馬妍 孫永河 孫巍 戴春雷 馮進來

摘 ?要：在“互聯網+”盛行的大背景下，培養(yǎng)高校學生依托專業(yè)方向進行自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)具有重要意義，通過實驗教學能有助于學生提高創(chuàng)新能力，并為學生未來創(chuàng)業(yè)奠定良好基礎。文章以油氣專業(yè)中的主干課程——油氣地球化學的實驗課為例，通過分析我校該實驗課程建設過程中存在的問題，明確實驗教學模式的調整和優(yōu)化方式，提出建設翻轉課堂、利用智能化教學資源以及完善實驗課程考核評價等多措并舉、有機融合的方式，運用互聯網平臺，破解油氣地球化學實驗課程中在“教”與“學”方面的難題。結果表明，該優(yōu)化方案是以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為宗旨的實驗教學模式，能有效提高學生學習興趣，很大程度上能改善教學效果，為今后學生自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下堅實的基礎。

關鍵詞：實驗教學;互聯網+;翻轉課堂;教學模式

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2022）15-0123-04

Abstract： Under the background of "Internet plus"， it is of great significance to cultivate college students relying on professional orientation to carry out independent innovation and entrepreneurship. Through experimental teaching， students can improve their creativity and lay a good foundation for students to start their own businesses in the future. Taking the experimental course of Oil and Gas Geochemistry， the main course of Oil and Gas specialty， as an example， this paper ?analyzes the problems in the construction of the experimental course in our university. The study defines the adjustment and optimization methods of the experimental teaching mode， and puts forward multiple measures and organic integration methods， such as flipped classroom construction， intelligent teaching resource utilization and perfect experimental course assessment and evaluation. Using the Internet platform， the problems of "teaching" and "learning" in the experimental course of Oil and Gas Geochemistry were solved. The results show that the optimization scheme is an experimental teaching mode aimed at cultivating students' innovative ability， which can effectively improve students' learning interest， improve teaching effect to a great extent， and lay a solid foundation for students' independent innovation and entrepreneurship in the future.

Keywords： experimental teaching; internet plus; flipping classroom; teaching model

2020年5月22日，國務院總理李克強在2020年政府工作報告中提出，全面推進“互聯網+”，打造數字經濟新優(yōu)勢。“互聯網+”的具體含義為利用互聯網平臺，在傳統(tǒng)行業(yè)的基礎上將互聯網與傳統(tǒng)行業(yè)進行融合，使之進一步優(yōu)化并能夠適應當下的新發(fā)展。而這其中的核心要義就是“創(chuàng)新”，只有創(chuàng)新才能讓這個“+”真正有價值、有意義。為拓寬大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)路徑，由教育部與政府、各高校共同主辦中國“互聯網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽每年如期舉行，旨在深化高等教育綜合改革，激發(fā)大學生的創(chuàng)造力。此外，教育部在2012年發(fā)布的《普通本科學校創(chuàng)業(yè)教育教學基本要求（試行）》文件中，也重點突出了高等學校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育需要進一步加強建設[1]。因此，如何有效地培養(yǎng)大學生自主創(chuàng)新能力應是各大高校不可忽視的重要問題。

依托高校學生專業(yè)課程，設計合理的、特色鮮明的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關課程具有重要意義。相比于將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識直接以理論講授的形式向學生教學，著力開發(fā)具有專業(yè)特色的實驗課程，更有利于填補現今大學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育方面的不足。實驗課程作為培養(yǎng)學生理論聯系實際能力最直接的途徑，使學生可不必拘泥于傳統(tǒng)理論課程的層面，而是實際動手參與知識內容本身。通過實驗教學來提高高校學生創(chuàng)新能力不僅是學生未來進行創(chuàng)業(yè)奠定良好基礎的重要方式，也是培養(yǎng)具有為創(chuàng)建新型國家建設服務的高水平創(chuàng)新人才的重要途徑。因此，必須積極推進實驗教學方法改革，充分發(fā)揮實踐育人功能，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應國家和石油地質行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略需要的高素質人才[2]。

