苑 蕾 張靜玉 姜莉莉 張 林 付曉偉 馬志研 李 娜 劉海燕

(營(yíng)口理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,遼寧 營(yíng)口 115000)

隨著化學(xué)學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法在不斷豐富、更新,對(duì)人才培養(yǎng)的要求也在不斷調(diào)整和發(fā)展。我國(guó)高等教育已進(jìn)入內(nèi)涵式發(fā)展新時(shí)期,建設(shè)和發(fā)展“一流本科教育”的目標(biāo)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的更高要求[1]。傳統(tǒng)的“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程面臨著學(xué)生課前缺少預(yù)研、教學(xué)內(nèi)容陳舊、資源體驗(yàn)感差、手段匱乏、考核機(jī)制缺乏系統(tǒng)性等一系列問(wèn)題。按照國(guó)家一流課程“兩性一度”的建設(shè)要求,遵循在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)內(nèi)容的互補(bǔ)性原則,智慧教學(xué)已成為新時(shí)代教育教學(xué)變革和創(chuàng)新的主旋律,因而“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”智慧教學(xué)是大數(shù)據(jù)背景下教學(xué)改革的必然選擇?；谝陨媳尘昂汀盁o(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì),我們擬對(duì)營(yíng)口理工學(xué)院“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程進(jìn)行“多位一體”的改革與探索。以“注重能力、引導(dǎo)創(chuàng)新”為課堂教學(xué)基本原則,以“以學(xué)生為中心”為核心理念,以“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、全過(guò)程、多元化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)”為顯著特點(diǎn),將先進(jìn)的信息技術(shù)與傳統(tǒng)教育教學(xué)方法深度融合,從整體教學(xué)流程、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、考核評(píng)價(jià)方式4個(gè)層面分別進(jìn)行改革以進(jìn)一步滿足課堂教學(xué)活動(dòng)的延伸,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化新知,發(fā)展高階思維與綜合能力,促進(jìn)科學(xué)與人文素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 革新教育理念

革新教育理念,以學(xué)生為中心,以產(chǎn)出為導(dǎo)向,“教為主導(dǎo)、學(xué)為主體、因材施教”[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)從傳授知識(shí)和技能過(guò)渡到能力與素質(zhì)的培養(yǎng)。在加強(qiáng)宣傳和引導(dǎo)的同時(shí),先從點(diǎn)上突破,而后通過(guò)示范帶動(dòng)進(jìn)行推廣,并通過(guò)適合營(yíng)口理工學(xué)院學(xué)情的自編實(shí)驗(yàn)講義及時(shí)固化改革成果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中教師由講授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者,有意識(shí)地引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自主思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并通過(guò)小組討論、方案現(xiàn)場(chǎng)展示交流等互動(dòng)方式,讓學(xué)生大膽參與表達(dá)自己的看法和意見(jiàn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究、深入思考的創(chuàng)新精神。

2 實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化

目前,營(yíng)口理工學(xué)院“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容陳舊,與科研實(shí)際、生產(chǎn)生活脫節(jié),缺乏創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)性等問(wèn)題,亟待改革。部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占據(jù)大量時(shí)間,阻礙了新方法、新技術(shù)的引入[3]。因此,對(duì)較為陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合并、精簡(jiǎn)、淘汰,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置與日常生活、崗位技能、科研實(shí)際等問(wèn)題相結(jié)合,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容前沿化、系統(tǒng)化,同時(shí)增加環(huán)保、綠色化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

2.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系

保留原教材中與生產(chǎn)實(shí)際有關(guān)的實(shí)驗(yàn),同時(shí)選擇性地增加葡萄糖酸鋅的制備及鋅含量測(cè)定、明礬制備及定性檢驗(yàn)、高錳酸鉀制備及純度分析等選做內(nèi)容的新實(shí)驗(yàn),旨在使學(xué)生接觸實(shí)際,了解生產(chǎn),開(kāi)拓視野。

