普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）課程改革探究

王璐 曾琴 李靜 余治昊

摘 要：文章介紹了上海理工大學(xué)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心面向全校開設(shè)的普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）進(jìn)行改革的情況，包括更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采用混合式教學(xué)方法，融入課程思政元素和全過(guò)程的考核模式等，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、節(jié)約意識(shí)及實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)及取得的效果。

關(guān)鍵詞：普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）; 課程思政; 全過(guò)程考核模式; 混合式教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.3? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2021）10-140-002

2016年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“高等院校的立身之本在于立德樹人，要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人[1]。”普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是針對(duì)全校理工科新生開設(shè)的一門“入門級(jí)”實(shí)驗(yàn)課程，是化學(xué)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的良好載體和重要途徑，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神、探究能力和灌輸思政元素有著非常重要的作用。

本文以上海理工大學(xué)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心對(duì)《普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）》課程的改革為例，通過(guò)將安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、節(jié)約意識(shí)等思政元素有機(jī)地融入在實(shí)踐教學(xué)中，并積極開展混合式的教學(xué)方法探索，同時(shí)將考核評(píng)價(jià)指標(biāo)貫穿在實(shí)踐教學(xué)的全過(guò)程中，有利于發(fā)揮實(shí)踐課程全方位、全過(guò)程育人的功能。

1.課程思政融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，育才和育人兩手抓

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，一般情況下，實(shí)驗(yàn)課探索以小班化開展教學(xué)，即每位教師指導(dǎo)28名學(xué)生，相比于傳統(tǒng)大班的理論課授課，實(shí)驗(yàn)課上教師和學(xué)生之間接觸的更加緊密，互動(dòng)更多，這也為“課程思政”的實(shí)施提供更多方便。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師有責(zé)任有義務(wù)仔細(xì)推敲每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容所折射出的思想政治教育元素和馬克思主義哲學(xué)觀點(diǎn)，并將其貫穿于整個(gè)課程教學(xué)中，在充分保障《普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)（英文）》課堂教學(xué)效果、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)完整性以及提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能的同時(shí)，更多地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，樹立安全觀念，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及環(huán)保節(jié)約意識(shí)[2]，真正實(shí)現(xiàn)教書與育人相統(tǒng)一。

1.1以安全教育為切入點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)[3]

普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實(shí)驗(yàn)課，大多數(shù)學(xué)生是人生中第一次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，因此實(shí)驗(yàn)室安全教育必不可少[4]。在實(shí)驗(yàn)開始前，我們會(huì)專門進(jìn)行安全教育和考核，主要從二方面進(jìn)行培訓(xùn)：（1）安全意識(shí)的灌輸。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要通過(guò)不同方式反復(fù)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)安全的重要性，將“以人為本，安全第一”的理念貫穿實(shí)驗(yàn)課的始終。教師可以在安全教育中列舉幾個(gè)近年來(lái)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)安全事故，比如2018年北京交通大學(xué)東校區(qū)2號(hào)樓某實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸，事故造成實(shí)驗(yàn)學(xué)生當(dāng)場(chǎng)死亡，其原因是實(shí)驗(yàn)室堆放了大量的易燃易爆化學(xué)品;還有2015年清華大學(xué)化學(xué)系的一間實(shí)驗(yàn)室發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，也造成了嚴(yán)重的后果，其原因是相關(guān)人員因?yàn)槿狈Π踩庾R(shí)，沒(méi)有意識(shí)到氫氣的泄露，從而進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)時(shí)引發(fā)了氫氣的爆炸。這類事故觸目驚心，實(shí)驗(yàn)課中教師要通過(guò)實(shí)驗(yàn)安全的教育使學(xué)生增強(qiáng)安全意識(shí)，樹立安全觀念，敬畏生命。（2）自我防護(hù)意識(shí)的培養(yǎng)。將實(shí)驗(yàn)中潛在的安全隱患?xì)w納、總結(jié)、提煉，把以往的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)告知學(xué)生，并將滅火器、洗眼器、緊急噴淋等消防器材的使用方法教會(huì)學(xué)生，向?qū)W生展示各種突發(fā)狀況及其應(yīng)對(duì)措施。在書寫預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)，必須包含實(shí)驗(yàn)課中涉及的所有化學(xué)試劑的理化特性、注意事項(xiàng)、防護(hù)措施及應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容，確保每一個(gè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用的化學(xué)品熟記于心。實(shí)驗(yàn)開始前，再通過(guò)老師課堂上的強(qiáng)化，學(xué)生會(huì)深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)中可能存在的潛在危險(xiǎn)，提前做好防護(hù)措施。良好的安全防護(hù)習(xí)慣的養(yǎng)成，會(huì)使人受益終身。

