饒震紅，張莉，杜鳳沛

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，北京 100083

習(xí)近平總書記在2019年寄語農(nóng)業(yè)院校教育工作者“繼續(xù)以立德樹人為根本，以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任，拿出更多科技成果，培養(yǎng)更多知農(nóng)愛農(nóng)新型人才”，知農(nóng)村、懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)民的新型人才成為新時(shí)期農(nóng)業(yè)院校育人目標(biāo)[1]。為此農(nóng)林高校吹起了新農(nóng)科建設(shè)的號(hào)角，在《安吉共識(shí)》《北大倉行動(dòng)》《北京指南》的倡導(dǎo)下，堅(jiān)持以本為本，提高本科教學(xué)質(zhì)量，探索培養(yǎng)農(nóng)科人才的路徑。作為自然科學(xué)的化學(xué)以其特有的世界觀和方法論研究物質(zhì)世界[2]，始終支撐著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，動(dòng)植物營養(yǎng)與人類健康問題、糧食生產(chǎn)與農(nóng)產(chǎn)品安全問題，以及我們期盼的藍(lán)天、綠水、青山，建設(shè)美麗鄉(xiāng)村問題都與化學(xué)緊密關(guān)聯(lián)[3,4]?；瘜W(xué)又是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在面對(duì)新農(nóng)科建設(shè)提出的培養(yǎng)具有“知農(nóng)愛農(nóng)”情懷和“強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)”本領(lǐng)的人才要求時(shí)，各農(nóng)林高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都采取了有效的改革，以提高教學(xué)質(zhì)量。北京林業(yè)大學(xué)“科教融合，分類施教”將研究成果轉(zhuǎn)化成具有林業(yè)特色的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[5]；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)建立了公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)資源庫[6]；安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)將“四性”模塊實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容貫穿于“四位一體”的應(yīng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系中[7]。但是目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在新農(nóng)科建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)仍然較少，統(tǒng)計(jì)中國知網(wǎng)關(guān)于“新農(nóng)科”為主題的733篇論文中，討論各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的僅有13篇，少見專注大一新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的報(bào)道。大學(xué)一年級(jí)，尤其是大一的第一學(xué)期是學(xué)生突破持續(xù)12年的應(yīng)試教育，實(shí)現(xiàn)從高中到大學(xué)，由應(yīng)試思維向創(chuàng)造性獨(dú)立思維轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵過渡期和分水嶺。學(xué)生需要在角色適應(yīng)、認(rèn)知轉(zhuǎn)變和人生規(guī)劃等諸多問題上得到教師的幫助。本文介紹了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心深入理解“新農(nóng)科”對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程提出的任務(wù)要求，對(duì)于本科新生最早接觸的實(shí)踐課程——化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，以提升課程教學(xué)質(zhì)量為抓手，實(shí)施“三煉三建”教學(xué)法，即凝煉內(nèi)容，融合農(nóng)耕文化，營建特色學(xué)習(xí)氛圍；訓(xùn)練技能，分析多元需求，創(chuàng)建新生實(shí)驗(yàn)課程體系；提煉問題，開拓高階思維，構(gòu)建新生多段位課堂，意圖將化學(xué)核心素養(yǎng)與大一學(xué)生素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生快速適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活，支撐農(nóng)業(yè)新人成長，經(jīng)過實(shí)踐取得良好的成效。

1 新農(nóng)科背景下大學(xué)新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)任務(wù)

