李玲,張馳,王娟,朱文華,王應席,徐海兵
湖北大學化學化工學院,武漢 430062
疫情讓我們經(jīng)受了考驗,也使在線教育更加受到社會關注。線上教學是戰(zhàn)疫情的應急之舉,推動了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”,逐步改變了教學模式。在全員“停課不停教、停課不停學”實施半年來,幾乎所有高校都在想方設法利用各種信息技術進行教學改革。后疫情時代的實驗教學,面臨著新的挑戰(zhàn)[1,2]。針對無機化學實驗信息化教學資源不足的問題,利用學生常用的APP“微信”,依托微信公眾號建設信息化教學資源[3],充分利用微信群,激發(fā)學生探索實驗的興趣,探索后疫情時代的無機化學實驗教學新方法。
由于地方高校信息化資源的匱乏,即使在信息技術發(fā)展迅速的背景下,大多數(shù)地方高校的實驗教學一直采用傳統(tǒng)的實驗教學模式。就我校的實驗教學而言,多年來一直遵從“檢查預習報告–講授實驗–指導實驗–檢查實驗結果-批改實驗報告”的模式。
學生在課前依據(jù)實驗教材,撰寫實驗預習報告。實驗預習報告中,分為“實驗名稱”“實驗目的”“實驗原理”和“實驗內容”幾個部分。學生通過撰寫實驗預習報告,了解實驗的主要內容,并提前十分鐘到達實驗室,將預習報告交給教師。教師在檢查實驗預習報告過程中隨機提問,了解學生的預習情況。
檢查完實驗預習報告后,教師講解實驗原理及實驗的詳細操作步驟,包括實驗中的注意事項。涉及儀器的操作時,進行演示實驗。并針對學生的預習情況,在講授中及時補充重要的知識點。學生根據(jù)教師的講授內容,在預習報告中及時修正、批注,注重留意加入試劑的順序、用量以及儀器的操作方法。在講授的實驗過程中,教師也會針對關鍵的原理或實驗操作提問,引導學生思考,以加深學生對實驗的理解。
教師講授實驗后,根據(jù)實驗內容不同,學生單人單組或者2人為一組合作進行實驗。實驗室共有8排實驗臺,一排實驗臺可供4個學生進行單人單組的實驗。教師依次觀察每個實驗臺的學生在實驗中存在的操作問題,逐個糾正學生在實驗中錯誤的操作,指導實驗。
完成實驗后,教師一一檢查實驗結果。無機化學實驗有3類實驗:一類為合成類實驗,如“硫酸銅的合成”,依據(jù)產(chǎn)品的質量和外觀評分;一類是物質的性質驗證實驗,如“鈦和釩”,依據(jù)實驗現(xiàn)象評分;一類是常數(shù)的測定實驗,如“醋酸電離平衡常數(shù)的測定”,依據(jù)實驗誤差評分。教師依據(jù)不同的評分規(guī)則,對學生的實驗結果一一評分。
實驗課結束后,學生須完成實驗報告,包括實驗的數(shù)據(jù)記錄和處理、實驗結果、討論三部分?!皵?shù)據(jù)記錄和處理”是將實驗現(xiàn)象進行詳細的記錄,如果是常數(shù)的測定實驗,還需要將實驗測得的數(shù)據(jù)進行計算,并進行誤差分析?!皩嶒灲Y果”則是對產(chǎn)品的產(chǎn)量、外觀進行記錄,計算產(chǎn)率,或是將實驗現(xiàn)象進行分析,得出實驗結論?!坝懻摗眲t是學生完成老師在黑板上預留的思考題。教師根據(jù)實驗報告的撰寫質量打分。
大多數(shù)學生通常在預習報告上照抄實驗教材的內容,缺少實驗預習的有效性。教師對實驗進行細致的講解,學生做實驗難免“照方抓藥”,缺少對實驗內容的獨立思考,自主學習能力較弱。教師在某一個實驗臺指導學生實驗時,難以同時指導存在相同操作錯誤的其他實驗臺的學生,一些“漏網(wǎng)之魚”并不知曉自己操作的問題。另一方面,僅僅只是糾正錯誤的操作,難以在實驗中培養(yǎng)學生細致觀察的能力。缺少標準或優(yōu)秀的實驗結果進行對照,缺少反思,實驗報告難免流于形式。這樣的教學方式,難以激發(fā)學生的實驗興趣、培養(yǎng)學生的主觀能動性。
