《分析化学》课程信息化教学模式设计与实践*

龙双双，刘婧靖，林英武，肖锡林

(南华大学化学化工学院，湖南 衡阳 421001)

随着互联网时代信息技术的快速发展，将信息化手段应用于教育是必不可挡的趋势。近几年来，关于教育改革与信息化教学之间的关系，国家教育部陆续发布了《教育信息化2.0行动计划》《中国教育现代化2035》等多个文件，高校课程的教学也开始向信息化模式发展[1-3]。顺应当前教育信息化的大方向，南华大学化学化工学院分析化学教研小组积极探讨和改革现有教学模式，使其逐渐从传统的教师课堂授课模式转变为具有时代特征的信息化教学模式，运用现代技术更好地营造课堂氛围，发挥学生的主观能动性。笔者根据分析化学的课程特点，结合学校教学实际情况，在当前教学模式的基础上，将传统的优秀的教学理念融入到现代化的教学方法，摸索出一条线上+线下混合式教学新模式，达到分析化学课程的最佳教学效果。

1 课程分析

《分析化学》课程是南华大学化学、制药、材料等专业重要的专业基础课程，研究物质的组成、结构、形态和形貌的一门学科。几乎任何科学研究，只要涉及化学现象，都需要分析化学提供各种信息，以解决科学研究中的问题。分析化学与化学有关的各类科学领域如材料科学、生命科学等的发展紧密相关，因此学生学好分析化学课程能为后续专业课程奠定良好基础。为了能够更加贴切南华大学学生实际情况，本课程选用由南华大学多位老师参与编写、廖力夫主编、华中科技大学出版的《分析化学》教材，教学内容涵盖了定量分析的误差与数据处理、四大类滴定分析法、重量分析法以及部分仪器分析电位分析法和分光光度法，难易程度适中，容易让学生理解接受。

本校学习化学分析课程的学生处于大一下学期，学习分析化学面临的主要难点包括：①尽管在第一学期学习了无机化学，但分析化学与无机化学课程具有明显的差异，学生对分析化学的特点和重要性不了解；②本课程教学过程中，分析化学的知识点比较零散，并且需要进行大量的公式推导、繁琐计算和各种滴定曲线的绘制，相对较为复杂和枯燥；③大一还处于环境适应阶段，学习依赖性强，自主学习的意识还不强烈。所以如何调动他们学习的积极性，让他们主动投入学习并乐于学习仍是一个难点。

传统的知识讲解方式是教师利用多媒体结合板书的单一形式授课，这种模式往往是教师单向灌输，学生被动的接受外界知识的输入，学生的主动性被忽视甚至压抑，积极参与性降低，容易造成课堂氛围沉闷。并且大学教育通常需要学生在一堂课上接收很多知识信息，学生需要在课前做好预习准备，传统的教学模式无法监测其预习情况。另外课后不进行适当的复习、消化吸收，不明白的知识点积累的越多，学生越到后面越难理解，慢慢就会失去学习信心，也就失去了对分析化学的学习兴趣。最后，传统的教学模式中，教师与学生的交流的时间和空间比较局限，对于一些内敛羞涩的学生即使有问题可能也不敢当面提问。

2 信息化教学设计

随着近年来网络信息技术的不断进步，国内外建立了很多微课资源网站，大批优秀的微课资源涌现出来，包括慕课、智慧树等资源。另外，各种在线平台也纷纷建设，如学习通、学堂在线、雨课堂等。合理的利用互联网平台和资源，可以增大教学内容，充分调动学生的主动性和积极性，提高学习效率，很多高校分析化学教学过程中已取得效果[4-6]。在分析化学课程教学改革过程笔者选择在线教学平台——学习通、微课资源——智慧树知到作为混合式教学平台，其中学习通是自主建设平台；知到视频是学校已购买的资源，来自福州大学的分析化学课程。

图1 分析化学信息化教学设计流程

在课程改革过程中，为了提高学生的主动性和积极性，将以教师为中心的课堂讲授教学模式逐步转向学生为中心的主动性学习模式，课程主要分三大模块进行设计(图1)：课前准备、课堂实施和课后提升。针对学生怕学、不学，课前准备模块采用任务驱动法，通过学习通和知到视频促使学生主动学习；为了避免课堂枯燥、抽象，课堂实施模块借助情境教学法，加入图片、视频、动画使课堂更加有趣、具体；对于学生学习效果检验，课后提升模块通过作业、讨论以及角色互换了解学生学习效果以及提升学生能力。

3 课程实践

3.1 课前准备

在课程开始之前，任课教师首先通过“学习通”创建课程，新建班级，将学生信息导入。根据教学大纲以及教学计划至少提前两周将教学工作准备完成，包括课件、教案、知识点、章节测验、章节讨论、拓展知识等。“学习通”具有设置任务点的功能，教师可以通过平台查看学生学习情况，因此将每一次课件内容或者知识点设置为预习任务点。其中，选用的微课资源视频符合教学内容，可以作为学生预习额外辅助工具。在课前通过学习通或QQ群发布学习任务通知以及任务单，学生根据任务单预习课件或知识点、观看相关视频并完成测试。任务单根据教学大纲明确罗列学生需要掌握的知识点，包括重点和难点，方便学生在课前能针对性的展开预习。教师可以通过平台了解学生预习进度并及时督促学生完成视频观看以及相对应的测试，提高学生自学意识，培养学生独立思考能力。另外，课程教师依据学生测试情况能清楚学生难以理解的知识点，根据反馈情况有针对性地完善教学设计，课上做到有的放矢。