對(duì)我校2019級(jí)本科新生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課課前問卷調(diào)查，由回收的1293份有效問卷可知，中學(xué)階段受區(qū)域條件與高考政策的影響，新生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)知程度有所不同(圖1)，并導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)技能和基本的科學(xué)素養(yǎng)存在顯著差異。學(xué)習(xí)態(tài)度上學(xué)生熱情很高，喜歡化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，新奇充滿自信，渴望在有限的時(shí)間內(nèi)多做實(shí)驗(yàn)，并對(duì)與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)更感興趣；但主觀上認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課附屬于理論課，對(duì)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的意義理解不深入；行動(dòng)上仍延續(xù)應(yīng)試思維指導(dǎo)，有近1/3的學(xué)生實(shí)驗(yàn)前渴望教師的講解與演示，有46%的學(xué)生有獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的意愿，報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，有18%的學(xué)生不反對(duì)修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表1)。而且當(dāng)前城市生源多，農(nóng)村生源從事三農(nóng)活動(dòng)少，學(xué)生對(duì)“三農(nóng)”的認(rèn)知度、關(guān)注度不高；加之社會(huì)對(duì)農(nóng)科專業(yè)存在的偏見，學(xué)生主動(dòng)報(bào)考農(nóng)業(yè)院校的積極性不高，普遍存在知農(nóng)愛農(nóng)情懷不足的情況。

表1 本科新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課課前調(diào)查

圖1 新生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)知度

針對(duì)上述調(diào)查結(jié)果，結(jié)合“新農(nóng)科”建設(shè)對(duì)培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)、強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)型高素質(zhì)人才的要求，可以認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)院校的新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課不僅要用化學(xué)的世界觀及方法論培養(yǎng)學(xué)生思考和解決實(shí)際問題[8]，還要擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生愛農(nóng)情懷與興農(nóng)能力的先導(dǎo)重任；需要確立教學(xué)新目標(biāo)，解決新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)與新農(nóng)科要求及學(xué)生個(gè)體發(fā)展適應(yīng)性問題；優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，解決新生求知欲望與自身行動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展問題；創(chuàng)立模式手段，解決新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生高階思維和能力提升問題。

每年中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相關(guān)專業(yè)如農(nóng)學(xué)、動(dòng)物醫(yī)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)等，由農(nóng)業(yè)衍生出的專業(yè)如生物、食品、環(huán)境等，以及教育部特色專業(yè)化學(xué)類和可用于農(nóng)業(yè)的通用型專業(yè)如農(nóng)業(yè)工程、水利、國際學(xué)院的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)等，約2200余名學(xué)生在大一第一學(xué)期必修化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，而且80%的專業(yè)是從學(xué)生入學(xué)后第一教學(xué)周開始上課，按照各專業(yè)教學(xué)計(jì)劃分為64學(xué)時(shí)、48學(xué)時(shí)、36學(xué)時(shí)和32學(xué)時(shí)，所有的實(shí)驗(yàn)課都獨(dú)立設(shè)課，單獨(dú)計(jì)學(xué)分，體現(xiàn)出我校新生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課覆蓋面廣、專業(yè)需求層次多、開課時(shí)間早的特點(diǎn)。為此我?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心結(jié)合“新農(nóng)科”背景下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)擔(dān)負(fù)的任務(wù)，積極探索解決問題的方法。

2 提升新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量的方法探究

2.1 研究實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)技能、素質(zhì)能力的辯證關(guān)系，確立新生課程教學(xué)目標(biāo)

在大類招生背景下，大學(xué)一年級(jí)學(xué)生普遍面臨的適應(yīng)性問題種類增加了，不僅體現(xiàn)在高中與大學(xué)生活、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)方法的銜接，更主要的是對(duì)新生的知識(shí)探索和人生規(guī)劃能力提出更高的要求[9]。學(xué)生需要在廣泛的通識(shí)教育環(huán)境下，選擇自己未來的方向。因而大一新生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)在“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的教學(xué)需求下，普遍以學(xué)生為中心進(jìn)行課前、課中和課后的“導(dǎo)學(xué)”。我?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心長期關(guān)注實(shí)驗(yàn)課的育人實(shí)踐，采用PBL(基于問題的學(xué)習(xí))等教學(xué)法對(duì)不同專業(yè)進(jìn)行了針對(duì)性改革[10,11]，當(dāng)下“新農(nóng)科”建設(shè)的實(shí)施增加了新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)，因而我們延伸了大類培養(yǎng)下基礎(chǔ)課的教學(xué)目標(biāo)，深入研究實(shí)驗(yàn)課程“知識(shí)、技能、素質(zhì)、能力”間的辯證關(guān)系，知識(shí)技能是增長能力的基礎(chǔ)，能力決定獲取知識(shí)和增強(qiáng)素質(zhì)的效率，素質(zhì)支配著知識(shí)與能力的增長。以知識(shí)技能為基石，素質(zhì)與能力為梁柱，托起時(shí)代新人(圖2)，在“肩負(fù)使命，追求卓越，突出特色，樹情煉能”教育理念下，確立了“強(qiáng)基擴(kuò)知、塑能增質(zhì)”的新生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“新農(nóng)科”背景下化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中理學(xué)與農(nóng)學(xué)的融合，體現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的支撐作用。

