xué)習(xí)積極性挺高。

表2 化學(xué)181班學(xué)生物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上自主學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)表

“以問(wèn)題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的教學(xué)設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。學(xué)生在組長(zhǎng)的組織下能夠按要求完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂上積極參與互動(dòng)，發(fā)表自己的觀點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中學(xué)生能熟練完成課堂講解，內(nèi)容較充實(shí)，PPT制作認(rèn)真、美觀。有的組課堂講解大家參與，每人講一個(gè)問(wèn)題，圖6是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)圖片。課堂搶答環(huán)節(jié)學(xué)生出的題目，大部分能反映實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)生也能主動(dòng)回答、補(bǔ)充，課堂氣氛輕松活躍。教學(xué)方式得到學(xué)生的肯定，取得了較好的教學(xué)效果。如學(xué)生所說(shuō)：“小組討論形式非常新奇，組織同學(xué)小組分工合作，提高了學(xué)習(xí)積極性，也提高了小組成員之間的合作力?！眻D7是“智慧樹(shù)”平臺(tái)學(xué)生對(duì)本課程的綜合評(píng)價(jià)，251人學(xué)生參與評(píng)價(jià)，87.75%的學(xué)生給了滿分。

圖6 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)學(xué)生的PPT展示及講解

圖7 “智慧樹(shù)”教學(xué)評(píng)價(jià)

基于PBL的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生線上學(xué)習(xí)和高階議題的參與度、課堂活躍度、實(shí)驗(yàn)鉆研精神都明顯提高，取得了較好的教學(xué)效果。表3為相同專業(yè)平行班混合式教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)學(xué)生成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)表，混合式教學(xué)班級(jí)學(xué)生的及格率、平均分、高分?jǐn)?shù)段的學(xué)生比例明顯增加，平均分高于傳統(tǒng)教學(xué)班級(jí)將近6分，尤其是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“誤差分析及討論”中能更加全面、合理地分析各種影響因素，而不再是為了應(yīng)付教師要求，隨便寫一兩句。

表3 同專業(yè)平行班混合式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)成績(jī)分布統(tǒng)計(jì)表

3.2 注重學(xué)生能力的進(jìn)階式提高，為拔尖人才的培養(yǎng)打好基礎(chǔ)

課前以教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)在線學(xué)習(xí)掌握基本概念、基本原理、實(shí)驗(yàn)基本操作步驟，以小組討論的形式加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)核心內(nèi)容和操作要點(diǎn)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。線下課堂通過(guò)提問(wèn)、學(xué)生討論、學(xué)生出題搶答、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)，學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、實(shí)驗(yàn)基本能力、綜合能力和學(xué)習(xí)參與意識(shí)明顯提高。學(xué)習(xí)后期學(xué)生能夠積極主動(dòng)地回答問(wèn)題，表達(dá)準(zhǔn)確有條理，對(duì)待教師的提問(wèn)積極思考，相互討論，呈現(xiàn)躍躍欲試、自信滿滿的狀態(tài)，不再是“全班低頭”“戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢”的樣子，課堂氣氛更加活躍。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠胸有成竹地進(jìn)行操作，提出有新意的問(wèn)題，準(zhǔn)確合理地表達(dá)自己的觀點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“誤差分析及討論”部分，分析更加準(zhǔn)確合理，討論有新意。如圖8所示，通過(guò)課前“概念學(xué)習(xí)、操作要點(diǎn)總結(jié)”，課堂“質(zhì)疑、討論和操作”，課后“誤差分析及討論”及“高階議題”的討論，引導(dǎo)學(xué)生由基本能力訓(xùn)練向綜合能力、創(chuàng)新能力的進(jìn)階式發(fā)展，為培養(yǎng)拔尖人才打好基礎(chǔ)。

圖8 學(xué)生能力提升路徑

教學(xué)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，如：由于線上學(xué)習(xí)教師對(duì)學(xué)生的約束有限，個(gè)別學(xué)生的成績(jī)下滑；小組學(xué)習(xí)中存在“打醬油”的現(xiàn)象等。這些情況為后期教學(xué)模式和教學(xué)方法持續(xù)改進(jìn)提出了新要求。根據(jù)建構(gòu)主義理論[14]，學(xué)生的參與度越高，興趣越濃，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、耐力和效果越好[15]。在今后的教學(xué)中，在依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律構(gòu)建學(xué)習(xí)情境、設(shè)計(jì)吸引學(xué)生的教學(xué)方式、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度方面多做研究，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)意識(shí)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰16]，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念。

4 結(jié)語(yǔ)

貫徹PBL教學(xué)法，“以學(xué)生為中心”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，將線上教學(xué)與線下實(shí)驗(yàn)室教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式探究的一條必要途徑[17]，為開(kāi)展線上線下混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)積累了經(jīng)驗(yàn)。