基础化学教学中以问题解决为基础的混合教学模式的实践

问题求解是指问题解决者结合当时的情境，针对问题采用适当的方法和工具进行实践，从而走出未知状态，达到目标状态的思维过程[1]。而本文的“问题求解”特指“问题求解学习”。“问题求解学习”是以问题为中心的学习方式，教师通过设置问题情境，提供问题解决的资源，让学生参与到问题求解的学习过程中，将自身的知识结构进行再整合和构建，从而提高其解决问题的能力。

混合式教学这一名词源于“混合式学习”(Blendedlearning)，最早由国外的培训机构提出，随后，混合式教学模式被引入到高校教育领域，并得到高度关注。本文的混合式教学是指线上网络学习和线下课堂教学的混合，主要侧重于教师的混合教学策略的设计，以激发学生学习兴趣，培养其自主学习意识和能力，突出教师的主导地位和学生的主体地位。因此，这种教学形式称之为“混合式教学模式”。而在混合教学策略上，教师将需要掌握的知识点隐于问题的背后，让学生在问题求解的过程中将知识以内化。

基础化学是高职院校药学类专业的一门专业基础课程，课程内容包括无机化学和分析化学相关知识，是药学类专业的学生在学习专业课程之前所必须具备的相关化学基础知识，其教学及学习效果的好坏直接影响后续课程的学习效果。为了提高基础化学课程的教学质量，在教学实践中，我们尝试采用了一种基于问题求解的混合式教学模式进行教学，收到了良好的教学效果。现以基础化学课程中的“配位滴定法”为例，阐述基于问题求解的混合式教学模式的教学过程设计和教学效果反思。

1教学过程设计

1.1教学内容设计

基础化学的学习目标包括知识目标和技能目标，知识目标是指掌握、熟悉和了解基础化学的基本概念和理论，常用的元素和化合物知识，化学分析的基本原理、方法和类型，并能熟练、准确地进行相关计算等。技能目标是指能利用所学知识解决相关方面的问题，能熟练地进行滴定分析操作及实验结果数据处理。根据上述目标，“配位滴定法”的主要知识点是：配位滴定的三要素(被测物质、滴定液和指示剂)，EDTA的结构与性质，EDTA的配位特性，滴定条件，金属指示剂的作用原理，金属指示剂应具备的条件[2]。技能要求是：能写出物质含量测定方案(如水的总硬度测定，葡萄糖酸锌含量的测定)，能熟练地进行滴定实验操作并写出实验报告。

1.2线上问题学习任务书设计

本节内容的学习任务书以10个问题的形式呈现：①配位滴定法的三个基本要素分别是什么(提示：被测物质、滴定液和指示剂，写出名称)?②写出EDTA的结构式，并判断它是几齿配体?③H4Y(EDTA)在不同的pH溶液中的存在形式有几种?pH大小对其存在形式有何影响?④金属离子真正配位的是Y4-，为何配制滴定液时，用的是其二钠盐(Na2H2Yꞏ2H2O)，其溶液的pH有何要求?

⑤EDTA和金属离子的配位特性是什么?⑥如何控制配位滴定的最高酸度和最低酸度?⑦哪些情况的配位滴定需要掩蔽和解蔽作用?掩蔽的方法有哪些?⑧金属指示剂应具备的条件有哪些?并说出金属指示剂的作用原理，记住三种常用的金属指示剂的名称及变化颜色。⑨EDTA滴定液的配制方法?⑩每个小组设计一份物质含量测定方案(如水的总硬度测定，葡萄糖酸锌含量的测定等)(方案设计负责人由各组组长指定，其他同学参与，共同完成)。

本节教学任务开始前1周，在超星学习通平台上发布任务书和学习小组学生名单，并通知学生查看。任务单内容包括：学习目标、要求、上述问题等。

1.3课前在线学习

在学习通平台的学习过程中，我们经常在线了解学生学习状态，解答有关问题。在讨论区可以进行讨论。课前学习任务完成后，学习通平台会记录学生的学习情况，并给予一个量化分数，可以作为过程考核中的项目作业的分数。

1.4课堂教学

课堂教学过程主要从以下三个方面展开：

一是各组方案负责人汇报本组“物质含量测定方案”的具体情况，并展示设计方案。教师和学生共同投票评选出最佳方案，予以表扬和加分，教师和各组组长对其他组的方案进行打分，综合分数作为过程考核得分。

二是学生讨论、教师答疑。我们将学生在课前线上学习过程中遇到的问题、疑点归纳出来让学生讨论，也可分组讨论、辩论，或每组选出代表发言。在学生无法解决的情况下，教师再出面解答。如：问题③④⑧，每个学生的理解可能各不相同，认知容易出现偏差，教师在课堂上再予以点拨。

三是教师归纳总结配位滴定法的重点、难点及应用问题，进行选择性讲解，并对知识点进行适当的延伸。如：本节内容的重学习能力和创新能力。且通过虚拟仿真实验平台，实验类型可以不受到实验安全问题、实验仪器以及实验室环境的限制，如上述提到的第一过渡元素(一)(铁、钒、铬、锰)实验中，探究钛的化合物的重要性质，往二氧化钛粉末中加入浓硫酸且加热混合溶液观察实验现象;在氧化还原反应和氧化还原平衡实验中，探究氧化还原反应和电极电势，组装铜锌原电池，再如ds区金属(铜、银、锌、镉、汞)实验中，探究汞的性质，如此学生可以对相关实验有更深一步的了解，提高学生对实验的兴趣，有利于培养学生的动手能力和实践能力以及创新能力。

