金顯春， 崔淑敏， 劉小花

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院， 河南 鄭州 450002)

0 引言

教育部在《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中提出“到2022年實(shí)現(xiàn)所有學(xué)校覆蓋數(shù)字化教育平臺(tái)，全面提升師生信息化應(yīng)用水平與信息素養(yǎng)”，“線上一流課程”和“線上線下混合式一流課程”已成為課程建設(shè)重點(diǎn)[1]。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)重要基礎(chǔ)課程之一，它具有實(shí)操性強(qiáng)、技術(shù)性要求高的特點(diǎn)。通過(guò)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容安排，齊全的實(shí)驗(yàn)儀器配置，加深學(xué)生理解、掌握理論知識(shí)，提高分析以及解決問(wèn)題的能力。其教學(xué)質(zhì)量的高低，亦影響學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。但由于認(rèn)識(shí)不到位，規(guī)章制度欠缺，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源配置不充分，造成探索性和創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，學(xué)生們實(shí)際操作能力得不到有效提高，影響教學(xué)質(zhì)量的提升。

為提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，諸多學(xué)者從不同角度對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法、內(nèi)容、教學(xué)資源配置等方面進(jìn)行了研究，郟夢(mèng)飛等[2]、李強(qiáng)[3]、黃冬蘭等[4]圍繞分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，提出了翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC等形式多樣化的教學(xué)方式的改革，以便增進(jìn)師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性；高光芹等[5]、張?jiān)戒h等[6]、楊玉峰[7]提出要結(jié)合分析化學(xué)課程的特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，突出理論與實(shí)踐的融合；宋保勝[8]、易顏輝[9]提出從提高任課教師的業(yè)務(wù)能力、配備完善的教學(xué)儀器、提供充足的教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面，保障分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

盡管不同學(xué)者對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)做了大量的研究，并取得了一定的研究成果，但由于教學(xué)的主體和客體定位不一，有些研究沒(méi)有把學(xué)生作為主要切入點(diǎn)，教學(xué)資源的供應(yīng)與學(xué)生的實(shí)際訴求不匹配，教學(xué)效果欠佳。為了提高學(xué)生們專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握和業(yè)務(wù)技能運(yùn)用，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，以“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)為例，我們依托河南農(nóng)業(yè)大學(xué)部分開(kāi)設(shè)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的專(zhuān)業(yè)院系，構(gòu)建線上線下“協(xié)同式”教學(xué)模式，突出“以生為本”的教學(xué)理念，通過(guò)梳理實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、更新教學(xué)模式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程等手段，使分析化學(xué)的理論與實(shí)踐高度融合，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)手段有機(jī)聯(lián)系，以提高學(xué)生們基本實(shí)驗(yàn)技能和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

1 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

1.1 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式概念

線上線下“協(xié)同式”教學(xué)是指利用現(xiàn)代信息化技術(shù)構(gòu)建線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，結(jié)合線下的傳統(tǒng)教學(xué)，使信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教育有機(jī)融合全方位立體化教學(xué)模式，該教學(xué)模式從時(shí)間和空間上對(duì)“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行了擴(kuò)展。從運(yùn)作層面，凸顯“教”和“學(xué)”可以在不同時(shí)間和不同地點(diǎn)進(jìn)行；從價(jià)值層面，線上教學(xué)具有持續(xù)性和動(dòng)態(tài)化的特質(zhì)，一是教學(xué)內(nèi)容可以在線上教學(xué)平臺(tái)長(zhǎng)期保存，二是教學(xué)資源可以根據(jù)知識(shí)的發(fā)展進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，方便學(xué)生反復(fù)利用、共享優(yōu)秀的教學(xué)資源，也有利于對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行由淺到深的過(guò)程引導(dǎo)。

1.2 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)