油氣地球化學課程作為油氣勘探三大理論支柱之一，是石油類高校中油氣地質勘探技術專業(yè)的專業(yè)基礎課，該課程也須適應時代發(fā)展，在“互聯網+”背景下結合多種多樣的實驗教學方式，線上線下全方面開展，利用豐富的教學資源，完善課程建設，提高教學質量，以期培養(yǎng)更多的地質類高素質技術技能人才。本文以油氣地球化學實驗課程為例，對在“互聯網+”背景下的高校實驗教學新模式進行探索，并對教學效果進行客觀評價，為形成評價性教學體系提供經驗。

一、油氣地球化學課程實驗教學現狀

油氣地球化學這門課程是油氣地質專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎課。該課程是以普通地質學、沉積巖石學、構造地質學為基礎，以有機地球化學理論和方法為指導的一門應用性學科，應用化學原理（特別是有機化學原理）研究地質體中有機質（包括石油、天然氣及其次生產物）的組成、結構、性質和分布，重點闡述石油與天然氣形成、演化和運移等地質過程中的有機地球化學原理，并運用它指導油氣勘探與開發(fā)的一門理論和應用性相結合的科學[3]。近年來隨著非常規(guī)油氣勘探的不斷深入，油氣地球化學相關的新技術、新方法、新理論更是不斷涌現，為培養(yǎng)適應學科領域發(fā)展的創(chuàng)新型人才，不僅需重視理論教學的課程建設，同時油氣地球化學課程的實驗教學也不可忽視，該課程實驗教學主要包括采用索氏抽提法分離巖石中可溶有機質、采用柱層析法分析石油族組分、烴源巖快速熱解評價以及飽和烴氣相色譜分析，實驗共12學時，意在鍛煉培養(yǎng)學生應用油氣地球化學知識分析、解決油田勘探和開發(fā)等實際問題的能力。

實驗教學不僅是對理論知識掌握程度的有效檢測，同時也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的最佳訓練渠道?，F階段的教學模式主要是讓學生以組為單位參與部分樣品的實驗分析，多名學生分工合作完成實驗，得到第一手實驗數據，并根據課堂出勤情況以及所提交的實驗報告情況評定實驗成績。此外，由于實驗臺套數的限制，部分實驗由老師給出大量的油氣地球化學科研測試數據，讓學生通過譜圖解釋、數據分析、參數提取、圖表繪制等完成指定的分析研究任務。

然而，這其中也存在一些問題。在傳統(tǒng)的實驗教學模式下，課前預習多取決于學生的自覺，在預習中大多熟悉的是實驗目的、原理、所需儀器、試劑、操作步驟、注意事項等內容，相關內容沒有建立在接觸實物的基礎上，學生的預習猶如空中樓閣。學生動手做實驗是在老師進行實驗講解之后，按部就班地進行實驗操作，大多數學生只是機械地去做，而不知為何這樣做，沒有帶著自己的想法進行實驗，僅僅是為了完成實驗課程內容而進行實驗。之后又根據實驗參考書或老師的板書進行實驗報告的撰寫。這種模式下學生在實驗過程中發(fā)現問題、解決問題的能力得不到很好的培養(yǎng)。此外，由于實驗課堂時間有限，本該學生清洗所需的實驗器皿、配置實驗所需的試劑、調試實驗所需的儀器，為了課程進度卻成為了老師課前準備好器皿、配好試劑、調好儀器，使得學生并沒有參與到整個實驗的操作過程，只是得到最后的實驗結果而已，甚至因為有的實驗需要連續(xù)好幾天才能完成，后續(xù)的實驗操作可能由老師來完成。這使得學生脫離實驗課堂，對整個實驗一知半解。學生的實踐能力沒有得到很好的提升，最終導致人才培養(yǎng)質量不高[4]。此外，實驗教學的考核評價體系單一，僅僅從出勤率以及實驗報告的角度無法反映出學生實際動手操作能力、創(chuàng)新能力及實驗過程中的積極性，存在部分學生偷懶的情況。實驗教學手段單一，缺少與網絡平臺的融合。

