萬俊,王育(延安大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,陜西 延安 716000)
高?;瘜W(xué)實驗課是一門以實驗操作為主要內(nèi)容的化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的獨立性基礎(chǔ)課程,不僅是高?;瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中十分重要的一部分,也是將化學(xué)理論教學(xué)、實踐教學(xué)、創(chuàng)新思維教學(xué)有機聯(lián)系在一起的一座橋梁?;瘜W(xué)實驗教學(xué)的目的在于促進(jìn)學(xué)生化學(xué)實驗概念的形成,加深學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考和基本的化學(xué)實驗獨立動手操作能力,激發(fā)學(xué)生對化學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣,樹立起學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是、不斷探索的學(xué)習(xí)態(tài)度,潛移默化地在學(xué)生心中形成崇尚科學(xué)、科研探索的精神情懷。基于化學(xué)實驗課程的重要性,長期以來,高校對化學(xué)實驗課程這一獨立課程較為重視,在高?;瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)中也發(fā)揮著重要作用[1]。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和化學(xué)實驗課程教學(xué)水平的不斷提升,高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)的相關(guān)配套設(shè)施在不斷優(yōu)化,實驗課程內(nèi)容變得越來越豐富,實驗課程教學(xué)方法也變得越來越多樣化。化學(xué)實驗教學(xué)在高?;瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中占據(jù)重要位置,在加深學(xué)生對化學(xué)專業(yè)知識的理解和培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)專業(yè)實踐能力方面起重要作用,也有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考和解決能力以及科研探索精神。正因如此,長期以來化學(xué)實驗教學(xué)也是各大高?;瘜W(xué)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)建設(shè)工作的主陣地。
高校化學(xué)實驗教學(xué)長期采用“教材為載體+課堂為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)模式在實施教學(xué)時具體分為6步,即:課前老師講解實驗任務(wù)→學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書完成實驗前預(yù)習(xí)→實驗前老師講解實驗操作要領(lǐng)和注意事項→學(xué)生按照指導(dǎo)書進(jìn)行實驗操作→學(xué)生記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→完成實驗報告。在傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)模式下,學(xué)生從始至終處在被動接受和強化記憶的狀態(tài),學(xué)生的主動思考、主動推理等學(xué)習(xí)意識沒有得到啟發(fā),實驗前預(yù)習(xí)、實驗中操作及實驗后總結(jié)基本屬于機械性照搬照抄,學(xué)生對實驗原理、實驗操作要點和實驗注意事項理解也不夠深刻,學(xué)習(xí)浮于形式,學(xué)習(xí)效果被大打折扣[2]。
高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)屬于實踐性的教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程以基本的化學(xué)實驗操作為主,而操作的規(guī)范性和細(xì)節(jié)是評價實驗教學(xué)的主要指標(biāo)。規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮骱颓逦暾牟僮骷?xì)節(jié)既是專業(yè)性的體現(xiàn),也是實驗結(jié)果準(zhǔn)確的保障。良好的化學(xué)實驗教學(xué)工作能夠為學(xué)生日后繼續(xù)學(xué)習(xí)、參加工作以及進(jìn)行科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)高校化學(xué)實驗教學(xué)普遍存在操作專業(yè)性較差的問題,主要有兩方面:一方面來自教師因素。同樣的化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容不同教師的理解、教學(xué)方式以及實驗操作方法都存在差異,而且當(dāng)教師自身能力不足時很容易出現(xiàn)誤操作。另一方面來自客觀因素。受到化學(xué)實驗室條件、空間、光線、視角等客觀因素的限制,一些學(xué)生無法清楚完整地聽到老師的講解,也無法直觀地看到老師的操作示范,這也導(dǎo)致了學(xué)生操作的規(guī)范性較差。
高?;瘜W(xué)實驗室往往空間較大,加之設(shè)備噪音和通風(fēng)櫥噪音的影響,教師在實驗室教學(xué)指導(dǎo)的過程中,學(xué)生無法清楚完整地接收到老師的指導(dǎo)信息。加之學(xué)生在傳統(tǒng)化學(xué)實驗室教學(xué)過程中生處于被動地位,學(xué)習(xí)主動性和熱情不高,課堂氣氛不活躍,導(dǎo)致教學(xué)效果不理想[3]。教師在課堂教學(xué)的過程中,受到空間、光線和視角的制約,教師不能及時對學(xué)生的實驗操作進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo),也不能及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗操作過程中出現(xiàn)的問題并進(jìn)行糾正,這在一定程度上造成學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度消極,學(xué)習(xí)過程形式化,教學(xué)質(zhì)量難以提升。
