智慧教學模式在《分析化學實驗》中的創新研究與應用

高 婧 王月嬌 婁振寧 康平利 馮小庚 熊 英

（遼寧大學化學院 遼寧·沈陽 110036）

分析化學實驗是化學學科的基礎課程之一，但在傳統的實驗教學中，無論是學生方面、課程方面還是考核方面都存在著諸多問題。本文分析了目前分析化學實驗課程的現狀，并以“EDTA標準溶液的配制和標定”為例，將智慧教學理念應用到本實驗的教學改革中，借助“超星學習通”平臺從課前、課上和課后三個方面進行了改革設計。通過本次教學實踐探索，增加了學生對實驗課程的學習興趣，也提高了學生分析問題及實際動手能力。

智慧教學(intelligent teaching)的核心教育理念是“以學生為中心”，是一種基于學生學習數據分析和“互聯網和智能終端”等信息技術的教學模式，尊重學生的個體差異和個性化需求。智慧教學并非是單純的運用互聯網和大數據進行的教學，而是通過教師“智慧”的教，促進學生“智慧”的學。智慧教學過程應該體現的是：教學決策數據化、資源推送智能化、交流互動立體化、學習指導個性化、教學反饋即時化、考核評價多元化。

1 分析化學實驗存在的問題

在傳統的分析化學實驗教學授課模式中先由老師講解實驗目的、原理、實驗過程以及注意事項等，學生聽完老師講解后按照板書內容進行課堂實驗，“依樣畫葫蘆”，無暇進行思考探究，對實驗方案的設計沒有完全理解，只是被動學習，實驗結束后撰寫實驗報告。這種使得部分學生養成了課前不預習，課上不動腦思考，課后抄報告的習慣，因此很難達到預期的實驗效果。在新的歷史時代背景下，高校實驗教學如何主動應時而變，轉變教育理念，滿足新時代創新型人才培養需求是實驗教學改革亟需解決的關鍵問題。

第一，教學觀念方面。當前高校化學實驗教學都還停留在傳統的教學觀念，一般都還是教師作為主體，課堂上老師講解，學生只是被動的去聽，沒有調動學生的主動學習積極性，學生也就沒有很好的了解實驗的原理及內容，這就造成了學生創造性和積極性下降。

第二，實驗教學內容方面。高效實驗課程內容主要依附于理論課，多年來在高校教學中實驗課程沒有引起足夠的重視，學生和老師都把主要的精力放在理論課的學習中，這就造成了學生對實驗課沒有主動學習的興趣，只是被動的參與，作為得到學分的工具。基于以上因素，高校的實驗課程教學效果不是很理想。因此需要改革教學內容和方式，調動學生的學習積極性。

第三，評分模式單一。現階段，在化學實驗課教學中，教學評價模式相對單一，大多數高校主要將學生實驗報告成績來進行教學評價。雖然一些高校已經使用“實驗考核”進行教學評價，但主要考察的是學生之前做過的實驗，具有明顯的重復性，所以不能完全達到較好的效果，評價效果不理想。而且實驗評價模式相對單一，會在很大程度上削弱學生的創新意識，也不符合新時期高校針對創新型人才的培養要求。

第四，教學方法單一。相對單一的高校實驗教學方法是難以達到良好教學效果的原因之一，缺乏多元性。現階段教師上課時主要以演示實驗為主，在講解完實驗目的、實驗原理、實驗內容及注意事項之后，把主要的實驗步驟演示給學生，學生在聽的過程可能并沒有完全理解，只要照搬的去操作，難以達到鍛煉學生創新發展的要求。現今網絡信息技術飛速發展，借助網絡信息平臺可以使高校實驗教學向多元化發展，改變了以往單一的教學模式，同時與時俱進的教學模式也會更加吸引學生，提高教學效果。

2 混合式智慧教學研究路線

以學生為中心，建立教學優化體系，基于網絡資源信息功能實施個性化指導，激發學生的學習動力。注重學生動手能力、引導學生創新，實施互動化、智慧化的分析化學實驗教學，使學生學會學習、學會思考、學會創新。多元化教學模式，將線下網絡資源與線上課堂教學深度融合，從教學設計、教學內容、綜合成績考核等層面進行改革，構建智慧教學模式體系。

