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        基于“C3H3”教育理念的“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)探索

        2023-01-31 00:00:00游姣李姍珊凌輝搏杜澤鋒江波
        現(xiàn)代鹽化工 2023年5期
        關(guān)鍵詞:線上線下混合教學(xué)教育理念

        摘要:無機(jī)化學(xué)是藥學(xué)、藥劑等本科專業(yè)學(xué)生的第一門關(guān)于化學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有“承上啟下”的作用。傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生常?!罢諉巫ニ帯?,教學(xué)成效低,實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)較差?;诖耍跓o機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程貫穿“C3H3”教育理念,通過線上線下混合教學(xué)方法,夯實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、多方位培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維,科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力,增強(qiáng)學(xué)生的安全意識和創(chuàng)新意識。

        關(guān)鍵詞:“C3H3”教育理念;無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);線上線下混合教學(xué);

        《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是面向藥學(xué)類專業(yè)大一學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,起著“承上啟下”的關(guān)鍵作用。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生對理論知識進(jìn)行驗(yàn)證,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科研素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、環(huán)保意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識[14]。著名化學(xué)家盧嘉錫院士曾提出“C3H3”的教學(xué)模式,即 ClearHead(清楚的頭腦)、CleverHands(靈巧的雙手)、CleanHabit(潔凈的習(xí)慣)[5]。清楚的頭腦要求學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)原理和依據(jù);靈巧的雙手是對實(shí)驗(yàn)操作者的基本功的要求,只有熟練、規(guī)范地掌握了基本操作,才能做到動作敏捷、沉著冷靜,這也是實(shí)驗(yàn)成功和安全實(shí)驗(yàn)的前提;潔凈的習(xí)慣,是操作者基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的外在表現(xiàn)。好的習(xí)慣不僅能營造一個干凈、輕松的環(huán)境,而且有序的儀器擺放也反映了操作者清晰的思路,能有效減少實(shí)驗(yàn)操作過程中的失誤。

        1《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》傳統(tǒng)教學(xué)模式

        藥學(xué)類專業(yè)學(xué)生雖然有一定的化學(xué)基礎(chǔ),但由于高中實(shí)驗(yàn)條件不同、學(xué)時(shí)有區(qū)別,導(dǎo)致學(xué)生的動手能力、實(shí)驗(yàn)技能參差不齊,且遵義醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)與科技學(xué)院(以下簡稱我校)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)普遍較差,所以我校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的授課以教師為主導(dǎo)。按照教學(xué)計(jì)劃,提前通知學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn);學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)教材,撰寫實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟幾個部分的內(nèi)容;課前老師檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,再詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟,演示儀器的規(guī)范操作,強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng);講解完成后,學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟“照單抓藥”,教師觀察并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)完成后,教師一一檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并簽字確認(rèn);最后學(xué)生根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,帶教老師批改后反饋給學(xué)生。

        2傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

        實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)趨于形式化,大部分學(xué)生只是為了完成學(xué)習(xí)任務(wù),照抄內(nèi)容,并不注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),很難達(dá)到預(yù)習(xí)目標(biāo);教師對實(shí)驗(yàn)原理和步驟進(jìn)行詳細(xì)地講解,學(xué)生缺少對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的獨(dú)立思考,難免淪落為“操作工”;每個實(shí)驗(yàn)室有6~8個組,教師不能及時(shí)糾正每位同學(xué)不規(guī)范甚至是錯誤的操作;由于不主動思考、自主學(xué)習(xí)能力較差,部分學(xué)生稀里糊涂地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教學(xué)效果差,也嚴(yán)重影響學(xué)生上課的積極性、主動性和效率;教學(xué)模式單一,不能很好地實(shí)現(xiàn)授之以“漁”。

        針對以上問題,本文結(jié)合無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及新時(shí)代的育人理念,就如何在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基于“C3H3”教育理念培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)做一些探討和嘗試。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程將“C3H3”教育理念貫穿到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程(課前、課中、課后),如圖1所示。

        3基于“C3H3”教育理念的《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)探索3.1清醒的頭腦

        無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科研素養(yǎng),清醒的頭腦是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的先決條件。因此,在整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),幫助學(xué)生做到思路清晰,有條不紊。而實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心要素,是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)[6],實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器選擇、操作步驟等都是以實(shí)驗(yàn)原理為依據(jù)。