線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的線上教學(xué)是通過(guò)任課教師把一些教學(xué)資源制成PPT(power point)、音頻、視頻等方式上傳到網(wǎng)站，同時(shí)，把每一單元的知識(shí)要點(diǎn)、課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容、課堂練習(xí)以及課后作業(yè)，也上傳到相應(yīng)網(wǎng)站，供學(xué)生利用移動(dòng)終端設(shè)備隨時(shí)隨地通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)。一方面，利用線上教學(xué)，任課老師節(jié)約大量板書(shū)時(shí)間和課堂練習(xí)時(shí)間，能有更多的時(shí)間研究、更新、完善線上教學(xué)資源；另一方面，學(xué)生可以結(jié)合自身的情況隨時(shí)隨地進(jìn)行針對(duì)性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，充分體現(xiàn)其主導(dǎo)地位。線下教學(xué)類(lèi)似于傳統(tǒng)教學(xué)，但又不同于傳統(tǒng)教學(xué)。因?yàn)椋€下教學(xué)是任課教師通過(guò)了解學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)問(wèn)題，有針對(duì)性、精心設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)活動(dòng)，組織課堂教學(xué)內(nèi)容，面對(duì)面操作示教，答疑解惑、查漏補(bǔ)缺。這樣，任課教師根據(jù)線上教學(xué)情況，有針對(duì)性進(jìn)行課堂講解，提高上課效率；同時(shí)，學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)講，專(zhuān)注度提高，就不明白的問(wèn)題隨時(shí)與老師互動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)課程的理解，可以真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。

1.3 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的作用

傳統(tǒng)的線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師要求學(xué)生事先預(yù)習(xí)，并撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，并適當(dāng)演示正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)基本操作、講解儀器使用方法，隨后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下問(wèn)題： ①學(xué)生被動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)、缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不能全面了解試劑的性質(zhì)和儀器的操作使用；②由于學(xué)時(shí)限制，教師演示不足，學(xué)生練習(xí)不夠，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)甚至失敗、不利于復(fù)習(xí)；③實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要取決于實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)，考核方式單一，不能真實(shí)有效反映學(xué)習(xí)掌握情況，造成學(xué)生輕過(guò)程、重結(jié)果，使有些學(xué)生“高分低能”。線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前雖然不夠完善，但與傳統(tǒng)模式相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：學(xué)生學(xué)習(xí)不再受時(shí)間空間制約，有利于提高其學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性；教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況后進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)，更有利于實(shí)現(xiàn)因材施教，更利于師生間、生生間實(shí)時(shí)交流互動(dòng)，促進(jìn)師生之間、學(xué)生之間互相了解。

2 “苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)線上線下“協(xié)同式”教學(xué)模式運(yùn)用

2.1 “苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)

苯甲酸重結(jié)晶是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的一個(gè)兼具較強(qiáng)理論性和實(shí)驗(yàn)性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包含了稱(chēng)量、加熱溶解、過(guò)濾、結(jié)晶等諸多操作流程。該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，一方面能夠使學(xué)生了解利用重結(jié)晶提純粗苯甲酸的原理和方法，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度；另一方面可以從稱(chēng)量、加熱、過(guò)濾等多步規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生掌握該實(shí)驗(yàn)的熟練程度，能充分體現(xiàn)其思維能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力高低。但傳統(tǒng)的“填鴨式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，造成任課教師與學(xué)生對(duì)接不充分，如課前預(yù)習(xí)不到位，通過(guò)課堂簡(jiǎn)單講解，部分學(xué)生對(duì)苯甲酸重結(jié)晶的基本原理的了解、掌握不清晰，苯甲酸重結(jié)晶的本質(zhì)理解不到位，理論與實(shí)際相脫節(jié)，在實(shí)際操作中心里“發(fā)虛”，加上任課教師課堂上操作步驟較快，學(xué)生對(duì)苯甲酸重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)的主要環(huán)節(jié)掌控度不夠，造成具體實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)不到預(yù)期。為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，采用線上線下“協(xié)同式”“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，通過(guò)教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)化，使實(shí)驗(yàn)操作流程長(zhǎng)期在網(wǎng)絡(luò)上存放，學(xué)生反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，在線下課堂進(jìn)行實(shí)際操作，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.2 “苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)開(kāi)展

