郭琳，主曦曦

（山東科技大學(xué)化工學(xué)院，山東青島 266590）

1 當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的困難

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，創(chuàng)新能力不足。長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一直是以教師為主體，由教師完成知識(shí)的講授和傳遞過(guò)程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)接受狀態(tài)，無(wú)法主動(dòng)聯(lián)系理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，其創(chuàng)新精神及實(shí)踐技能等方面都存在明顯缺陷。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師只是單純講解實(shí)驗(yàn)步驟，教授學(xué)生具體實(shí)驗(yàn)操作方法，很少能將思政教育與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。盡管近年來(lái)各高校在人才培養(yǎng)過(guò)程中均強(qiáng)調(diào)實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要性，而傳統(tǒng)教育模式下的學(xué)生，只是單方面地接受實(shí)驗(yàn)操作技能，很少去思考各種實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的淵源，由于不了解實(shí)驗(yàn)發(fā)展的當(dāng)前狀態(tài)，因此很難滿足當(dāng)前科學(xué)，技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的需要。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備緊缺，無(wú)法滿足讓每一個(gè)學(xué)生都能隨時(shí)動(dòng)手操作，從而存在“部分學(xué)生圍觀”的情況，進(jìn)而影響學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)。與此同時(shí)，學(xué)生重視不足，動(dòng)手能力差。一直以來(lái)，學(xué)生都認(rèn)為理論學(xué)習(xí)比實(shí)踐環(huán)節(jié)更重要，加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備緊缺，學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)操作不重視，久而久之，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力差。實(shí)際上，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)，是開(kāi)展綜合性開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的前提。沒(méi)有良好的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作的技能，會(huì)嚴(yán)重影響工科學(xué)生的就業(yè)與考研等。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式單一化，不適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)發(fā)展模式。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)評(píng)估方法是讓學(xué)生根據(jù)老師的解釋重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)并編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而老師則將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告標(biāo)記為主要報(bào)告，這導(dǎo)致學(xué)生僅關(guān)注實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生無(wú)法學(xué)會(huì)主動(dòng)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。此外，有關(guān)實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)報(bào)告已由老師更正，也沒(méi)有再發(fā)給學(xué)生進(jìn)行查看與修改，學(xué)生對(duì)自己實(shí)驗(yàn)報(bào)告的對(duì)與錯(cuò)，都無(wú)從知曉。沒(méi)有溝通的教與學(xué)，無(wú)法滿足當(dāng)前高等教育的要求。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)融合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的實(shí)踐

2.1 以知識(shí)為基礎(chǔ)，以德育為根本，將課程思政融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，重視工科學(xué)生科學(xué)思維方法的發(fā)展與教學(xué)，灌輸學(xué)生精益求精的大師精神。在馬克思主義理論和實(shí)踐方法論的指導(dǎo)下，注重科學(xué)思維的教學(xué)方法，提高學(xué)生正確理解，分析和解決問(wèn)題的能力，并在學(xué)生中發(fā)展求實(shí)，探索真理的責(zé)任感和使命感。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)授課過(guò)程中，將化學(xué)家的歷史故事融入課程教學(xué)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷。

2.2 改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，以雙創(chuàng)教育為引導(dǎo)，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，遵循教學(xué)相長(zhǎng)、因材施教、理論聯(lián)系實(shí)際的原則，實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂。為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，將單一的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，向多邊交流互動(dòng)的教學(xué)模式過(guò)渡，搭建多形式、多層次的培養(yǎng)平臺(tái)。課前，將提前制作好的化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)視頻上傳超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，并在視頻中設(shè)置彈題功能，同時(shí)，使用虛擬模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為學(xué)生定制實(shí)驗(yàn)預(yù)覽，實(shí)時(shí)記錄學(xué)生課前實(shí)驗(yàn)操作情況，幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)及儀器形成感性認(rèn)知；課中，結(jié)合學(xué)生在學(xué)習(xí)通的視頻觀看記錄，以及在虛擬仿真平臺(tái)的實(shí)踐操作情況，針對(duì)視頻彈題和操作中出錯(cuò)率較高的題目，分析并說(shuō)明試點(diǎn)項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并回答學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的問(wèn)題；課后，通過(guò)學(xué)習(xí)通設(shè)置實(shí)驗(yàn)反思，從而讓學(xué)生對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做到“會(huì)學(xué)、會(huì)做、會(huì)講、會(huì)創(chuàng)新”，構(gòu)建“教、學(xué)、做、創(chuàng)”一體化的教學(xué)模式，真正實(shí)踐翻轉(zhuǎn)課堂。