        3.1.1課前設(shè)計(jì)

        老師先安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,并將能引導(dǎo)學(xué)生思考的相關(guān)問題、資料、視頻上傳到線上平臺(微信、學(xué)習(xí)通等),學(xué)生根據(jù)導(dǎo)向問題和資料完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測試題。例如常用容量分析儀器的操作和溶液的配制實(shí)驗(yàn),導(dǎo)向問題有:常用容量分析儀器的規(guī)范操作?什么是標(biāo)準(zhǔn)溶液?如何進(jìn)行配制?為什么要求配制4種溶液?配制過程和儀器選擇有哪些區(qū)別?上傳的資料有:《八大公害事件》視頻、最新的實(shí)驗(yàn)室安全事例、“亦正亦邪”的砒霜、電子分析天平使用微視頻,通過視頻和資料培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、環(huán)保意識、辯證思維。

        3.1.2課中設(shè)計(jì)—翻轉(zhuǎn)課堂

        課堂中,教師根據(jù)學(xué)生線上課前任務(wù)的完成情況、測試情況和預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)學(xué)生預(yù)習(xí)情況,老師和同學(xué)一起進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn),將老師的“獨(dú)角戲”課堂變成“多言堂”[7]。課堂中老師隨機(jī)抽查學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,針對重難點(diǎn)內(nèi)容組織學(xué)生討論。最后,老師對學(xué)生講解和討論結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充、解答、拓展和總結(jié)。這樣不僅鍛煉學(xué)生思維,幫助學(xué)生進(jìn)一步梳理和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟,而且重難點(diǎn)更突出,學(xué)生聽課也更具有針對性,大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講解時(shí)間,有效增加學(xué)生探索思考的空間和實(shí)操時(shí)間。

        3.1.3課后總結(jié)

        科學(xué)素養(yǎng)的形成與提高并非一蹴而就,而是一個循序漸進(jìn)的過程,除了在教學(xué)中要重視科學(xué)素養(yǎng)的提高,還應(yīng)該在考核時(shí)重視科學(xué)素養(yǎng)的評價(jià)。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進(jìn)行反思并認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,老師在批改實(shí)驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)考察實(shí)驗(yàn)過程描述、針對實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題進(jìn)行思考和分析,以及提出改進(jìn)方法。最后老師在線上展示優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并針對實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的問題和相應(yīng)知識的運(yùn)用推送總結(jié),這不但能激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的再次反思,也有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng),讓學(xué)生學(xué)會舉一反三,以點(diǎn)帶面,建立知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

        3.2靈巧的雙手

        實(shí)驗(yàn)是否成功與操作的準(zhǔn)確度和嫻熟程度密不可分,即需要另一個“CH”——靈巧的雙手。好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和扎實(shí)的基本功是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的必備基礎(chǔ),也是實(shí)驗(yàn)成功和實(shí)驗(yàn)安全的保障,只有熟練地、規(guī)范地掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,才能做到動作敏捷、嫻熟規(guī)范、冷靜沉著。因此,在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要使學(xué)生充分認(rèn)識到掌握實(shí)驗(yàn)基本操作的重要性。要求學(xué)生從最簡單的基本操作練起,務(wù)必戒驕戒躁,從而確保實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)確、熟練、規(guī)范。課前,教師將錄制好的微視頻上傳線上平臺,讓學(xué)生先觀看視頻,掌握規(guī)范使用的要點(diǎn);課中,老師重點(diǎn)講清楚操作難點(diǎn)及關(guān)鍵因素,并現(xiàn)場演示。比如介紹分析天平減量稱量時(shí)要強(qiáng)調(diào)不要用手直接拿稱量瓶;減壓抽濾完成后先斷開抽氣管與抽濾瓶的連接再關(guān)抽氣泵等。實(shí)驗(yàn)過程中教師在實(shí)驗(yàn)室檢查指導(dǎo)、及時(shí)提出問題、糾正不規(guī)范的操作,并要求學(xué)生錄制視頻上傳線上教學(xué)平臺。課后老師整理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作視頻,將不規(guī)范的操作視頻放到討論區(qū),讓學(xué)生“找茬”,指出視頻中有哪些不規(guī)范或者錯誤的操作,一方面可以調(diào)動學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和基本操作,有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和反思的習(xí)慣;另一方面,老師也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生易出現(xiàn)問題的地方,繼而可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法。