我們按照分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的要求，結(jié)合“苯甲酸重結(jié)晶”的原理和實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，通過(guò)信息科技和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為介質(zhì)，以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

2.2.1 選擇線上教學(xué)平臺(tái)

為確保線上教學(xué)效果，學(xué)科組結(jié)合學(xué)生的終端上課設(shè)備、學(xué)院網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、任課教師的技術(shù)能力等因素，對(duì)線上授課的方式、網(wǎng)絡(luò)資源以及相應(yīng)的教學(xué)平臺(tái)選用等進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查。結(jié)果顯示，在調(diào)研的120名學(xué)生中，有63名學(xué)生(占比52.5%)希望通過(guò)超星學(xué)習(xí)通、騰訊會(huì)議和釘釘相結(jié)合的教學(xué)模式，能夠隨時(shí)與任課教師溝通，不是單方面觀看網(wǎng)絡(luò)上的慕課資源；在調(diào)研的26名一線教師中，有18位教師(占比69.23%)認(rèn)為線上上課，應(yīng)該選擇一款性能穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合構(gòu)建QQ群或微信群，把課前、課中、課后各階段的教學(xué)目的、要求、內(nèi)容等資料通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及時(shí)傳達(dá)給學(xué)生。根據(jù)調(diào)研的情況，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程線上教學(xué)采用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)為主，輔助釘釘班級(jí)群、騰訊直播相互配合的方式。學(xué)生通過(guò)手機(jī)端或電腦端進(jìn)入超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)后，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料PPT，了解實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)、初步掌握實(shí)驗(yàn)步驟、裝置使用，為線下教學(xué)打下基礎(chǔ)。

2.2.2 線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展

根據(jù)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程大綱，圍繞“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)涉及稱(chēng)量、溶解、熱過(guò)濾、普通過(guò)濾、減壓過(guò)濾等諸多操作步驟以及操作注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)相應(yīng)的問(wèn)題，輔助制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，上傳到教學(xué)平臺(tái)上，通過(guò)QQ群或微信群與學(xué)生進(jìn)行溝通交流，同學(xué)之間、師生之間進(jìn)行討論、答疑，熟悉網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的具體應(yīng)用，了解實(shí)驗(yàn)操作的流程，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)題。

1)苯甲酸為什么可以采用水作為重結(jié)晶的溶劑？NaCl可以用水進(jìn)行重結(jié)晶嗎？

苯甲酸在水中的溶解度隨著溫度的變化顯著不同(4、25、95 ℃ 溶解度依次為0.18、0.34、6.8 g/100 g水)，而NaCl在水中的溶解度隨著溫度的變化增加很小(0、20、100 ℃溶解度依次為35.7、36.0、39.8g/100 g 水)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作視頻，讓學(xué)生清楚本實(shí)驗(yàn)中重結(jié)晶的原理是利用苯甲酸在水中溶解度隨著溫度的變化有較大差異而使其與雜質(zhì)分離，而NaCl不存在此性質(zhì)，故不可采用水重結(jié)晶。

3)實(shí)驗(yàn)員在準(zhǔn)備粗苯甲酸時(shí)是直接取用工地的細(xì)沙與一定質(zhì)量的分析純苯甲酸混合，適當(dāng)攪拌后獲得的，如何保證樣品的代表性？如果采用上述的滴定分析方法確定粗苯甲酸中苯甲酸含量，是否可以獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備的粗苯甲酸、肉眼可見(jiàn)苯甲酸在整個(gè)樣品中分布不均勻，對(duì)于不均勻樣品的取樣，可以采用四分法(順便再次將理論課上的四分法再次講解)。如果采用酸堿滴定方法確定粗苯甲酸中苯甲酸的含量，則應(yīng)做對(duì)照(樣品空白)實(shí)驗(yàn)，即要測(cè)定細(xì)沙中酸或堿性物質(zhì)的存在。但是由于粗苯甲酸中細(xì)沙的具體質(zhì)量不知，其實(shí)不可能完成正確的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即不可獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有同學(xué)提出可以考慮分光光度法，但分光光度法也存在類(lèi)似問(wèn)題，所以只能改進(jìn)樣品的準(zhǔn)備過(guò)程。