2.3 以專業(yè)為基礎(chǔ)，博采眾家之長(zhǎng)，融合線上線下的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，針對(duì)我?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，為全校各工科專業(yè)的普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（I）、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（II）和基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（III）等實(shí)驗(yàn)課程制作不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)視頻，并上傳超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，允許學(xué)生隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī)觀看教學(xué)視頻。

2.4 以O(shè)BE理念為引導(dǎo)，強(qiáng)化過(guò)程考核和成果導(dǎo)向的考核機(jī)制。通過(guò)在超星在線平臺(tái)上進(jìn)行視頻培訓(xùn)以及在實(shí)驗(yàn)虛擬仿真平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中內(nèi)化、課后深化的情況，將考核內(nèi)容系統(tǒng)化與科學(xué)化，使得考核結(jié)果能夠更科學(xué)、更全面、更及時(shí)的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.5 增加開(kāi)放式試點(diǎn)項(xiàng)目的數(shù)量，以提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是一門全面的體驗(yàn)式課程，由老師指導(dǎo)并由學(xué)生自行開(kāi)發(fā)。教育部在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》中提到，“擴(kuò)展復(fù)雜而創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解各種學(xué)術(shù)觀點(diǎn)并主持討論，跟蹤學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展，并提高獨(dú)立學(xué)習(xí)和獨(dú)立研究的能力。大學(xué)生需要以各種形式開(kāi)展初步研究工作，例如參加學(xué)術(shù)研究項(xiàng)目或自行確定研究主題”。因此，在學(xué)生掌握了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法之后，教師可以創(chuàng)建開(kāi)放的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生可以根據(jù)對(duì)課程的專業(yè)知識(shí)獨(dú)立開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)程序。在實(shí)驗(yàn)室中付諸實(shí)踐。它可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新能力，并發(fā)展他們的綜合分析、設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，不僅可以在課前讓學(xué)生能夠通過(guò)虛擬仿真平臺(tái)自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)步驟，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求；在課堂上，教師將花費(fèi)時(shí)間和精力在實(shí)踐和問(wèn)答環(huán)節(jié)上與學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和步驟上的知識(shí)交流，從而改善與學(xué)生的互動(dòng)并促進(jìn)他們的深入學(xué)習(xí)，從而進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，加速高校雙創(chuàng)教育的步伐。

3 后疫情時(shí)代對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

隨著時(shí)代的發(fā)展，云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)為高校提供了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，特別是在疫情期間，基于現(xiàn)代信息技術(shù)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。今年疫情下，雖然各學(xué)校實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用虛擬仿真平臺(tái)進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但由于軟件價(jià)格都比較高，它暫時(shí)無(wú)法滿足不同專業(yè)的不同學(xué)習(xí)需求和不同學(xué)生的自尊心。

同時(shí)，針對(duì)有留學(xué)生培養(yǎng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，虛擬仿真軟件平臺(tái)也存在欠缺。由于疫情期間，留學(xué)生大都在國(guó)外，導(dǎo)致這些學(xué)生無(wú)法登陸國(guó)內(nèi)的虛擬仿真軟件平臺(tái)，只能由任課教師在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作展示。這樣一來(lái)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)就成了虛設(shè)，學(xué)生沒(méi)有了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也就無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

由此看來(lái)，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可能是我們學(xué)習(xí)的重要工具，但卻不能成為我們教學(xué)的全部。面對(duì)面的實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著不可比擬的重要性。授課教師可以通過(guò)觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能來(lái)不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和條件，以更好地提高學(xué)生動(dòng)手能力。

后疫情時(shí)代，當(dāng)我們都回到教室和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)時(shí)，與其限制學(xué)生玩手機(jī)，不如改變我們的教學(xué)手段，繼續(xù)通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和翻轉(zhuǎn)課堂來(lái)加強(qiáng)教學(xué)中教與學(xué)的溝通。我們可以讓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為課堂教學(xué)的補(bǔ)充，授課教師可以通過(guò)設(shè)置課前或課后的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)的效果，從而不斷提升課堂教學(xué)效果，提升教育教學(xué)質(zhì)量。