2.2初步尝试改革无机化学实验传统教学模式

为了改变学生在开展实验过程中过于依赖老师和教材的现状，我们对传统无机实验教学模式进行了初步改革，探索了以学生为主体、老师为主导教学模式的可行性。具体做法：选择两个基础较好的大一化学专业的班级进行无机化学实验教学模式的改革，课前对班级进行分组，5~6个同学一组，要求每个学生认真预习实验内容，掌握实验原理，并且自己设计实验过程，写出实验步骤，同时给出实验相关问题，要求学生查阅文献和资料回答问题。然后组内同学相互讨论，分析实验步骤，找出最佳的实验方案，再把最佳的实验方案交给老师批阅，待老师通过该组同学的方案之后，才能进入实验室进行实验。班级当中每组同学的实验方案可能一样，也可能不一样，但只要方案可行，安全可靠，且实验设备都有，便可开展实验。课堂上老师不再按照实验教材上的实验内容照本宣科，只是大概的讲解一下，重点对每组同学设计的方案进行分析讲解，指出优势和可能存在的问题。学生在实验过程中认真思考、仔细观察，并正确的记录实验现象和数据。实验完成后由每组学生代表分享该组实验方案的合理性、创新性和不足之处。最后再根据综合情况评选出最佳的实验方案。此措施实施了该教学模式实施一段时间后，我们发现这两个班级学生自主学习积极性、动手能力以及创新能力普遍比其他班级的学生要好，在各种实验竞赛中获奖人数也多。虽然这种教学模式取得了一定的成就，但目前并不适合在学校普遍推广，因为该模式对老师提出了更高的要求，需要教师花费大量的时间前期把关，不适合大班教学，并且存在一定的安全隐患。

要知识点有：配位滴定法的三个基本要素、EDTA和金属离子的配位特性、配位滴定法溶液酸度的控制等。难点有：EDTA的结构式、H4Y(EDTA)在不同的pH溶液中的7种存在形式、pH对其存在形式的影响、掩蔽和解蔽作用、物质含量测定方案设计[2]。对于既是重点又是难点的内容，教师应讲解，以加深学生对本次课知识的理解，并促进知识的内化。在整个教学环节中，教师由知识的传授者转换成课堂的管理者和学习的指导者，充分体现了以学生为中心的混合式教学理念。

2教学效果评价

课程结束后，通过评价学生学习成绩，调查基于问题求解的混合式教学模式下学生对自主学习，教师教学设计的满意度来检验教学效果，并将结果反馈以优化教学。笔者比较了近几年来混合式教学模式与传统教学模式学生的成绩，结果见表1所示(近几年的考卷都是在学校考试题库中随机抽取，试卷难度相差不大)。从表1可以看出，实施混合式教学模式之后，学生成绩的平均分、优良率及优秀率比传统教学模式都有明显提高，说明混合式教学模式教学效果良好，促进了学生更好地掌握基础化学知识。

3教学反思

基于问题求解的混合式教学模式通过在基础化学教学中的实践证明，混合式教学模式有很多优势。一是混合式教学更容易满足学习者的需求。网络提供的课程在选用和上课时间上有一定的灵活性。二是混合式教学可使学生更具独立性，成为课程学习的主体。三是教师的角色从一个知识的传递者转变成教练员，学习者有了更多的主导权，除了同教师进行讨论和交流外，还可更多地与其他学习者进行交流和讨论。

但混合式教学模式也有其不足之处。一个问题是当各门课程都逐渐采用混合式教学之后，需要学生利用电脑获取教学资源，造成学生过分依赖手机、网络，切断了师生真实的现场交流，对学生的身体尤其是眼睛有比较明显的伤害。此外，如何合理解读和分析采集到的大数据，了解学生学习效果以及把握学生学习轨迹，也是今后混合式学习的一项非常重要的任务[3]。

混合式教学是教学、学习理念的变革，这一变革基于网络教学资源的充分发展，这种改变不仅仅是形式上的改变，而是在分析学生情况、需求，整合教学内容，创新教学内容呈现方式，评估实际教学环境的基础上进行的教学模式的整体变革。在这互联网+时代，混合式教学模式应是一个具有非凡生命力的教育模式，在广大教师的努力实践下，混合式教学模式定会成为高校教育教学的主流。

参考文献

[1]谢云，陈芳芳，钟志贤.基于问题求解的微课程设计模式研究[J].中国远程教育，2015(05)：48.

[2]张雪昀，董会钰，俞晨秀.基础化学[M].第1版.北京：中国医药科技出版社，2019：151-161.

[3]申扬帆，张雪昀，等.高职有机化学课程混合教学模式的构建与实践[J].化学教育(中英文)，2017，38(16)：56.

[4]申扬帆，张雪昀，张心宇.混合教学模式在有机化学课程教学中的应用[J].大学化学，2017，32(5)：33.

[5]周静峰，何雄.基于慕课的混合教学在食品化学课程中的实践[J].化学教育(中英文)，2018，39(22)：58.

[6]陈素彬，胡振.后MOOC时期高职分析化学混合教学模式构建[J].化学教育(中英文)，2019，40(8)：67.