注重學生素養培養，在原有教學目標、內容、過程和評價的基礎上，充分合理高效地利用信息技術及相關平臺設備，支持學生開展探究及問題解決活動；充分利用網絡慕課課程資源，針對學生因材施教，進行個性化定制的課程研發；創新教學模式，建構智慧教學模式流程。建立“課前推送微課視頻—設計教學內容—課中指導—課后報告—教學反思”的循環優化的智慧教學流程，培養學生探究和創新的能力。創新教學內容，增加探究性、創新性和前沿性內容，完善優化分析化學實驗內容。刪除一些要用到對環境危害較大試劑的實驗，增加貼近生活，學生感興趣的實驗。創新教學方式方法，針對不同教學內容采用虛擬實驗、課堂演示、觀看微課視頻、線上自學、基于問題的學習（PBL）、隨堂測試等多元教學方法，實施多種教學舉措，促進自主學習，達成能力培養目標。

轉變教學理念，提高對實驗教學的重視程度。改變傳統教師“灌輸式”教學，學生被動式接收的模式，該項目擬通過轉變教師教學觀念和借助互聯網平臺等方法進行解決。完善實驗課程內容，增加實驗項目的應用性和實用性。適當增加綜合、設計性與貼近生活的實驗，以激發學生對化學實驗的興趣。探索多種教學方式混合式應用，提高實驗教學效果。通過課前線上自學慕課視頻、虛擬實驗“moolsnet”操作、課后及時反饋等智慧教學模式提高學生自主學習能力，以便達到解決真實問題的目的。調整最后評分模式，注重知識、技能、能力的全方位考核，不再以學生實驗報告作為唯一評分依據，而是綜合學生學習過程中的線上線下綜合表現、任務點完成情況、實驗操作情況等全面評估學生的能力和學習態度。

3 智慧教學模式的實施——以EDTA標準溶液的配制與標定為例

首先教師的教學觀念的轉變。建立“學生為主體，教師為主導”的新的教學模式，將網絡資源引入到課堂教學中，提高對課堂教學創新重要性的認識。其次混合式教學模式的設計。具體教學模式設計以“EDTA標準溶液的配制與標定”為例。

（1）教師教學前的準備工作。教師在課前查閱與EDTA相關文獻資料、跟蹤分析化學實驗的最新動向及進展、聯系相關學科知識，擴展本節實驗課程的內容等。由分析化學實驗講授教師團隊錄制“EDTA標準溶液的配制與標定”的教學視頻和習題，并上傳到學習通平臺。發布學習任務后，學生在平臺提前觀看并完成相關任務點，通過觀看教學視頻可以起到很好的預習作用，教師也可以在后臺查看學生觀看情況，用來給出學生的預習成績。具體實驗預習內容設計如表1。

表1：EDTA標準溶液的配制與標定的預習內容

（2）學生上課前的預習工作。從高中進入大學的學生，有些還停留在填鴨式教學模式的階段，通過智慧教學模式，學生通過“超星學習通”平臺提前觀看與本節課相關微課視頻，掌握實驗目的、原理、操作步驟、注意事項等，操作虛擬實驗，對本節課內容做充分的了解。借助“超星學習通”不僅能更好的監督學生的預習程度、預習效果，還能使同學們真正了解到本次實驗中的注意事項、標準溶液配置和標定的步驟等，為課堂教學的順利進行打下良好的基礎。學生還可以通過微信、QQ群等與任課教師交流互動，及時反饋學習情況。

（3）課堂教學環節。根據數據反饋的學生情況，可以有針對性的設計教學方案，通過課前提問的形式，掌握學生對EDTA溶液配制與標定方法和金屬離子指示劑原理的理解程度，促使學生主動思考，讓他們踴躍參與課堂互動，真正成為課堂的主人。教師在課堂教學中與學生及時互動，教師在學生實驗操作過程中可以講授關鍵步驟、觀察學生操作是否規范，指正錯誤操作，讓課堂教學更高效、有更強的針對性，使每名同學都能順利完成本次實驗項目。同時課上鼓勵學生以小組討論的形式激發學生學習興趣，實現師生互動和生生互動的教學模式。

（4）實驗成績評定。實驗后教師將本實驗的相關思考題布置給學生，學生認真完成實驗報告及思考題部分，掌握本實驗的基本知識要點。教師可在學習通后臺查看學生完成任務點及回答課后題的情況，智慧教學模式對實驗教學成績的評定更加全面、具體，評定范圍包括：預習報告、學習通任務點完成情況、實驗操作、實驗報告等。

4 總結

互聯網等信息技術日益滲透到各個領域，通過線上線下混合教學的融合，使教學由知識傳授轉變為傳授思考問題、分析問題、解決問題的方法。以“EDTA標準溶液的配制與標定”實驗為例，上課前教師錄制微課視頻，添加習題并上傳到“超星學習通”平臺，學生課前完成任務點，達到提前預習的目的。課上以學生為主體，以小組討論的方式增加師生之間互動和學生與學生之間互動。課后，通過線上成績與線下實際操作綜合給出合理成績。