二、實驗教學模式調整和優(yōu)化方式

（一）引導學生參與實驗準備及收尾工作，提升參與感，增強實驗教學完整性

老師將要進行的實驗任務在課前通過學習通平臺提前在班級群組中發(fā)布，督促學生對實驗內容預習并加以熟悉。預習過程中設置思考問題但不講解，由學生自主理解實驗原理、熟悉實驗步驟、了解實驗計算過程等，并在小組內相互討論交流，然后將預習過程中產生的困惑記錄下來，帶到課堂上全班進行討論。此外，提前開放實驗室，讓學生帶著實驗前的任務進入實驗室自我準備實驗所需試劑、洗滌實驗器皿、調試儀器設備，這一過程中，老師提供一些必要的輔助，比如試劑的查找、使用危險試劑及調試儀器的注意事項等。課程結束后，學生也是以小組為單位整理殘余實驗試劑，清理實驗儀器，完成實驗室的清掃工作，使學生變被動為主動，消除大學生的惰性思想，這樣不僅增強學生對實驗課程的全程參與感，同時也有利于培養(yǎng)學生們的責任感。

（二）改變教師傳統(tǒng)的灌輸式教學，基于互聯網平臺增設學生自主創(chuàng)新環(huán)節(jié)

目前，大部分高校的實驗教學模式仍是傳統(tǒng)的灌輸式教學，教師是課堂的主導，實驗（實踐）教育進程緩慢。學生在學習過程中僅停留在課堂層面，而缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)必要的實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，為使學生在實驗學習過程中切實體會到實踐的重要性。采用翻轉課堂的教學模式，將學習的決定權從教師轉移給學生。開設開放式特色實驗，教師利用互聯網平臺，在實驗課程結束后，發(fā)起與專業(yè)課程內容有關的創(chuàng)新實驗實踐競賽，由學生自主分組，合作完成，學生們各司其職將實驗方案、實施流程、儀器設備、預期結果等方面進行反復研究和分析，并通過與老師的交流探討不斷的優(yōu)化。這種自主學習的方式不僅起到引導和啟發(fā)作用，同時也可以將專業(yè)知識與社會實踐結合，造成實驗教學和專業(yè)市場需求的結合，使得大學生從實驗教學中了解到新知識、新技能，緊跟市場需求提高認識創(chuàng)新思維。在這一過程中，競賽的實施在無形中形成了“雙轉型模式”，即教師由講授型轉變?yōu)橐龑?，學生在學習過程中也由傳統(tǒng)的被動接受型轉變?yōu)橹鲃犹剿餍蚚3]。增強了學生自主發(fā)現問題、分析問題、解決問題的綜合能力，在掌握實驗的基礎知識及技能的基礎上，進一步提高學生的自主創(chuàng)新思維意識和課外知識儲量，無形中增強了學生的科研意識。

（三）充分利用智能化教學資源，建立完善的實驗課程考核評價體系

傳統(tǒng)的實驗教學評價主要是基于學生出勤情況及課后提交的實驗報告進行成績評定，在有限的課堂時間和空間限制下，教師無法在課堂上對每一名學生的操作過程進行認真觀摩并有效進行評價，而實驗教學的根本目的就是鍛煉并培養(yǎng)學生的實踐能力，而傳統(tǒng)的教學又將其評定方法落回書面報告上，偏離了原有的宗旨。甚至個別學生為了與理論結果一致，篡改實驗數據。由于缺乏對實驗的反思、總結，實驗報告完成質量差，課程結束后收獲小。因此，充分利用學習通、智慧課堂等智能化教學平臺，將考核過程分解為多個方面，包括實驗操作及規(guī)范、預習報告、線上資料觀看學習、線上預習測試、課程中的線上討論、實驗報告以及課后拓展任務，如圖1所示。教師線上提前布置教學任務讓學生預習掌握，選取合適內容制作成視頻、文本、PPT等用作線上學習，同時通過布置在線討論題、測試題等方式，激發(fā)學生學習興趣。在線下課堂上，教師根據學習通平臺紀錄的學生預習情況，實驗過程中隨時設置搶答和隨機檢驗環(huán)節(jié)，有的放矢地講授難點知識和必做實驗內容，使講課效率提高，講授時間縮短，有利于增強實驗操作能力，引導學生對實驗現象進行分析和思考。教師利用學習通平臺的數據分析，對學生的預習情況等進行線上評價，對課堂表現、個人和實驗分組合作情況等進行線下評價。實現了過程評價和基于結果評價的有機結合，有助于形成客觀、公平、多樣化的評價體系，并能夠根據學生學習效果的評估反饋，不斷調整教學內容，形成教學內容服務于學生實驗環(huán)節(jié)、學生實驗成果回饋理論教學的良性循環(huán)。