圖2 知識(shí)、技能、素質(zhì)和能力間的關(guān)系

2.2 分析多元需求，建立新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課層次化教學(xué)體系

我校大學(xué)新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課面向農(nóng)學(xué)類、工學(xué)類、理學(xué)類，以及經(jīng)管類學(xué)生開設(shè)，專業(yè)需求差異顯著。圍繞新農(nóng)科培養(yǎng)具有“知農(nóng)愛農(nóng)”情懷和“強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)”本領(lǐng)的人才培養(yǎng)要求，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以“強(qiáng)基擴(kuò)知、塑能增質(zhì)”為實(shí)驗(yàn)課教學(xué)重點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校打破原有專業(yè)學(xué)科壁壘而設(shè)立的五類平臺(tái)框架，以問題為導(dǎo)向?qū)⒄n程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段反向設(shè)計(jì)構(gòu)建了具有基礎(chǔ)通用功能的X + 4 + Y型層次模塊化新生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系(圖3)。其中“X”表示層次化設(shè)計(jì)的課程結(jié)構(gòu)，隨學(xué)校招生類別動(dòng)態(tài)增減；目前在一年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)有大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；“4”表示化學(xué)與農(nóng)畜生產(chǎn)、生命科學(xué)、食品加工融合的知識(shí)內(nèi)容；“Y”表示隨教學(xué)技術(shù)發(fā)展而不斷變化的模塊化的教學(xué)手段，課程體系成為提高教學(xué)質(zhì)量促進(jìn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課與“新農(nóng)科”契合及解決學(xué)生期望與個(gè)性協(xié)調(diào)發(fā)展的根基。

圖3 層次模塊化新生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.3 融合農(nóng)耕文化，建立新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課特色學(xué)習(xí)氛圍

從人類發(fā)展歷史可知，農(nóng)耕文化是社會(huì)發(fā)展史的根基。我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)耕文化內(nèi)涵豐富，農(nóng)業(yè)思想、農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)業(yè)制度與規(guī)則，農(nóng)事習(xí)俗與飲食文化都是人民智慧的結(jié)晶。農(nóng)耕文化的“天、地、人間的和諧共生”思想，以及“誠信為人，誠信守則”在核心價(jià)值觀的國家層面、社會(huì)層面和個(gè)人層面上有著顯著體現(xiàn)[12]。在我校新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，挖掘經(jīng)典基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的農(nóng)耕元素，建立化學(xué)與“新農(nóng)科”建設(shè)的感性認(rèn)識(shí)，充盈農(nóng)業(yè)色彩，突破傳統(tǒng)“農(nóng)民”觀念，于實(shí)驗(yàn)中尋找學(xué)生的興趣點(diǎn)與關(guān)注點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與素養(yǎng)的同時(shí)，嵌入“知農(nóng)愛農(nóng)”情懷教育。