1.2“綠色化學(xué)”理念

習(xí)總書記反復(fù)強(qiáng)調(diào)“青山綠水就是金山銀山”，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中亦需要不斷滲透環(huán)保意識(shí)，堅(jiān)持愛(ài)護(hù)環(huán)境從“我”做起。破損玻璃、廢液、空試劑瓶及乳膠手套等做到分類投放，讓學(xué)生從進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的第一刻起，就養(yǎng)成化學(xué)品垃圾分類的好習(xí)慣。同時(shí)對(duì)于酸堿廢液，含鋇、銀等重金屬的廢液?jiǎn)为?dú)回收，正規(guī)地處理“三廢”應(yīng)該成為每一個(gè)理工科學(xué)生學(xué)習(xí)生涯中的重要一課。

此外，將變廢為寶的理念穿插到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生廢物利用的意識(shí)。設(shè)計(jì)了廢干電池的綜合利用實(shí)驗(yàn)，從廢電池中回收氯化銨、二氧化錳，并用鋅皮制備硫酸鋅，讓學(xué)生充分感受到知識(shí)是變廢為寶的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

1.3節(jié)約資源[5]

在清洗玻璃器皿的時(shí)候，給學(xué)生灌輸“少量多次”的原則，既保證器皿洗滌干凈，又能節(jié)約水資源。

在“水質(zhì)檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)中，可以用視頻或圖片的形式介紹水資源的短缺和污染現(xiàn)狀，讓學(xué)生們充分體會(huì)到水資源的寶貴。通過(guò)課上老師的灌輸和滲透，再讓同學(xué)們課下上網(wǎng)搜索查閱有關(guān)水資源短缺的資料，了解水資源的現(xiàn)狀。

同學(xué)們認(rèn)識(shí)到在實(shí)驗(yàn)課上要時(shí)刻注意節(jié)約用水。順勢(shì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)課用到的各種化學(xué)試劑，提醒學(xué)生要節(jié)約試劑，一方面培養(yǎng)節(jié)約美德，另一方面減少環(huán)境污染，環(huán)境污染也是影響水資源的重要因素。就這樣，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲，慢慢滲透到學(xué)生的腦海里，開始認(rèn)知和認(rèn)同，建立起節(jié)約與環(huán)保的概念。從自己做起，從身邊事做起，從被動(dòng)到主動(dòng)地保護(hù)環(huán)境，保護(hù)水資源，并把這些好習(xí)慣帶到生活和以后的工作中，影響家人和身邊人。

1.4實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度上，教師可以結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中逐漸滲透實(shí)事求是是科研工作的基本準(zhǔn)則。課上明確要求嚴(yán)禁涂抹、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但在“乙酸電離常數(shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在滴定時(shí)消耗的NaOH體積數(shù)據(jù)明顯被涂改過(guò)，經(jīng)過(guò)詢問(wèn)，學(xué)生承認(rèn)自己由于發(fā)現(xiàn)和別人數(shù)據(jù)不同進(jìn)行了數(shù)據(jù)改動(dòng)，我們對(duì)其任意篡改數(shù)據(jù)的行為給予了批評(píng)，并鼓勵(lì)學(xué)生真實(shí)地記錄結(jié)果，有問(wèn)題時(shí)先分析問(wèn)題可能產(chǎn)生的原因，再去解決問(wèn)題，而不是回避問(wèn)題，該學(xué)生也表示以后絕不再犯。