2.2 增加綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例

要發(fā)揮綜合、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的高階性和挑戰(zhàn)性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主思考和設(shè)計(jì),團(tuán)隊(duì)研討修改、總結(jié)評(píng)價(jià)的教學(xué)模式。增加未知液定性分析、混合陰陽(yáng)離子鑒定等實(shí)驗(yàn),力求融基礎(chǔ)性、新穎性、探索性、實(shí)用性、趣味性等特色于一體,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中了解生產(chǎn)與科研的曲折性,開(kāi)拓其視野,培養(yǎng)其科研興趣和對(duì)化學(xué)學(xué)科的情感。

2.3 對(duì)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)講義呈現(xiàn)方式進(jìn)行修改

修訂無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義,同時(shí)以二維碼形式提供課程配套的教學(xué)課件、微課操作視頻等豐富的教學(xué)資源。將實(shí)驗(yàn)操作“視頻化”、實(shí)驗(yàn)用品“實(shí)景化”,并提供二維碼鏈接,教材使用者可隨時(shí)隨地通過(guò)掃描二維碼,可在移動(dòng)終端上直接觀看視頻、照片、文字等信息。實(shí)驗(yàn)視頻資源中覆蓋基本的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容,包括加熱(水浴加熱)、溶解、傾瀉、過(guò)濾(包括減壓過(guò)濾、常壓過(guò)濾)、離心、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、干燥等基本操作[4]。新形態(tài)教材也是演示實(shí)驗(yàn)資源的有效載體,對(duì)資源建設(shè)與積累起到了促進(jìn)作用。2020年初新冠疫情時(shí)期,由于線下實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展,這些演示實(shí)驗(yàn)資源在幫助學(xué)生理解化學(xué)原理和元素、化合物性質(zhì)方面發(fā)揮了很大的作用。

3 創(chuàng)新教學(xué)方法

提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)育人作用的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取教師講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、演示實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生聽(tīng)講、跟做和模仿的填鴨式教學(xué)方式,學(xué)生往往未對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深入思考,只是機(jī)械地效仿,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主探究和創(chuàng)新思維。本次改革過(guò)程中我們采用遞進(jìn)型教學(xué)方法流程,學(xué)生課前線上完成預(yù)研,取消了紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,課中線下實(shí)踐探究,課后拓展延伸。

3.1 提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)程度和要求

為了解決學(xué)生課前缺少預(yù)研的問(wèn)題,我們通過(guò)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)建立線上課程,上傳教學(xué)講義、演示視頻、測(cè)試題、拓展資料等教學(xué)資源、發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù),組織教學(xué)活動(dòng),獲取學(xué)習(xí)成果分析數(shù)據(jù)。學(xué)生接收任務(wù)后進(jìn)行課前線上預(yù)習(xí),在課前對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有總體的把握,掌握實(shí)驗(yàn)原理、厘清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)觀看視頻可以很直觀地了解到校外名師的課堂精髓,完成了易學(xué)知識(shí)點(diǎn)的前移工作。教師準(zhǔn)備了豐富題庫(kù)、擴(kuò)展閱讀、名人故事等多媒體資源,減少了學(xué)生自己盲目收集資料的時(shí)間,很大程度上提高了學(xué)習(xí)效率,同時(shí)使學(xué)生養(yǎng)成了深入、系統(tǒng)思考的習(xí)慣。教師參照后臺(tái)學(xué)情數(shù)據(jù),決定教學(xué)的起點(diǎn),為課堂及時(shí)調(diào)整教學(xué)側(cè)重點(diǎn)提供依據(jù),拓展了教學(xué)時(shí)間的寬度和教學(xué)內(nèi)容的深度。