驚蟄是中國農(nóng)歷二十四節(jié)氣之一，春耕開始，氣溫回升，潛伏之物涌出。越冬病原菌和越冬害蟲復(fù)蘇，干擾植物的生長，KMnO4因其強(qiáng)氧化性，具有殺菌、消毒及防腐作用而成為驚蟄春耕重要的輔助元素，經(jīng)過KMnO4處理之后的植物種子，比如水稻、蔬菜甚至于藥用植物連翹，發(fā)芽能力顯著增強(qiáng)，而且可以防治常見苗期惡苗病、立枯病、青枯病等病害[13,14]。我們開設(shè)了KMnO4在不同介質(zhì)條件下與Na2SO3反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解KMnO4的氧化能力及影響因素，判斷還原產(chǎn)物類別，進(jìn)一步認(rèn)知因其還原產(chǎn)物對(duì)環(huán)境友好，KMnO4成為無毒、無害、肥藥兩用的綠色殺菌劑。同樣在沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)中，我們引導(dǎo)學(xué)生制備Mg(OH)2沉淀，加入不等量的NH4Cl溶液，觀察沉淀的溶解情況，引申出在農(nóng)田管理中草木灰(K2CO3)不能與氨肥混合使用的化學(xué)原理。新生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的酸堿平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化還原平衡及基本的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練都可以擴(kuò)展出農(nóng)業(yè)知識(shí)(表2)，也可以探討農(nóng)業(yè)文化內(nèi)容。農(nóng)歷五月初五是端午節(jié)，包粽子、吃粽子是傳統(tǒng)習(xí)俗，包粽子的原材料糯米通常需要加入堿粉浸泡，目的是使糯米中的淀粉與蛋白質(zhì)糊化凝結(jié)，易煮熟，而且堿水呈堿性可以抑制真菌的生長，延長保鮮時(shí)間。那么所加堿粉的成分是什么？使用過程中成分和含量會(huì)變化嗎？通過開設(shè)混合堿中組分含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解多元弱堿滴定反應(yīng)過程中溶液pH的變化，并用雙指示劑法確定組分含量，在實(shí)驗(yàn)與生活交融的氛圍里，對(duì)堿粉在食品加工中的應(yīng)用有深層次的理解。

表2 開設(shè)的新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的農(nóng)業(yè)知識(shí)(部分)

2.4 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開放自主選學(xué)，建立新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)趣學(xué)驛站

新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)是“強(qiáng)基擴(kuò)知、塑能增質(zhì)”，以化學(xué)學(xué)科思維體系為主線，在堅(jiān)持基本操作訓(xùn)練、物質(zhì)合成與提純、化學(xué)原理分析、物理化學(xué)參數(shù)測(cè)定及物質(zhì)定量分析、常規(guī)分析儀器使用等基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，按照通識(shí)性、基礎(chǔ)性和專業(yè)性編排不同層次的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生誠信、求真的基本科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)，借貼近生活的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦。比如在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開設(shè)葡萄酒中乙醇含量的測(cè)定、牛奶中鈣含量的測(cè)定，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加果蔬中維生素C的測(cè)定、比較與分析；還在無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中建立了自主選學(xué)的趣學(xué)驛站。趣學(xué)驛站安排在學(xué)生完成規(guī)定的課堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之后，內(nèi)容完全由學(xué)生自主選擇，基于此時(shí)學(xué)生理論知識(shí)的儲(chǔ)備，趣學(xué)驛站的特點(diǎn)是內(nèi)容趣味性、課堂活躍性、過程研究性、效果多樣性，比如“茶水魔法實(shí)驗(yàn)”，為了增加魔法實(shí)驗(yàn)的表演性，學(xué)生根據(jù)資料重新設(shè)計(jì)，取兩只潔凈的試管，分別用一定濃度的H2C2O4和FeCl3溶液淋洗內(nèi)壁，然后控干，將煮好的黃色茶水倒入內(nèi)壁附著FeCl3的空試管中，茶水瞬間變黑，再將黑色的茶水倒入內(nèi)壁附著H2C2O4的空試管中，黑色立即消失?？此坪唵危瑢W(xué)生實(shí)驗(yàn)了多次，尋找使現(xiàn)象變化明顯所需的最佳溶液溶度，同時(shí)深刻地體會(huì)了濃度對(duì)酸堿平衡與氧化還原平衡的影響。選做“水中花園”實(shí)驗(yàn)的人數(shù)最多，學(xué)生們自己配制一定濃度的Na2SiO3溶液，加入銅鹽、鐵鹽、鈣鹽等固體小顆粒，觀察溶液中不斷向上生長的沉淀，為了獲得最美效果，分別改變硅酸鈉的濃度，調(diào)整溶液pH，探討了液體高度和固體顆粒大小對(duì)沉淀生長速度的影響，在提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中詳細(xì)描述了不同沉淀芽狀、枝狀生長過程并分析成因(圖4)，在快樂中主動(dòng)學(xué)習(xí)，提升了思維，增強(qiáng)了分析問題、解決問題的能力。

