目前我国的高等教育已经进入普及化发展阶段，其规模与质量都得到了前所未有的提升，这更加坚定了各个高校走内涵式发展道路的决心^[1]。在“六卓越一拔尖”计划2.0和“健康中国”双重战略的大背景下，我国对医药卫生技术人才的培养提出了更高的要求，如何提高医学及其相关专业的教育质量已经成为医学院校不可回避的话题^{[2, 3]}。为适应未来经济社会发展的需要，各专业包括医学及其相关专业的卓越拔尖人才应具有终身学习、挑战困难、学术自信与自我认同、多学科知识整合应用、创新创业、动态适应、团队合作以及组织管理等能力^[4]，因此要继续深化高校教学改革，激发学生学习兴趣和潜能，“让学生忙起来、让教学活起来”。

自2003年“非典”以来，我国的公共卫生事业得到了迅速发展，与此相应亟需培养一大批卫生检验与检疫专业人才，在各级疾病控制中心、卫生检验中心、环境监测部门、食品卫生监测机构和质量监督机构等从事卫生检验检疫工作。分析化学是卫生检验与检疫专业的一门核心基础课程，在整个专业课程体系中处于启下的地位，为后续空气理化检验、水质理化检验和食品理化检验等课程的学习打下基础。目前这门课程的教学主要存在三个方面的痛点问题。

分析化学的知识点杂、理论性强、公式繁多、推理严谨、计算烦冗，学生学习起来较为困难^[5]。学生中广为流行着“分化物化必有一挂”的说辞^[6]，足以体现这门课程学习难度之大。另外，为增加学生自主学习和课外拓展的时间，课程的面授学时一再被压缩。我校于2020年再次修订了培养方案和教学大纲，将分析化学的理论课由44学时缩减为32学时，而教学内容保持不变，使得原本就紧张的课时更加捉襟见肘。

为了提高学习效率，教师通常要求学生课前预习、课后复习，由于知识枯燥、学习动机不强，一些自律性较差的学生经常翻翻书就敷衍了事，甚至没预习、不复习，教师也很难掌握他们课下学习的情况。课上教师一般通过“察言观色”和简单提问的方式判断学生对所授内容的理解程度，但是回应教师的往往是一些少数的、学习成绩较好的学生，加上学时被严重压缩，教师无暇顾及到每位学生，有时甚至连提问的时间也十分有限，整堂课就变成了以教师为中心，生硬知识灌满堂。

分析化学是一门相对成熟的基础课程，理工和医药类专业均开设了此门课程，且不同专业的教学内容和知识结构都沿袭了相同的模式，缺乏专业特点和区分度，更未考虑与用人单位的联系，导致培养人才的针对性不强，过分偏重于泛泛知识的讲授，忽视了学生职业精神和实践能力的培养。由于学生无法将分析化学课程的内容与未来就业需求联系起来，有相当一部分学生持消极应付的态度，不重视课程的学习。

针对教育中普遍存在的问题，Spady等人提出了成果导向教育(Outcome-Based Education，OBE)，又称能力导向教育理念，由三个核心要素构成，即以学生为中心、以产出为导向、持续改进^{[7, 8]}。我国也接受了OBE理念，并以此进行了一些课程的教学改革^{[9, 10]}。借助于雨课堂、超星学习通、大学慕课(Massive Open Online Courses，MOOC)、腾讯会议、钉钉等线上教学平台开展了翻转课堂^[11]、问题式学习(Problem-Based Learning，PBL) ^[12]、BOPPPS (包含Bridge-in导言，Objective/Outcome学习目标，Pre-assessment前测，Participatory learning参与式学习，Post-assessment后测，Summary总结六个教学环节) ^[13]等新模式，为学生提供了碎片化、个性化的学习方式，不仅活跃了课堂氛围，还提高了学生的专业能力和素质。在此基础上，我们基于OBE教育理念，利用面授、雨课堂、思维导图和Excel四位一体联动构建师生学习共同体，开展线上线下、课内课外深度融合的混合式教学模式，将理论知识、实践与思政紧密结合起来，培养应用型高级专门人才。