4)如何對(duì)樣品準(zhǔn)備改進(jìn)以獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作視頻，演示將從工地取來(lái)的細(xì)沙，按細(xì)沙與蒸餾水(m/V)1∶10配制成溶液，充分搖動(dòng)，測(cè)定其pH值，依據(jù)測(cè)定的pH值采用少許強(qiáng)酸或強(qiáng)堿稀溶液中和，并用蒸餾水少量多次洗滌至其呈中性，然后于105 ℃烘干至恒重，這樣就可以有效消除工地細(xì)沙中酸堿性物質(zhì)對(duì)使用強(qiáng)堿NaOH測(cè)定粗苯甲酸含量的結(jié)果產(chǎn)生影響；為使細(xì)沙與分析純苯甲酸混合均勻，一是采用篩子對(duì)細(xì)沙過(guò)篩，以獲得孔徑大小差異極小的細(xì)沙，二是不再采用簡(jiǎn)單的攪拌方法，而采用等量遞加混合法準(zhǔn)備粗苯甲酸。

5)為什么教師一到實(shí)驗(yàn)室就在水浴鍋中將蒸餾水加熱呢？這些水作用何在？

本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟——熱過(guò)濾用到的銅質(zhì)熱水漏斗中要加熱水后再繼續(xù)用酒精燈加熱，切記在加熱銅質(zhì)熱水漏斗之前，把普通玻璃漏斗連帶事先疊好的扇形多褶濾紙放進(jìn)熱水漏斗里，并及時(shí)潤(rùn)濕以降低熱過(guò)濾時(shí)苯甲酸在濾紙析晶。如果能把熱水漏斗和玻璃漏斗事先存放在80 ℃～100 ℃的烘箱中效果應(yīng)該會(huì)更好。另外還可以取這些水溶解粗苯甲酸制備飽和溶液。

2.3 “苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)線下教學(xué)開(kāi)展

通過(guò)線上教學(xué)環(huán)節(jié)問(wèn)題的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)的操作視頻演習(xí)，使學(xué)生對(duì)“苯甲酸重結(jié)晶”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁?、儀器的使用有所熟悉，但這些內(nèi)容畢竟是在網(wǎng)絡(luò)上呈現(xiàn)，學(xué)生沒(méi)有實(shí)際進(jìn)行操作，感性認(rèn)識(shí)不強(qiáng)。學(xué)生需要在線下課堂上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)教師的引導(dǎo)，對(duì)“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)涉及稱(chēng)量、溶解、熱過(guò)濾、普通過(guò)濾、減壓過(guò)濾等諸多步驟進(jìn)行實(shí)際操作。

2.3.1 設(shè)計(jì)線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案

從問(wèn)題出發(fā)，任課教師通過(guò)超星學(xué)習(xí)通后臺(tái)批改學(xué)生的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)學(xué)生線上任務(wù)完成情況進(jìn)行梳理，了解學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，研判學(xué)生在線上對(duì)“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)過(guò)程可能存在的問(wèn)題，遵循重基礎(chǔ)、重能力、重應(yīng)用、重創(chuàng)新的指導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃：以生為本、以師為導(dǎo)，生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的啟發(fā)式教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，圍繞分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程通過(guò)理清目的、調(diào)整項(xiàng)目、創(chuàng)新模式、更新手段、優(yōu)化過(guò)程等多管齊下的方法，融合儀器與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由任課教師將線上學(xué)生學(xué)習(xí)總體情況進(jìn)行總結(jié)，教師對(duì)“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作演示，學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn),并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 形成具有詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和深入分析討論以及拓展收獲的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。另外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，實(shí)驗(yàn)課建立小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，每組學(xué)生6人，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，每小組的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行反思總結(jié)，小組長(zhǎng)把本組的基本情況與別的小組進(jìn)行交流，互評(píng)得失。