2.采用混合式教學(xué)方法

充分分析課程內(nèi)容的特點(diǎn)及學(xué)生的接受情況，力求課程教學(xué)效果的有效性及先進(jìn)性，在教學(xué)環(huán)節(jié)引入混合式教學(xué)方法。

2.1沉浸式雙語(yǔ)教學(xué)[6]

在實(shí)驗(yàn)開始前，教師用英語(yǔ)教授實(shí)驗(yàn)要求、演示實(shí)驗(yàn)步驟，提示安全操作規(guī)程。把編寫好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板發(fā)給學(xué)生，將實(shí)驗(yàn)涉及到的專業(yè)名詞、符號(hào)用英語(yǔ)解釋其定義，動(dòng)詞配合動(dòng)作加以演示，形容詞用相近詞匯提示等方式幫助學(xué)生理解英語(yǔ)詞匯，明晰實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中師生之間經(jīng)常使用國(guó)際化語(yǔ)言進(jìn)行交流溝通，使學(xué)生在接受實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的同時(shí)，逐漸熟練對(duì)國(guó)際化的信息進(jìn)行接受、加工和處理。教師指導(dǎo)學(xué)生如何書寫實(shí)驗(yàn)記錄（Laboratory notebook），以國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)記錄觀測(cè)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為將來(lái)在科研院所或跨國(guó)公司出具實(shí)驗(yàn)報(bào)告、撰寫論文或?qū)＠龊脺?zhǔn)備。

2.2翻轉(zhuǎn)課堂

以往，大部分實(shí)驗(yàn)都采用教師提前講述，學(xué)生后續(xù)操作的流程，學(xué)生完全沒(méi)有機(jī)會(huì)去思考實(shí)驗(yàn)為什么這么做，結(jié)果為什么會(huì)是這樣，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題我會(huì)怎么解決等，于是我們改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在講授環(huán)節(jié)中，我們只講解原理、安全注意事項(xiàng)及儀器的操作，讓學(xué)生通過(guò)課前預(yù)習(xí)直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作的環(huán)節(jié)，可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后由小組分別對(duì)自己負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行講解，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到反應(yīng)機(jī)理，甚至對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題一一進(jìn)行說(shuō)明，最后整個(gè)討論會(huì)變成了成果分享會(huì)。學(xué)生們都表示這種方式對(duì)知識(shí)的理解有很大的加深作用。

2.3“實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)”促進(jìn)師生共同成長(zhǎng)

在實(shí)驗(yàn)課開始之前，我們要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后撰寫實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)。心得體會(huì)可以是成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)也可以是失敗原因的探索，可以是對(duì)實(shí)驗(yàn)本身提出質(zhì)疑也可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程提出新的想法和見(jiàn)解。老師通過(guò)批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告，及時(shí)了解學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)并適時(shí)做出反饋，在師生之間建立起溝通的橋梁。比如“分光光度法測(cè)定鐵含量”實(shí)驗(yàn)中，一位學(xué)生在心得體會(huì)里書寫了詳細(xì)的Excel 計(jì)算及作圖的方法，改變傳統(tǒng)學(xué)生用方格紙畫圖的不便。還有一位同學(xué)提到，嘗試在振蕩反應(yīng)結(jié)束后加入反應(yīng)物，理論上振蕩反應(yīng)應(yīng)該繼續(xù)，但實(shí)際情況并沒(méi)有發(fā)生，我們一起分析了原因，可能是因?yàn)闆](méi)有排除產(chǎn)物。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的心得體會(huì)相當(dāng)于對(duì)實(shí)驗(yàn)的復(fù)盤，這是一個(gè)回憶、總結(jié)、反思、提高的過(guò)程。這個(gè)習(xí)慣一旦養(yǎng)成，對(duì)學(xué)生未來(lái)不管是科研還是工作都有很大的幫助，同時(shí)也督促老師全面了解自己的授課環(huán)節(jié)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。