圖4 趣學(xué)驛站選學(xué)實(shí)驗(yàn)——“水中花園”

2.5 創(chuàng)新高階思維培養(yǎng)，建立新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)多段位課堂

重視對(duì)新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)情分析，遵循認(rèn)知規(guī)律，以循循善誘之法借助于信息化云技術(shù)，在大一第一學(xué)期教學(xué)周期內(nèi)建立能力塑造的五段位課堂教學(xué)模式(圖5)，提升教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)行高階思維培養(yǎng)。

圖5 五段位課堂教學(xué)模式

采用混合式教學(xué)，在學(xué)習(xí)伊始，利用優(yōu)慕課對(duì)新生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全教育，不拘泥于時(shí)間和空間的限制，突出自律能力培育，是邁入化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的第一步。編輯立體化數(shù)字實(shí)驗(yàn)教材，將實(shí)驗(yàn)基本操作以視頻方式通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給學(xué)生，建立導(dǎo)學(xué)設(shè)問課堂，從導(dǎo)什么、怎樣導(dǎo)兩維度入手，引導(dǎo)學(xué)生在課前自學(xué)規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)基本操作，了解實(shí)驗(yàn)流程，思考實(shí)驗(yàn)原理，書寫設(shè)問式預(yù)習(xí)報(bào)告，解決實(shí)驗(yàn)課與理論課關(guān)聯(lián)問題及課前預(yù)習(xí)有效性問題。比如我校無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)初期以“簡、趣、引”為原則，將“鋁鋅合金含量的測(cè)定”作為先導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)引入基礎(chǔ)課程中，目的在于通過探索實(shí)驗(yàn)將學(xué)生帶入科學(xué)研究課堂，領(lǐng)略科研的規(guī)范性及誠信意義。為什么要趕走量氣管中的氣泡？為什么用萬分之一的分析天平稱量？怎樣使用？為什么金屬片沾水后不會(huì)從傾斜的試管壁滑下來等，都是學(xué)生通讀教材后的自我提問，同時(shí)給出自己分析后的答案，正確與否經(jīng)過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，學(xué)習(xí)能力無形中得到提升。

實(shí)操演練課堂是培養(yǎng)新生基本功和科學(xué)素養(yǎng)的主要陣地。基本操作展演臺(tái)和一對(duì)一通關(guān)訓(xùn)練成為演練課堂常規(guī)教學(xué)手段。同時(shí)拓展課中陣地，建立質(zhì)疑思辨課堂。學(xué)會(huì)疑和辨是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的必經(jīng)途徑。比如經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“粗鹽提純”，通常教材中強(qiáng)調(diào)先去除陰離子，然后再去除陽離子，而且以沉淀轉(zhuǎn)化原理強(qiáng)調(diào)一定要分兩次過濾；“(NH4)2S2O8與KI反應(yīng)速率常數(shù)與活化能測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)調(diào)(NH4)2S2O8一定要按照加液順序最后加入，否則會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生，果真如此嗎？我們采用合作學(xué)習(xí)法，學(xué)生自由分組，正常實(shí)驗(yàn)組和反常規(guī)組同時(shí)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)分次過濾與合并過濾，最終產(chǎn)品定性檢驗(yàn)效果一致，(NH4)2S2O8先加還是后加測(cè)定時(shí)間幾乎未變，似乎與教材相悖的結(jié)果出現(xiàn)如何解釋？學(xué)生課后查找文獻(xiàn)資料，運(yùn)用理論知識(shí)正反兩組討論、比較、互辯，形成見解迥異的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使得學(xué)生體會(huì)在實(shí)踐中探索、發(fā)現(xiàn)、凝練總結(jié)是檢驗(yàn)真理的方法，分析判斷能力顯著增長。