2.3.2 線下實(shí)驗(yàn)常規(guī)性問(wèn)題解析

1)苯甲酸的回收率與溶劑水的添加量實(shí)驗(yàn)。因操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不盡合理，經(jīng)常存在如下問(wèn)題：熱過(guò)濾過(guò)程中大量苯甲酸附著在燒杯壁、濾紙上或是漏斗頸部，導(dǎo)致產(chǎn)品損失大，回收率低；脫色過(guò)程中，活性炭添加量把握不好，過(guò)少會(huì)導(dǎo)致脫色不全，過(guò)多則導(dǎo)致部分苯甲酸也被吸附；冷卻析晶不充分，導(dǎo)致晶體量過(guò)少；抽濾過(guò)程中有晶體被抽至抽濾瓶中，導(dǎo)致苯甲酸回收率低。為避免上述問(wèn)題發(fā)生，教師先做預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定苯甲酸的回收率與溶劑水的添加量的關(guān)系圖(見(jiàn)圖1)，依據(jù)關(guān)系圖詳細(xì)講解溶劑用量最佳范圍。

圖1 苯甲酸回收率隨溶劑水用量變化曲線

由圖1可知，對(duì)于5.0 g粗苯甲酸溶于70～90 ml水中，苯甲酸的回收率隨著溶劑水加量的增加基本成線性增加，這是因?yàn)闊徇^(guò)濾時(shí)水溫略有下降，苯甲酸溶液即因轉(zhuǎn)變成過(guò)飽和溶液而析出晶體，影響熱過(guò)濾，而溶劑量越少，溫度下降則越快。溶劑量介于95～105 ml之間苯甲酸回收率基本維持在92%～93%之間，溶劑多于105 ml，則隨著溶劑用量增加，苯甲酸回收率則稍有下降，這是因?yàn)檫^(guò)多的溶劑，在抽濾時(shí)會(huì)溶解更多的苯甲酸，從而導(dǎo)致其回收率下降。同時(shí)，過(guò)多的溶劑也會(huì)使苯甲酸飽和溶液制備過(guò)程耗時(shí)更長(zhǎng)，消耗酒精更多，綜合考慮，5.0 g粗苯甲酸溶劑使用量介于95～105 ml為宜。

2)確定活性炭脫色實(shí)驗(yàn)。教師做預(yù)實(shí)驗(yàn)確定活性炭脫色過(guò)程中，活性炭添加量與苯甲酸回收率關(guān)系如圖2。依據(jù)圖2詳細(xì)講解活性炭添加量的選擇。

從圖2可以看出，當(dāng)活性炭的添加量為粗苯甲酸的0.5%～2%之間苯甲酸的回收率隨著活性炭的添加量緩慢下降，但活性炭添加量低于1%時(shí)可以明顯看到苯甲酸中有雜質(zhì)存在，而活性炭用量在2%～5%之間，苯甲酸的回收率則隨著活性炭用量的增加而線性下降，這說(shuō)明活性炭吸附了大量苯甲酸，所以活性炭添加量以1%～2%為宜。

圖2 活性炭添加量對(duì)苯甲酸回收率的影響

通過(guò)確定溶劑用量、活性炭用量從定量角度優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；通過(guò)強(qiáng)調(diào)熱過(guò)濾和抽濾的規(guī)范操作，從定性角度優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)；通過(guò)展示經(jīng)典錯(cuò)誤，避免學(xué)生走彎路，同時(shí)，使學(xué)生不再迷信課本，而是帶著質(zhì)疑的心態(tài)去學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，有力促進(jìn)其實(shí)驗(yàn)技能的提升。在教師和學(xué)生的共同探討下確定更為科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案：安裝熱過(guò)濾裝置并加熱；稱(chēng)取5 g粗苯甲酸；加入適量水于燒杯中；加熱至苯甲酸完全溶解；稍冷后加入適量活性炭；攪拌并煮沸2～3 min，趁熱過(guò)濾，10 ml沸水洗滌；自然冷卻至析晶完全，抽濾；將晶體轉(zhuǎn)移至質(zhì)量已知的表面皿上，干燥至質(zhì)量恒定后稱(chēng)重，計(jì)算回收率。