以面授和雨课堂为主体，思维导图和Excel作为补充手段，构建课前、课中和课后三阶段混合式教学模式，见图 1。课前教师通过雨课堂发布任务和目标，学生分组讨论、预习，并完成预习测验，教师根据学生预习测验的结果及时安排授课策略，为课上学习奠定基础；课中进行有的放矢“靶向”施教，强化师生实时互动，及时沟通反馈，并适当调整授课策略；课后学生通过思维导图重构教学内容，定期组织汇报和章节测验，夯实专业知识，同时利用Excel强大的数据管理能力自主学习和答疑解惑。

根据卫生检验与检疫专业人才的培养目标，开课前一周教师在雨课堂上发布一个既与本堂课知识相关又能体现社会主义核心价值观的公共卫生事件作为课程导入。例如，讲到酸碱滴定法时采用了内双对氯苯基三氯乙烷(DDT)农药因危害生态环境而遭到禁用的案例。DDT曾在防止农业病虫害、减轻疟疾、治疗伤寒等方面起到了极大的作用，然而其在环境中非常难降解，并可通过水体进入鸟类体内，导致鸟类产软壳蛋而不能孵化，白头海雕几乎因此而灭绝。已知软蛋壳中钙含量相对较低，教师引导学生分组思考如何采用酸碱滴定的方法测定蛋壳中钙的含量。一方面可使学生将课程的学习与将来就业联系到一起，学会利用监测手段并经过科学的分析以获得重要的公共卫生信息的方法，从而制定干预措施和策略，达到职业教育的目的；另一方面加深学生对“绿水青山就是金山银山”理念的认识，促使他们审视技术与环境之间的关系，意识到科学的双面性，树立正确的价值观，达到思政教育的目的。为了缓解课时紧张的问题，课前教师还提前通过雨课堂发布PPT课件和教学目标，让学生预习内容，明确知识点，知道需要掌握、熟悉和了解的内容。截至面授课程头一天的中午12点，学生需在雨课堂上完成预习测验，教师则根据预习测验的结果备课，对于难懂且学生预习不佳的部分详细、反复讲解，同时增加随堂测验的试题数量，而对于那些简单、学生已经基本掌握了的部分就一带而过。

课堂上首先小组汇报课前讨论的结果，展开组间讨论。之后学生围绕原理、方法、如何应用等参与学习，有时教师还根据讨论所暴露出来的问题进行剖析，同时以导入案例为引导，将正确的三观、社会责任、环境保护等思政元素融入到讨论中，并升华至大国精神和家国情怀。最后教师就教学目标中掌握和理解的内容讲授、演示，对于了解的内容则安排学生自学或用一两句话点拨。此外，有了课前导入和预习作基础，课程节奏较传统的模式有所加快，能够留有一定的时间在雨课堂中进行随堂测验和投票，从而评估学生的学习情况及教师的授课效果。一轮讲授完毕后，学生会收到一张类似于图 2A的问卷，投票后雨课堂会即时给出票数，教师则根据投票的结果决定是否需要重新讲解一遍。结合布卢姆的“掌握学习理论”中对掌握学习的评价要求^{[14, 15]}以及我校生源的学习能力，通常超过30%的学生选择“需要”，教师就会再讲解一遍。对于一些特别重要的知识点，二次讲解后还会让学生再投一次票，以决定是否要第三次讲解。同一堂课中的同一知识点的讲解次数以三次为限，一来不影响教学进度，更重要的是给予学生充分的自我消化和理解的时间，必要时可在日后的课堂上再做一次讲解。相比于传统的“察言观色”和直接询问“听懂了吗？”，采用“投票”既节约了询问的时间，又保证了全体覆盖度。

另外，在每堂课结尾的时候，教师会总结并逐条列出当堂课授课内容的提纲(3–5条)，首先请学生按照图 2B中所列的选项自评，随即发布随堂测验，一般为5道题，答题时间为3–5 min，雨课堂会即时、自动显示自评和测验结果。随堂测验的范围是教学大纲规定掌握和理解的内容，难度较低。自评的目的是让学生清楚自己的学习状况并针对弱点找到适当的提高和改正的方向，因为有些看似很懂的知识在做题时往往容易犯错，说明没有掌握到精髓。随堂测验是检验学生自评的方式，多数情况下自评与测验的结果是一致的，教师可以针对学生尚未完全掌握的知识点进行点拨。若课堂时间充裕，还可以再进行一轮自评与随堂测验，范围与难度与第一轮测验的相当，如图 3A、3B所示。经统计(图 3C)，第二轮自评和随堂测验的结果优于第一轮的，说明这种教学方法有效。