圖1 學生成績構成

（四）專業(yè)特色實驗與思政教育有機結合，實現教書育人的目標

高校課程思政強調將思想政治元素融入到專業(yè)課教育當中，要求大學教師在講授專業(yè)知識的基礎上引導大學生將所學到的知識和技能轉化為內在的品德和修養(yǎng)。課程思政能夠將學生個人的發(fā)展與社會發(fā)展和國家發(fā)展融合在一起，它是實現高校立德樹人的根本途徑[5]。實驗課程通常是以分組形式進行教學，因此在實驗教學過程中有助于培養(yǎng)學生的團隊合作精神。課后拓展任務中通過與師生間的交流探討，為學生滲透獨立自主、自主創(chuàng)新的意識，樹立為國家石油事業(yè)奮斗終身的核心價值觀，為實現中國夢而努力。線上討論過程中，通過對疑難問題的講解，強調科研過程應有攻堅克難的決心，灌輸“凝心聚力、為國解難”的思想。結合互聯網平臺共享資源，供學生課后查閱學習，將奇特現象、社會熱點、前沿科技與課堂知識相互融合。實驗課程思政的建設也有助于解答大學生的思想困惑、價值困惑和情感困惑，激發(fā)他們?yōu)閲?、為民族奮斗的情懷，從而幫助大學生在創(chuàng)造社會價值的過程中證明自身價值和明確社會定位。

三、實驗教學新模式成效評估

通過油氣地球化學實驗課程教學模式的改革和優(yōu)化，加深了學生對講授內容的理解，培養(yǎng)了學生的動手能力和綜合能力，提高了學生的科學研究素養(yǎng)，并取得了良好的教學效果。讓學生真正做到了參與進實驗課堂中來，學懂學通，將“互聯網+”和課程建設巧妙融合在一起，為祖國培養(yǎng)更多的地質類高素質技術技能型人才。

本次向在校的共計178名2019級油氣資源勘查與工程專業(yè)和地球化學專業(yè)必修油氣地球化學課程的學生以發(fā)放調查問卷的方式，調查改進教學模式后學生對油氣地球化學課程的滿意度，回收的有效問卷共130份，問卷結果如圖2所示。問卷結果顯示：

（1）學生針對油氣地球化實驗課程的課前教學方式及教學效果，回答非常滿意的占65%，滿意的占30%，不滿意的占5%。

（2）學生對該實驗課程線上線下結合的課堂教學方式及效果感到非常滿意的占70%，滿意的占28%，不滿意的占2%。

（3）對實驗教學過程中，翻轉課堂的形式及教師對實驗操作的指導感到非常滿意的高達84%，滿意的占14%，不滿意的占2%。

（4）實驗課程結束后，由教師發(fā)起與專業(yè)課程內容有關的創(chuàng)新實驗實踐競賽，學生基本上能做到積極參與，其中，能夠參與并完成競賽的占75%，參與但未完成競賽的占21%，而未參與的僅占4%，部分同學在創(chuàng)新過程中嘗試申請發(fā)明專利，這些都表明通過實驗教學方式的改革，提升了學生自主創(chuàng)新的積極性及科研熱情。通過隨機調查我們發(fā)現學生普遍認為開設的本課程是很有必要的。大部分學生認為本課程能夠豐富知識、提升素質、開拓視野、陶冶情操。

四、結束語

綜上可知，在“互聯網+”背景下的實驗教學改革新模式融入到高校實驗課程中，不僅是對傳統(tǒng)教學的全新改革和創(chuàng)新，更是對學生學習形式的升華。以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為宗旨的實驗教學是以學生為主體的教學模式，以產教結合與學生科技創(chuàng)新為中心，以開發(fā)本地特色為契機，提出實驗課程的全新調整及優(yōu)化方法。這種教學模式不僅可以打破師生、生生互動機會少的僵局，而且可以全方位提高學生的創(chuàng)新、科研、探索等綜合素質能力。此外，以互聯網為依托平臺，開發(fā)面向全校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合競賽，讓更多的學生得到全新模式的鍛煉和學習，為以后的工作提供有力的理論和實踐保障。

參考文獻：

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