2.3.3 設(shè)計(jì)線下實(shí)驗(yàn)互評(píng)

線下實(shí)驗(yàn)課后，根據(jù)學(xué)生分組的組長(zhǎng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核，生生互評(píng)，教師進(jìn)行針對(duì)性總結(jié)。線下面對(duì)面的教學(xué)，通過(guò)課堂實(shí)際操作和課后互評(píng)，避免了以往對(duì)學(xué)生考核只通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定實(shí)驗(yàn)成績(jī)，造成大多數(shù)學(xué)生在課堂上不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，而專(zhuān)注于把實(shí)驗(yàn)報(bào)告粉飾得漂亮，課堂回答準(zhǔn)確就行。具體到“苯甲酸重結(jié)晶”實(shí)驗(yàn)，總成績(jī)?yōu)榫€上、線下各占比30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占比20%，線上、線下互動(dòng)討論占比20%。這樣，一方面能激發(fā)學(xué)生們課堂上踴躍發(fā)言、敢于發(fā)言；另一方面也有利于提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)及實(shí)踐操作技能。

3 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

分析化學(xué)及相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院大二學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課，教學(xué)組織分別選取2019級(jí)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)和2019級(jí)化學(xué)生物專(zhuān)業(yè)各兩個(gè)自然班(應(yīng)用化學(xué)19-1，19-2；化學(xué)生物19-1，19-2)做了對(duì)照，各班入學(xué)時(shí)入學(xué)成績(jī)、化學(xué)基礎(chǔ)無(wú)顯著差異，應(yīng)用化學(xué)19-1，化學(xué)生物19-2為實(shí)驗(yàn)班級(jí)，采用混合式教學(xué)方法，應(yīng)用化學(xué)19-2，化學(xué)生物19-1為對(duì)照組，采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，對(duì)照組成績(jī)構(gòu)成為操作占比40%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占比60%。以苯甲酸重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)為例，成績(jī)分布見(jiàn)圖3。

圖3 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組成績(jī)對(duì)比圖

由圖3可知，實(shí)驗(yàn)班級(jí)高于80分的同學(xué)明顯比對(duì)照班級(jí)多，而低于70分的同學(xué)則明顯比對(duì)照班級(jí)少，≤70以及≥90的成績(jī)區(qū)域存在顯著差異，成績(jī)[70,80)區(qū)間人數(shù)基本持平，實(shí)驗(yàn)組成績(jī)比對(duì)照組成績(jī)平均高出6.1分，說(shuō)明以生為本的混合式教學(xué)模式可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

然而，就本實(shí)驗(yàn)采取的混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，實(shí)驗(yàn)所耗時(shí)長(zhǎng)存在較大差異，實(shí)驗(yàn)組需時(shí)6.2 h，而對(duì)照組耗時(shí)為4 h。如何減負(fù)增效，讓學(xué)生花更少的時(shí)間取得相同甚至更好的學(xué)習(xí)效果，這就促使我們開(kāi)發(fā)更好的線上資源，同時(shí)，線下教學(xué)問(wèn)題的設(shè)計(jì)也應(yīng)該更有針對(duì)性，更突出重點(diǎn)、難點(diǎn)。

4 線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建及運(yùn)行建議

4.1 做好合理的規(guī)劃選擇

線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建，需要學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)媒介、任課教師能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、學(xué)生的接受能力等一系列要素，做好合理的規(guī)劃選擇，促使教學(xué)要素優(yōu)化整合得當(dāng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。首先，設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，調(diào)配各種教學(xué)要素，使教師的教學(xué)內(nèi)容全方位地呈現(xiàn)，更好地支持學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)；其次，選擇合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)媒介，使任課教師和學(xué)生就實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的無(wú)縫交流，形成隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)環(huán)境；最后，合理調(diào)配線上與線下學(xué)習(xí)時(shí)間比例，既能在線上實(shí)現(xiàn)師生、生生互動(dòng)，也能夠完成線下師生面對(duì)面交流，達(dá)到既能教書(shū)，也能育人的效果。