完整的高?;瘜W(xué)實驗室教學(xué)效果評價包括實驗過程性評價和實驗結(jié)果評價。傳統(tǒng)高?;瘜W(xué)實驗室教學(xué)效果評價中雖然對過程評價有一定要求,但是受到學(xué)生人數(shù)、實驗室空間、光線、視角、評價工具等客觀因素的限制,老師無法準(zhǔn)確掌握每個學(xué)生的實驗過程,最后只能是通過紙質(zhì)的方式以實驗結(jié)果來評價實驗教學(xué)效果,無法對學(xué)生實驗操作過程的規(guī)范性和細(xì)節(jié)做到準(zhǔn)確評價。
“互聯(lián)網(wǎng)+”是現(xiàn)代化信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機融合的一種新形態(tài),“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深入融合能夠促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,為產(chǎn)業(yè)帶來新的生機和活力。
“互聯(lián)網(wǎng)+”與高校教育領(lǐng)域的融合,極大豐富了教學(xué)內(nèi)容,也打破了傳統(tǒng)教育時空限制,促使高校教育內(nèi)容和模式發(fā)生變革。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,傳統(tǒng)的高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)不再適應(yīng)新時代大學(xué)生特征,也無法滿足當(dāng)今社會對新時代大學(xué)生的人才要求?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗教學(xué)”下,一方面,網(wǎng)絡(luò)教育資源能夠使高校化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容變得非常豐富,打破傳統(tǒng)化學(xué)實驗室教學(xué)的封閉式弊端;另一方面,新媒體信息平臺能夠有效擴展教育渠道,學(xué)生可以借助新媒體信息平臺,隨時隨地在網(wǎng)絡(luò)上自行搜索相關(guān)資源,進(jìn)行課前預(yù)期和課后復(fù)習(xí)。
此外,新媒體信息平臺拉近了學(xué)生之間、師生之間的距離。師生之間通過微信群、直播軟件等信息平臺,能夠?qū)崟r授課和在線交流討論,教師還能利用虛擬仿真軟件來模擬實驗操作,將實驗過程直觀呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,學(xué)生也能通過軟件回放功能進(jìn)行復(fù)習(xí)。基于“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗教學(xué)”模式下,能夠建立起一種具有開放式性和趣味性的高校化學(xué)實驗教學(xué)新形態(tài)。師生關(guān)系和教學(xué)方式被重新定義,學(xué)生一改以往被動角色,成為了教學(xué)的主體,而老師由以往的完全主導(dǎo)角色轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助引導(dǎo)角色,改變了以往教師理論說教為主+學(xué)生機械照搬的封閉式和灌輸式教學(xué)模式,滿足了學(xué)生對現(xiàn)代化信息的探索欲。學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)新思維能力也得到了激發(fā),實驗教學(xué)效果自然也會得到提升。因此,“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗教學(xué)”模式在高校化學(xué)實驗室教學(xué)中,具有巨大的應(yīng)用潛力,是“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下高?;瘜W(xué)實驗室教學(xué)改革的方向之一[4]。
“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的一個突出特征是開放式?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)改革,需要高校主動打破傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)模式封閉式、機械式和灌輸式的弊端,主動探索創(chuàng)新型實驗教學(xué)課程體系,實現(xiàn)化學(xué)理論教學(xué)與化學(xué)實踐教學(xué)二者緊密銜接。首先,高校領(lǐng)導(dǎo)層要重視化學(xué)實驗教學(xué)課程體系的改革和創(chuàng)新型化學(xué)實驗教學(xué)課程體系的建設(shè),同時加強對化學(xué)實驗教師“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)改革理念的培養(yǎng),樹立起明確的創(chuàng)新型化學(xué)實驗教學(xué)建設(shè)目標(biāo)。其次,高校要深入社會開展調(diào)研,了解社會發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及人才需求狀況,在此基礎(chǔ)上制定實驗教學(xué)課程內(nèi)容,以確保課程內(nèi)容與學(xué)生能力培養(yǎng)和社會人才需求相匹配。最后,加強行業(yè)交流,邀請行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的學(xué)者和專家參與創(chuàng)新型化學(xué)實驗課程體系設(shè)計和建設(shè)中。通過組織學(xué)術(shù)講座,將學(xué)科前沿?zé)狳c和研究成果引入到校園中,也能對化學(xué)實驗課程改革和教師進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。