疫情防控期的線上教學,均借助了QQ群或微信群。00后學生習慣用QQ或微信聊天,聊天工具在線上教學中起著重要的作用,并在“后疫情時代”教育的創(chuàng)新與變革中,有著不可忽視的作用。微信是大學生最常用的手機APP之一,可以通過微信群及時和學生溝通,進行教學互動;另一方面,利用微信公眾號一對多的互動功能進行圖文推送,以學生喜聞樂見的方式呈現(xiàn)實驗預習、實驗反思或拓展的內容,充分發(fā)揮公眾號的隱性教育功能?;诖?,結合微信公眾號和微信群,創(chuàng)建一種新的無機化學實驗教學模式,如圖1所示。
圖1 微信融入無機化學實驗教學模式
實驗課開始之前,教師針對實驗內容撰寫推文,以圖文并茂的方式,提醒學生實驗中需要注意的問題,以及需要重點觀察的實驗現(xiàn)象。再通過微信公眾號“一對多”地進行推送,讓學生清楚的知道要做什么,怎么做,引導學生進行思考。例如,“三草酸合鐵(III)酸鉀的制備”的實驗推文如圖2所示。
圖2 “三草酸合鐵(III)酸鉀的制備”的實驗推文
建設微信班級群,利用微信群功能,借助微信小程序“問卷星”考察學生的實驗預習效果。預先在問卷星中設置相關的測試題,對實驗原理、關鍵實驗步驟、實驗內容進行測試。這種測試比僅僅檢查預習報告更能真實地了解學生預習實驗的情況。課前10 min發(fā)放問卷星,基于學生在問卷星中的測試情況,調整實驗課的重點,與學生共同討論,改“一言堂”的課堂為“多言堂”的討論課堂。從課前預習到課堂討論,引導學生多次思考,修正“照方抓藥”的弊端。
充分利用微信群功能,請學生在群里共享拍攝的實驗照片或小視頻。教師在指導學生實驗時,發(fā)現(xiàn)某一個步驟中值得觀察的現(xiàn)象,引導學生觀察,并拍照或錄制視頻,共享在群里;實驗過程中,發(fā)現(xiàn)學生規(guī)范的操作,教師拍照共享在微信群;實驗結束時,當學生的實驗結果被認定為優(yōu)秀時,請學生拍下自己的實驗結果,分享在微信群。學生和老師共享的照片或視頻如圖3所示。
圖3 師生共享的實驗照片/視頻
教師在指導實驗的過程中,發(fā)現(xiàn)學生操作錯誤時,一邊拍下照片留存,一邊對錯誤的操作進行糾正。實驗課結束后,教師將收集的照片進行整理,撰寫“實驗反饋”的推文推送給學生。例如,“試劑的取用”的實驗反饋推文如圖4所示。
圖4 “試劑的取用”實驗反饋推文
通過直觀的照片,提醒學生觀察每一步操作中的實驗現(xiàn)象;并在關鍵的實驗步驟中,引導學生對試劑的選擇和滴加順序進行思考;在關鍵的操作中,給與適當?shù)奶崾?。通過公眾號圖文的提示,加強學生對實驗內容的思考,讓學生的預習更具“靶向性”,帶著目標去預習實驗,也讓實驗預習更有效。一篇推文多次引導學生進行思考,訓練了學生的思維能力,逐漸養(yǎng)成自主學習和獨立思考的習慣。以學生喜歡的方式呈現(xiàn)實驗預習內容,更能激發(fā)學生學習的主動性。
疫情前傳統(tǒng)的實驗教學模式忽略了學生的差異性。即使相同的實驗內容,面對不同的學生,教師講授的重點也都是相同的。在新的實驗教學模式中,利用微信中的小程序“問卷星”測評學生預習效果,通過“問卷星”的答題結果,基于反饋調整課堂討論的重點內容。通過提問–討論–總結,讓學生充分理解實驗內容。而不再是“滿堂灌”或“一言堂”,讓學生主動參與到實驗教學中,突出了學生的主體地位。