3.2 革新教學(xué)方法

以學(xué)生為中心,基于學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),從“手把手”到教師指導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí),變教師講授為學(xué)生的主動(dòng)探究,采用問(wèn)題式教學(xué)法、探究式教學(xué)法、協(xié)作式教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等,加強(qiáng)師生、生生的討論和互動(dòng),教師為主導(dǎo)學(xué)生為主體,加強(qiáng)討論與分享。例如,在粗鹽提純實(shí)驗(yàn)中選用問(wèn)題式教學(xué)法(思維導(dǎo)圖+問(wèn)題引領(lǐng)),使學(xué)生達(dá)到從探究到思辨再提高的學(xué)習(xí)效果。在鉻錳鐵鈷鎳和硼碳硅氮磷性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中使用“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式,引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)元素及化合物性質(zhì),組織學(xué)生課上根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的差異設(shè)計(jì)鑒別實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手實(shí)踐,最后歸納鑒別實(shí)驗(yàn)原理,找出物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的方法,從而建構(gòu)物質(zhì)性質(zhì)的知識(shí)體系。

3.3 完善實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度

突出學(xué)生的自主性,使學(xué)有余力的學(xué)生沖刺高階層次的學(xué)習(xí)和研究,培養(yǎng)可研、愛(ài)研、會(huì)研、能研的應(yīng)用型化學(xué)人才。例如在未知液定性分析、混合陰陽(yáng)離子鑒定等選做實(shí)驗(yàn)中由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)思路,與指導(dǎo)老師溝通并預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間后即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)操作,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行反饋和評(píng)價(jià)[5]。

3.4 價(jià)值引領(lǐng),課程思政

情感是認(rèn)知的“催化劑”,也是認(rèn)知的“動(dòng)機(jī)”。我們分別從中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的傳奇故事、化學(xué)史上的優(yōu)秀科學(xué)家故事、生產(chǎn)生活中的化學(xué)知識(shí)等幾個(gè)方面充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含的思政元素,讓大學(xué)新生在獲得知識(shí)的同時(shí)學(xué)生潛移默化地接受思政教育,有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人、潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲,樹(shù)立正確的價(jià)值觀、人生觀和世界觀。使教師講授和學(xué)生自我教育有機(jī)結(jié)合,將“課程思政”的目標(biāo)與大學(xué)新生的學(xué)習(xí)生活融會(huì)貫通。

4 多維度實(shí)行過(guò)程性評(píng)價(jià)

以往“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課的考核以預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、操作考查為主,缺少過(guò)程考核,這使部分書(shū)寫(xiě)工整、數(shù)據(jù)處理好的同學(xué),即使操作不正確,也能得到很高的分?jǐn)?shù)。因而我們?cè)趯W(xué)習(xí)考核評(píng)估層面,改變唯實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果的考評(píng)方法,建立多層次考核評(píng)估指標(biāo)體系和考核方法,取消紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分,建立學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng),真實(shí)、公平、合理地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。整個(gè)課程的成績(jī)實(shí)行百分制,其中線上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與測(cè)試、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等成績(jī)占20%,線下成績(jī)占80%。線下成績(jī)中出勤5%,實(shí)驗(yàn)操作50%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%,衛(wèi)生5%。

在實(shí)驗(yàn)課程考核方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們同時(shí)重點(diǎn)落實(shí)了無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)規(guī)范化和課程評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)每一個(gè)環(huán)節(jié)中的各項(xiàng)內(nèi)容,如實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果與討論、習(xí)題等各占多少比重進(jìn)行了更詳細(xì)的規(guī)定,制定了無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),所有指導(dǎo)教師參照?qǐng)?zhí)行。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過(guò)程的信息進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià),從多環(huán)節(jié)、多維度考查學(xué)生的學(xué)習(xí)投入、學(xué)習(xí)成果和差異化能力,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提升學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究將信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度融合,從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、考核評(píng)估等層面進(jìn)行改革,探索了智慧教學(xué)模式在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用,以期扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“照方抓藥”“思考不足”的現(xiàn)象,提高無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,助力“新工科”背景下的人才培養(yǎng),為實(shí)驗(yàn)課程的智慧教學(xué)提供參考依據(jù)。