4.2 配備完善的教學(xué)設(shè)備

構(gòu)建線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，需配備完善、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，更新和豐富優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化教學(xué)資源，重塑傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。首先，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)具有改革創(chuàng)新的理念，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，設(shè)置專(zhuān)項(xiàng)資金，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)訴求，配置相應(yīng)的教學(xué)設(shè)備和功能齊全的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；其次，與社會(huì)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)合作，拍攝清晰、流暢度較高的實(shí)驗(yàn)視頻，上傳構(gòu)建的數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，同時(shí)將學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、學(xué)生成績(jī)核算與管理數(shù)據(jù)等特色功能納入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)的精細(xì)化管理；最后，配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備進(jìn)行日常運(yùn)行的維護(hù)、檢修，保證日常教學(xué)活動(dòng)正常運(yùn)行。

4.3 提高任課教師的業(yè)務(wù)能力

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)方式已成為高校教學(xué)改革的趨勢(shì)，教師應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，掌握必要的信息技術(shù)以滿足教學(xué)需求。首先，任課教師要強(qiáng)化學(xué)習(xí)，敢于嘗試新技術(shù)，熟悉現(xiàn)代化的教學(xué)方式，提升技術(shù)設(shè)備和教學(xué)軟件的應(yīng)用能力，以促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提升；其次，任課教師應(yīng)具備把理論知識(shí)與現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有效的融合銜接，在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行有益探索，把理論知識(shí)形象化地呈現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，同時(shí)，利用平臺(tái)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的疑惑和問(wèn)題，通過(guò)線下面對(duì)面地講解、討論，提高學(xué)生的認(rèn)知能力；最后，任課教師在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的選擇上要不斷創(chuàng)新，抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)，循序漸進(jìn)引導(dǎo)，全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

4.4 加強(qiáng)日常的教學(xué)監(jiān)督和管理

教學(xué)模式的構(gòu)建及運(yùn)行需要行之有效的監(jiān)督和管理制度作保證，加強(qiáng)日常教學(xué)監(jiān)管，促進(jìn)教師與教學(xué)機(jī)制有效融合，促使各教學(xué)資源要素發(fā)揮最大效益，提升線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。首先，依據(jù)線上線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)和要求，構(gòu)建教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，定期或不定期對(duì)任課教師的教學(xué)資料、學(xué)生的滿意度進(jìn)行測(cè)評(píng)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行獎(jiǎng)懲；其次，對(duì)各個(gè)教學(xué)院(系)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置情況、利用情況以及實(shí)驗(yàn)藥品的購(gòu)置和領(lǐng)用情況進(jìn)行監(jiān)督，保證設(shè)備的安全完整和藥品的有效利用；最后，構(gòu)建反饋機(jī)制，對(duì)監(jiān)管過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，反饋給教學(xué)單位，進(jìn)行總結(jié)糾正，并對(duì)整改的結(jié)果再次反饋給教學(xué)管理部門(mén)，保證線上線下教學(xué)正常運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，旨在使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)操作技能，是對(duì)理論課學(xué)習(xí)的延續(xù)和補(bǔ)充，是學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與綜合素質(zhì)的基本保證。利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)習(xí)通、釘釘、微信等網(wǎng)絡(luò)信息媒介，實(shí)現(xiàn)了線上課前預(yù)習(xí)，生生互助、師生互助、虛擬仿真；課中教師講解演示、學(xué)生動(dòng)手操作；課后生生互評(píng)、師生互評(píng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)流程能夠在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行詳細(xì)展示，并能夠長(zhǎng)期保存，學(xué)生們可反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，從而達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，同時(shí)在構(gòu)建和運(yùn)行線上線下“協(xié)同式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式時(shí)，也應(yīng)全方位提供政策、經(jīng)費(fèi)、人力等方面的保障，使學(xué)生、教師、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及相關(guān)制度較好地融合，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。