傳統(tǒng)的教學模式中,缺少實驗結果的對比,學生往往只能從老師評判的分數(shù)大致了解自己的實驗結果。“學生做,老師糾”的實驗指導模式,難以全面激發(fā)學生對化學實驗的興趣。而通過微信群共享,一方面可以形成隱形的競爭機制,充分激發(fā)學生做實驗的積極性;另一方面,潛移默化地培養(yǎng)學生在實驗中細致的觀察力。例如,在三草酸合鐵(III)酸鉀合成實驗中(圖3),教師引導學生在溶液中放入一根頭發(fā)絲,注意觀察頭發(fā)絲上的晶體。當學生發(fā)現(xiàn)頭發(fā)絲上長出了晶體,非常驚喜,教師趁機讓學生把照片分享到微信群,激發(fā)學生的實驗興趣。在硫酸銅的合成實驗中,溶液冷卻時析出晶體。教師引導學生注重觀察,拍攝晶體生長的視頻。當學生發(fā)現(xiàn)溶液的表面晶體開始逐漸蔓延,更加專注觀察晶體的生長過程。當學生將拍攝的視頻分享在微信群時,更能正面影響其他同學細致地觀察晶體生長過程,拍攝晶體照片。在“藍瓶子”實驗和“五色管”的實驗中,顏色變化非常明顯,教師則鼓勵學生拍下藍瓶子“小魔術”的視頻發(fā)到群里進行比拼;發(fā)現(xiàn)實驗結果出現(xiàn)標準的“五色管”顏色時,也請學生分享到群里,供其他同學進行參考;教師發(fā)現(xiàn)常壓過濾形成液柱的標準操作,拍照共享到微信群供學生們之間交流學習。這種共享實驗照片或視頻的方式,是在學生愉悅的情緒中加強對實驗的訓練,提升學生的操作能力和觀察能力;相互比拼的隱形良性競爭,促進學生的實驗水平不斷提高;分享自己精彩的實驗結果,創(chuàng)新學習的儀式感和成就感。
教師在實驗過程中通過拍照、收集照片、整理并發(fā)布推文,使學生通過閱讀推文就能夠清楚地知道哪些操作是錯誤的。例如圖4所示的“試劑的取用”這個實驗中,教師把實驗過程發(fā)現(xiàn)的試管的加熱、液體的取用和燒杯的干燥相關錯誤操作的照片進行整理,以圖文并茂的方式呈現(xiàn)給學生,一方面給所有學生一個“警示”,另一方面可以幫助學生養(yǎng)成反思的習慣。
筆者對其中一個授課班級(周二組)33人,使用“問卷星”進行了問卷調查,24 h內填寫問卷人數(shù)32人,據(jù)此獲得了對微信融入無機化學實驗教學的反饋信息。微信公眾號的使用反饋如圖5所示。
圖5 微信公眾號輔助實驗教學的反饋
學生普遍認為公眾號的實驗預習能幫助學生了解實驗內容,清楚實驗步驟,明晰實驗成敗的關鍵;并且認為通過實驗反饋,能夠清楚地知道標準的實驗結果,明確正確和錯誤的實驗操作,并且?guī)椭纬煞此嫉牧晳T。
微信群使用的反饋如圖6所示。學生普遍非常支持教師使用微信群進行輔助實驗教學。認為通過這種方式,有助于對比規(guī)范操作和實驗結果,有助于提高實驗興趣,也方便同學之間的交流。而正是通過這種共享照片的方式,提高了對實驗觀察的細致程度,也增強了自信。
圖6 微信群輔助實驗教學的反饋
通過問卷中的填空題獲取學生的一些建議,如圖7所示。學生們普遍認為這種微信融入實驗教學的方式,使他們收獲頗多,大多數(shù)學生建議將這種方式進行推廣。
圖7 問卷中填空題的具體反饋信息
疫情防控期的線上教學打破了傳統(tǒng)教學模式,后疫情時代的教學必然需要改變傳統(tǒng)教學觀念。針對地方高校實驗教學信息化資源不足的問題,創(chuàng)建微信公眾號和微信群,建設信息化教學資源,將學生最常用的聊天工具“微信”融入到實驗教學中,從課前–課中–課后以學生喜聞樂見的方式呈現(xiàn)各種實驗相關的學習、測試、反饋的內容,激發(fā)學生的實驗興趣,提升學生的能力,培養(yǎng)學生自主學習、獨立思考、學習反思的習慣。這種微信融入的實驗教學模式為后疫情時代的實驗教學提供了參考。