“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗課”模式需要建立在必要的現(xiàn)代化信息技術(shù)、硬件設(shè)備和人員能力基礎(chǔ)之上。高校要加大現(xiàn)代化信息技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn),完善化學(xué)實驗教學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施,重視利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段對教師的運用能力和素養(yǎng)的培養(yǎng),為“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗課”模式的構(gòu)建奠定技術(shù)、硬件設(shè)備和人員能力基礎(chǔ)。在硬件和技術(shù)方面,高校應(yīng)加大對現(xiàn)代化信息技術(shù)和設(shè)備的資金投入,打造實驗室+線上有機融合的化學(xué)實驗教學(xué)新模式,同時積極引進(jìn)化學(xué)實驗教學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)資源,構(gòu)建起開放式的新型實驗教學(xué)平臺,為教師開展網(wǎng)絡(luò)化、開放化和多樣化的“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗課”化學(xué)實驗教學(xué)奠定硬件和技術(shù)基礎(chǔ)[5]。在人員方面,一方面,高校要重視對化學(xué)實驗教師“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)實驗課”理念和技術(shù)手段運用能力的培養(yǎng),可在教師考核和評級中體現(xiàn);另一方面,高?;瘜W(xué)實驗教師要勇于打破固化思維,突破傳統(tǒng)教學(xué)模式束縛,積極學(xué)習(xí)現(xiàn)代化信息技術(shù)和設(shè)備運用技能,并將掌握的技能用于教學(xué)工作,使化學(xué)實驗教學(xué)變得生動有趣。例如,教師能通過互聯(lián)網(wǎng)搜索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源,制作和上傳多媒體課件,會使用慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)形式,會運用新媒體平臺與學(xué)生實現(xiàn)化學(xué)實驗教學(xué)全程線上溝通等。
在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,高校應(yīng)結(jié)合本?;瘜W(xué)實驗教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀,充分挖掘現(xiàn)代化信息技術(shù)手段,打造適合于本?;瘜W(xué)實驗教學(xué)的信息化教學(xué)模式。例如,利用“云班課”智慧課堂教學(xué)軟件,打造“實驗前+實驗中+實驗后”的網(wǎng)絡(luò)化、全程化、信息化教學(xué)模式。在實驗課前,教師指導(dǎo)學(xué)生通過線上資源、慕課、微課等方式完成對化學(xué)實驗課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的、教學(xué)計劃、注意事項、操作步驟的課前預(yù)習(xí),同時利用新媒體平臺完成對學(xué)生實驗課前的線上測試;在實驗課中,學(xué)生通過信息化技術(shù)觀看老師提前制作好的實驗操作示范視頻,同時進(jìn)行實驗操作練習(xí),師生之間通過新媒體平臺可以進(jìn)行在線答疑和問題討論;在實驗課后,學(xué)生通過軟件回放可以隨時隨學(xué)習(xí),也能與老師和學(xué)生進(jìn)行問題談?wù)摵徒涣鞣窒?,學(xué)生通過軟件完成課后作業(yè)并向老師提交學(xué)習(xí)成果,老師通過軟件對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做出評價。如此,便建立起了一種“互聯(lián)網(wǎng)+”化學(xué)實驗課信息化教學(xué)新模式。
傳統(tǒng)高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生以聽為主,看的部分較少,而且受到眾多客觀因素的限制,學(xué)生很難清晰完整地看到教師全程實驗操作過程和操作細(xì)節(jié),容易在實際操作中出現(xiàn)操作不規(guī)范或錯誤的現(xiàn)象,影響實驗教學(xué)效果。在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下,教師運用微視頻可以清晰、直觀、完整地將全程實驗操作過程和操作細(xì)節(jié)展現(xiàn)在學(xué)生眼前,學(xué)生通過微視頻可以隨時隨地觀看學(xué)習(xí),而且微視頻實現(xiàn)了聽和看的緊密結(jié)合。學(xué)生在實驗操作時,可以隨時通過點擊觀看微視頻進(jìn)行對照操作,及時發(fā)現(xiàn)自身操作存的問題并及時改正。微視頻全程可視化操作指導(dǎo)教學(xué)方式既能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)探索興趣,又實現(xiàn)了化學(xué)實驗操作過程和細(xì)節(jié)的完整教學(xué),能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和操作規(guī)范性。例如在移液操作和常壓過濾操作中,普遍存在學(xué)生動作不協(xié)調(diào)、儀器控制和配合不到位現(xiàn)象,學(xué)生可通過微視頻,便可以隨時點擊觀看操作演示視頻,從而掌握操作細(xì)節(jié)。