將課堂交給學(xué)生，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，分步漸進(jìn)推動(dòng)科研化教學(xué)，建立科研引導(dǎo)教學(xué)的設(shè)計(jì)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力。例如在實(shí)驗(yàn)后期安排學(xué)生完成自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“蛋殼中Ca含量的測(cè)定”，學(xué)生從查閱資料、方法對(duì)比、編寫方案、樣品的搜集與準(zhǔn)備，到實(shí)驗(yàn)實(shí)施與數(shù)據(jù)處理分析，體驗(yàn)了研究性實(shí)驗(yàn)全過程，增強(qiáng)了分析問題、解決問題的能力，提高了創(chuàng)造性思維。

建立歸納反思課堂同樣助力思維提升，在沉淀、配位、氧化還原實(shí)驗(yàn)之后，安排了生-生、師-生間的集中討論環(huán)節(jié)，借助實(shí)驗(yàn)繪制四大平衡間轉(zhuǎn)換的思維導(dǎo)圖；對(duì)于復(fù)雜綜合實(shí)驗(yàn)安排了“說說”環(huán)節(jié)，例如未知溶液中Cu2+和Mn2+的分離與鑒定實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們?cè)谡n堂上獲知實(shí)驗(yàn)結(jié)果之后，反思實(shí)驗(yàn)過程，與教師一對(duì)一地分析講述影響自己成果的因素，分享心得，不僅學(xué)會(huì)了將難點(diǎn)分散，認(rèn)識(shí)事物整體性質(zhì)的思維方法，也增強(qiáng)了溝通表達(dá)能力。

3 新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革成效

從“新農(nóng)科”建設(shè)需求出發(fā)，多維度探索新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式，通過帶、引、練、推，在農(nóng)業(yè)特色學(xué)習(xí)氛圍下完成基礎(chǔ)科研訓(xùn)練，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，培養(yǎng)了高階思維與實(shí)踐能力。上化學(xué)實(shí)驗(yàn)課很開心是學(xué)生在評(píng)教系統(tǒng)中對(duì)課程的真實(shí)感受，在科學(xué)精神、實(shí)踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)方面受益匪淺(圖6)，91%的學(xué)生認(rèn)為課程對(duì)自己專業(yè)學(xué)習(xí)有很大幫助；有76%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程打開了自己學(xué)習(xí)思路，在實(shí)驗(yàn)中自然建立起農(nóng)業(yè)安全意識(shí)，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。比如含重金屬離子的廢液長期排放會(huì)對(duì)水質(zhì)、土壤造成污染，影響人體健康和植物生長，有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后主動(dòng)嘗試廢液處理，沉淀Pb和Cr，然后再放入廢液回收桶，是素養(yǎng)養(yǎng)成和能力提高的自然體現(xiàn)。

圖6 教學(xué)改革后學(xué)生期末對(duì)課程的體驗(yàn)調(diào)查(部分)

4 結(jié)語

跟隨“新農(nóng)科”建設(shè)步伐，在調(diào)研當(dāng)前入校新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，以“強(qiáng)基擴(kuò)知、塑能增質(zhì)”為新生化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行內(nèi)涵改革，提高教學(xué)質(zhì)量，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)新人成長。面對(duì)多重需求，構(gòu)建層次化的實(shí)驗(yàn)課課程體系；設(shè)計(jì)融合農(nóng)耕元素、體現(xiàn)化學(xué)思維的教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生透過化學(xué)實(shí)驗(yàn)了解農(nóng)業(yè)；對(duì)待大一學(xué)生既不拔苗助長，也不放任自流。以“帶、引、練、推”為手段，階梯式推進(jìn)教學(xué)，創(chuàng)建了具有農(nóng)業(yè)特色的學(xué)習(xí)氛圍，創(chuàng)建了引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的趣學(xué)驛站，并借助于信息化教育技術(shù)，建立了以提升新生科學(xué)素養(yǎng)和高階思維能力為目的的“五段位課堂”，效果顯著，完成了新生實(shí)驗(yàn)課的先導(dǎo)任務(wù)，支撐并推進(jìn)大一學(xué)生踏入“新農(nóng)科”建設(shè)征程。