教师在备课过程中要综合学生预习测验的结果、课程容量以及知识点的难易程度等因素预设汇报和分组讨论的时间、详讲和略讲的内容、投票和随堂测验的次数以及需反复讲解的次数，并根据课堂实际情况进行动态调整。课堂上以保证完成传道授业和解惑为首要任务，即首先最大限度地满足学生反复讲解的需求，其次进行一轮随堂测验，对于那些课堂上没来得及完成的第二轮随堂测验可编入章节测验，供学生课后练习。传统课堂难以实现教师与每一位学生的互动，在本文所介绍的课堂上学生不仅可以汇报、讨论，还有超过95%的学生参与了投票和随堂测验，每堂课师生互动可达5次及以上，课堂的活跃度被大大地激发了。

根据分析化学课程的特点，要想学得好，做题不可少。但做题也不是盲目的，教师在课后给予学生的辅导必须要有高效性、科学性、针对性和指导性。通过思维导图重构内容和章节测验就是帮助学生进一步巩固课堂知识的有效手段。

章节测验有选择、填空、判断和计算四种题型，通过雨课堂平台推送给学生。按照教学大纲中对内容的要求和题目难易程度分为基本、进阶和扩展三个等级，如图 4所示，每套题有不同的要求，服务于学生不同的学习阶段。每套测验均设置满分为100分，交卷后雨课堂自动公布分数和答案。对于基本级中个别错误率较高的题目，教师可以拿到课堂上集中讲解。

计算题是考查学生分析和解决问题能力的有效手段，分析化学的公式繁多，计算量大，如图 5A所示，雨课堂仅能自动评判最终的计算结果是否正确，一旦出现错误，学生无法知道错在哪步，不利于学生自主学习。因此我们采用Excel编辑了计算题自检模板，通过模板可以直观地看出每步计算的对错，还能够为学生提供解题思路。如图 5B所示，学生仅需在绿色的单元格内输入数字，结果若正确，单元格颜色不变，反之变成红色。此外，单元格还设有提示功能，当学生把鼠标放到相应的单元格上，Excel会自动显示计算公式或者注意事项。

思维导图是20世纪中叶英国教育学家Tony Buzan提出的一种建立分散信息之间内在联系的可视化思考工具，其以笔记的形式记录，通过分析各主题关键词之间的并列、递进和因果等关联，构建易于理解的层级图解形式^[16]。我们引导学生利用思维导图对教学内容进行重构，找出各分析方法的共性及差别，形成交叉网状脉络知识体系，帮助学生加深对知识点的理解。例如讲授四大滴定方法时，教师以每个滴定法为独立模块进行讲解，首先介绍酸碱滴定法的相关知识，再依次介绍配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法的相关知识，是按照图 6纵向的方向进行的。我们要求学生课后按照图 6横向的方向采用思维导图重构知识体系，总结四大滴定方法的原理分别是什么，再依次比较它们滴定曲线的差别与共性……同时引导学生根据课程目标标出重难点，并分组讨论、演示、讲解，以提高他们对知识的理解、综合运用以及创新能力。

“四位一体”的混合教学模式利用互联网作为信息交换的平台，运用雨课堂、Excel和思维导图，将身处不同时间、空间的教师与学生紧密联系起来，实现课堂中、课外信息的双向或多向交流。以导入案例为切入点，深度融合知识、职业和思政教育，培养学生成为德才兼备、全面发展的中国特色社会主义合格接班人。调查问卷显示，80%以上的学生认为这种教学模式有助于他们学习成绩的提高。随着科技的不断进步和时代变革，教师不再是教学活动中的主体地位，而是组织者、设计者、指导者和参与者^[17]。“四位一体”的混合教学模式旨在轻松的氛围下引导学生积极、主动地学习，授之以渔。