高校化學(xué)實驗教學(xué)屬于實踐性質(zhì)的教學(xué)課程,除了學(xué)生實驗操作占主要部分,學(xué)生操作的精準(zhǔn)性也至關(guān)重要,這也是教師應(yīng)重點檢查的內(nèi)容。在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下,教師可以要求學(xué)生通過信息化手段,將實驗操作的過程以圖片或視頻的方式上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺,由教師進(jìn)行線上檢查和評價,指出學(xué)生存在的問題并對學(xué)生進(jìn)行糾正。例如在溶液配置教學(xué)中,要求學(xué)生將溶解物質(zhì)的稱量、溶液的量取、溶解搖勻、定容、移液、洗滌等操作過程,錄成微視頻,再通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺提交給老師,老師通過微視頻在線關(guān)注學(xué)生操作,發(fā)現(xiàn)問題時及時對其進(jìn)行糾正[6]。這樣的實驗操作線上檢查教學(xué)模式,能夠有效提升學(xué)生操作的精準(zhǔn)性,老師也能總結(jié)積累出學(xué)生的習(xí)慣性錯誤操作,從而為后續(xù)改進(jìn)教學(xué)積累素材。
在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,高校應(yīng)利用互聯(lián)網(wǎng)開放的特點積極嘗試探索開放式化學(xué)實驗教學(xué)途徑。例如通過開放式化學(xué)實驗項目,加深學(xué)生對化學(xué)專業(yè)知識的理解和提升學(xué)生的動手操作水平,利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段開發(fā)開放式實驗教學(xué)過程和結(jié)果評價機制,在實驗教學(xué)的各個階段都能準(zhǔn)確采集和結(jié)果評價依據(jù),確保有據(jù)可依,避免傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)中以結(jié)果評價為主、過程評價缺失的弊端。比如在實驗前預(yù)習(xí)評價環(huán)節(jié),用實驗前線上預(yù)習(xí)測評答題的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)習(xí)報告,教師可有針對性地對學(xué)生進(jìn)行測試,學(xué)生只有按時完成預(yù)習(xí)并通過測試才能進(jìn)入到實驗室操作環(huán)節(jié),確保預(yù)習(xí)達(dá)到預(yù)期效果。
此外,在化學(xué)實驗室建立實時監(jiān)測系統(tǒng),教師通過實時監(jiān)測系統(tǒng)對學(xué)生實驗操作過程進(jìn)行觀察與記錄,既能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作問題并進(jìn)行指導(dǎo),又能為過程評價提供依據(jù)。在實驗結(jié)果測試環(huán)節(jié),老師結(jié)合前期實驗教學(xué)情況,通過信息化學(xué)習(xí)平臺有針對性地對學(xué)生進(jìn)行實驗結(jié)果測試,并在后臺對測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。同樣,學(xué)生通過信息化學(xué)習(xí)平臺,可以及時了解實驗教學(xué)進(jìn)度情況以及過程和結(jié)果評價,也可以通過信息化教學(xué)平臺向老師和學(xué)校提出反饋建議,促使開放式化學(xué)實驗教學(xué)機制不斷完善。
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”促使著各個領(lǐng)域的運作方式發(fā)生著巨大變革,在此背景下高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)也迫切需要加快向“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的轉(zhuǎn)變?;ヂ?lián)網(wǎng)、新媒體平臺以及智能教學(xué)軟件等現(xiàn)代化信息技術(shù)手段,給高校化學(xué)實驗教學(xué)工作模式轉(zhuǎn)變創(chuàng)新提供了良好機遇?,F(xiàn)代化信息技術(shù)擁有的資源豐富、開放靈活、立體高效等顯著優(yōu)勢,打破了時間、空間和人數(shù)對傳統(tǒng)高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)的限制,在高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)中擁有十分廣闊的應(yīng)用空間,能夠很好地輔助化學(xué)實驗教學(xué)工作,從而顯著提升高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)效率和質(zhì)量。
在“以學(xué)生為中心”教育理念和“互聯(lián)網(wǎng)+”模式背景下,高校要重視“互聯(lián)網(wǎng)+”時代給予高校化學(xué)實驗教學(xué)改革創(chuàng)新提供的良好機遇,同時積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,探索“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)與現(xiàn)代化信息技術(shù)有機結(jié)合的新型教學(xué)育人模式,對實現(xiàn)教育部倡導(dǎo)的新時代信息化教育改革目標(biāo),具有十分積極的現(xiàn)實意義。
“互聯(lián)網(wǎng)+”高?;瘜W(xué)實驗教學(xué)改革不是簡單地將二者相加,而是充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)新媒體平臺,將高校化學(xué)實驗教學(xué)與現(xiàn)代化信息技術(shù)有機融合,進(jìn)而打造出高校化學(xué)實驗教學(xué)新形態(tài)。高校要根據(jù)自身發(fā)展現(xiàn)狀和實際需求加大“互聯(lián)網(wǎng)+”化學(xué)實驗教學(xué)新模式建設(shè)投入,通過推行多項改革措施有效構(gòu)建起創(chuàng)新性和開放性的高校化學(xué)實驗教學(xué)平臺,更好地服務(wù)于高效化學(xué)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)。