3.2 课堂实施

课堂教学过程中可设计多种教学方式，丰富课堂，在一定程度上吸引学生的注意力，激发学生的兴趣和热情。具体而言，分四大板块进行实践：导入——展开——练习——总结。

一个好的导入能吸引住学生，让他们跟着你思路，一个好的开端就意味着这节课已经成功了一半。在分析化学教学中可通过三种方式进行导入：案例导入、问题导入和类比导入。在教学中引入大家广泛关注的社会问题，能加强学生将所学知识与社会实际问题相结合，形成自己的科学观和价值观。例如，绪论介绍分析化学可以结合实事进行导入，2019年底暴发了新型冠状病毒疾病，那么要有效地控制新发病毒性疾病，首先要对病毒的全面认识和有效检测，教师以此为切入点引入病毒及检测方法的相关介绍和视频，如北京协和医院发布的《2019新型冠状病毒的核酸检测》视频，介绍其中的分析技术如PCR技术和电镜技术等，引发学生思考分析检测技术在疾病早期诊断和防控方面的价值，从而导出分析化学。另一种导入方式是类比导入，分析化学课程同一章节中往往涉及不同的方法，通过这种导入方式不仅可复习之前所授知识也能加深印象进行区分。例如，沉淀滴定法中涉及三种方法，莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法，通过类比出各种指示剂导出“法扬司法”能将其差异着重强调，加深学生印象。

分析化学是一门以实验为基础的学科，理论知识离不开实验，在理论课堂中引入实验现象尤其四大滴定动画或视频对学生直观理解尤为重要。课堂上教师仅运用教材分析说教,甚至照本宣科，往往缺乏足够的说服力，使得课堂氛围沉闷、空洞无物。实验动画或视频使得课堂教学活动变得活泼，生动有趣，富有启发性、真实性，活跃学生的思维，激发学生的学习兴趣。实验过程的引入应用三种方式来实现，第一种，教师将滴定过程以及变化在PPT上通过动画的形式呈现；第二种，教师在网上下载相关规范的滴定实验视频；第三种，教师借助仿真模拟实验平台如MLabs展示实验，在滴定的过程中结合实验操作和实验现象进行相应理论知识的讲解。另外，分析化学是一门理论与实际密切联系的学科，在学了基本理论知识后期望学生能够独立分析实际问题并提出解决方案，例如如何设计一套药品中铝含量测量的实验方案？提出问题后学生自愿分组组队讨论、查阅相关资料、设计方案，2～3周后展开讨论，教师点评，这样能够充分调动学生的参与积极性以及独立学习能力，丰富实践教学环节，提高教学质量和教学效率。

课堂中利用典型习题检测学生掌握情况，通过学习通课上发布练习题，这样能增加学生的参与度并且教师能直接看到学生答题情况，清楚学生掌握程度，在讲解过程中据此着重讲解学生没有掌握的知识点，总结题目。最后，一次课结束后，教师需对知识点总结，主要采用教师引导，学生执行的方式，其形式可是思维导图，也可是对比归纳，帮助学生对整堂课内容捋清思路。

3.3 课后提升

课后通过学习通布置课后作业强化学习效果，题型包括填空、选择、计算题型等等，每节课后发给每位学生。对于一些开放性题，采用“生生互评”模式，学生相互评阅其他学生作业，这样促进参与度不高的学生能够主动参与进来，并且相互学习解题思路和技巧，强化学生对知识点的掌握。另外，每一章后通过学习通发布章节测试，学生通过每章测试了解本章掌握情况，进一步加强自己复习。利用现代化的交流平台如qq、微信、学习通，方便师生和生生之间的交流答疑，这种方式不受时空的限制，学生有问题能及时沟通解答。最后，教师在学习通知识拓展部分介绍与教学内容相关的文献和网站，例如酸碱滴定法中酸碱指示剂的应用进展和“小木虫”，拓展学生的知识并且培养学生的科研素养。

4 课程实施效果

图2 (1)课前准备；(2)课堂实施；(3)课后提升；

合理地将信息化技术应用到分析化学教程过程中，充分调动学生的主动性和积极性，取得显著的效果。从图2中可以看到在课前准备模块中，学生自主的预习并完成了测试；在课堂实施模块中，学生积极参与课堂训练；在课后提升模块中，学生与教师的交流频繁顺畅。为进一步深化分析课程教学改革，更注重学生主动学习能力，课程考核方式设为“平时成绩50%+期末考试成绩50%”。从图2显示学生成绩接近正态分布，80分以上学生占40%，不及格人数为两人，大大提高了教学效果。

5 结 语

随着时代和科技的发展，传统的教学方式已经不能满足当代大学生教育的需求，合理的将各种信息化手段应用到课堂能有效地提高学生的主动性、积极性和实践性。本文提出了一种将线上+线下混合的分析化学教学模式，这种模式使学生的地位更加主体化：一是赋予学生一定权利，调动学生课堂参与意识；二是通过数学活动，提高学生课堂参与质量；三是授之以渔，培养学生的独立思考能力。我们把学习过程更多的放在课外，让学生在提高学习主动性的同时，发展了各个方面的素养符合当代大学生培养要求。