        3.3潔凈的習(xí)慣

        潔凈的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的“健美”過程,是個體或群體實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)內(nèi)在美的外在表現(xiàn),也是保障實(shí)驗(yàn)安全的必備條件。實(shí)驗(yàn)課之前,老師讓學(xué)生拍照記錄課前儀器、藥品、設(shè)備的擺放位置,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后擺回原樣;實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,特別是第一次課,老師必須嚴(yán)格要求學(xué)生,讓學(xué)生意識到好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的重要性。整個實(shí)驗(yàn)過程保持臺面干凈整潔,儀器藥品擺放有序;公用移液管不交叉使用;實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格按規(guī)范操作進(jìn)行;認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、誠實(shí)記錄;實(shí)驗(yàn)中的廢紙、碎玻璃等放入指定垃圾桶;廢液倒入指定回收缸,養(yǎng)成節(jié)約、環(huán)保的習(xí)慣。

        3.4“C3H3”教育理念的延伸

        科學(xué)思維、科學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)不光是在課堂中進(jìn)行,課后同樣需要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),真正實(shí)現(xiàn)授之以“漁”,授之以“欲”和授之以“宇”。按照綠色化學(xué)“5R”原則,即減量 (reduce)、拒用 (rejection)、重復(fù)使用(reuse)、回收 (recycling)、再生 (regeneration) 開展實(shí)驗(yàn)和處理三“廢”[8]。比如第一次實(shí)驗(yàn)課學(xué)生配制的醫(yī)用酒精,引導(dǎo)學(xué)生思考如何變“廢”為寶,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識和創(chuàng)新意識。部分學(xué)生組隊(duì)將配制的醫(yī)用酒精研制成免洗洗手液并將其用于疫情期間師生的日常消毒;部分學(xué)生將醫(yī)用酒精變成了固體酒精;部分學(xué)生將配制的生理鹽水放入冰箱中冷凍用于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的冰鹽?。厅c(diǎn)降低法測定葡萄糖的摩爾質(zhì)量);課后老師邀請學(xué)生一起進(jìn)行溶液回收,積極引導(dǎo)學(xué)生思考和參與科學(xué)研究。其中藥學(xué)藥劑學(xué)生共申請并獲批大創(chuàng)項(xiàng)目7項(xiàng),省級大創(chuàng)項(xiàng)目6項(xiàng)。

        4無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革效果與評價(jià)

        筆者授課學(xué)生40人,使用“問卷星”進(jìn)行了問卷調(diào)查,據(jù)此獲得了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反饋信息。反饋如圖2所示。學(xué)生普遍認(rèn)為在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面得到了較大的提升。

        5結(jié)語

        基于“C3H3”教育理念,立足無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn),通過線上線下混合教學(xué),夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué),利用多種方法激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)新力。調(diào)查顯示基于“C3H3”教育理念的線上線下混合教學(xué)模式讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)積極性和學(xué)習(xí)興趣得到了提高,且能夠利用所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象,理論聯(lián)系實(shí)際做一些基礎(chǔ)研究,為以后成為藥學(xué)藥劑專業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才做了鋪墊。但是,目前教學(xué)模式也還存在一些不足,比如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較老舊,沒有結(jié)合最新研究變更實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法;線上教學(xué)資源利用不夠充分;教學(xué)設(shè)計(jì)尚需加強(qiáng)優(yōu)化和論證,在今后的教學(xué)工作中還需結(jié)合數(shù)字化教學(xué)不斷探索與改革教學(xué)模式,提高教學(xué) 效果和育人效果,使無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)能夠更加靈活、更具特色,更適應(yīng)新時(shí)代新工科人才培養(yǎng)的需求。

        參考文獻(xiàn):

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        基金項(xiàng)目:遵義醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)與科技學(xué)院教育教學(xué)改革計(jì)劃項(xiàng)目(XJJG2021—010);貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目(2021382)

        作者簡介:游姣,女,講師,碩士,研究方向:無機(jī)化學(xué)。

        通信作者:江波,女,教授,學(xué)士,研究方向:有機(jī)化學(xué)。

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