2.4信息化手段助力實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課程開課前以班級(jí)為單位建立微信群，并讓學(xué)生關(guān)注“上海理工大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心”微信公眾號(hào)，同時(shí)在“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)建設(shè)線上課程，教師會(huì)發(fā)布實(shí)驗(yàn)課中用到儀器的使用微視頻及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作的視頻資料，學(xué)生可以通過(guò)碎片化的時(shí)間提前完成對(duì)相關(guān)知識(shí)的預(yù)習(xí)，也可以在群里分享實(shí)驗(yàn)成果、討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)際課堂再由教師指點(diǎn)一下就能非常熟練地操作儀器。

振蕩實(shí)驗(yàn)由于老師來(lái)不及觀察每組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并且學(xué)生在記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)數(shù)錯(cuò)振蕩周期的頻率，如果讓學(xué)生借助手機(jī)把實(shí)驗(yàn)的視頻記錄下來(lái)，可以重放實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，便于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)。

3.完善考核評(píng)價(jià)體系，探索全過(guò)程考核模式

普化實(shí)驗(yàn)考核由安全考核（10%）和實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)（90%）組成，其中實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)包含三部分：預(yù)習(xí)報(bào)告（20%）、實(shí)驗(yàn)操作（40%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（30%）和心得體會(huì)（10%）。

3.1實(shí)驗(yàn)安全與操作規(guī)范考核[7]

在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全教育，完善準(zhǔn)入實(shí)驗(yàn)室機(jī)制考核試，只有考試合格才能正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作，并安排1學(xué)時(shí)來(lái)練習(xí)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱中要求掌握的基本儀器操作。嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)課的考勤紀(jì)律，加強(qiáng)完善實(shí)驗(yàn)室遲到和早退機(jī)制，例如設(shè)定四次缺勤將此門課程歸為零分處理。

3.2實(shí)驗(yàn)成績(jī)的全過(guò)程考核

3.2.1實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考核階段

提前一周告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前完成預(yù)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生能夠預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)的目的、基本原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及注意事項(xiàng)等。預(yù)習(xí)報(bào)告通過(guò)教師隨機(jī)點(diǎn)名學(xué)生回答問(wèn)題來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)情況。

3.2.2實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)不僅考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否，也包括了學(xué)生的動(dòng)手能力以及遇到問(wèn)題后如何處理進(jìn)行的評(píng)價(jià)。根據(jù)教學(xué)大綱，擬定必須掌握的綜合操作項(xiàng)目，采用分組合作操作形式，對(duì)每項(xiàng)操作單元的標(biāo)準(zhǔn)操作流程和完成時(shí)間進(jìn)行量化考核設(shè)置，對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)際操作情況做出客觀公正的評(píng)估。實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)針對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)必須掌握的技能模塊進(jìn)行評(píng)分，多次出現(xiàn)錯(cuò)誤或者屢教不改者扣分。

3.2.3實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面的分析總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告從版面的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)的表達(dá)到制圖，每一項(xiàng)都有嚴(yán)格的打分標(biāo)準(zhǔn)，確保給出的分值公平公正。同時(shí)要向?qū)W生傳遞一種思想：每一次的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是一次向別人展示自己成果的機(jī)會(huì)，排版美觀、條理清晰、數(shù)據(jù)分析有理有據(jù)是非常重要的，是一門必修課。

4.結(jié)語(yǔ)

為了適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)人才培養(yǎng)的要求，普化實(shí)驗(yàn)整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)始終以培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、創(chuàng)新的科研思維為前提，進(jìn)行了系列改革，取得了顯著成效。今后，我們會(huì)隨著課程的發(fā)展，不斷引入新的前沿課題，只有緊跟科研發(fā)展，不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的學(xué)生。

基金項(xiàng)目：上海理工大學(xué)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（基于物聯(lián)網(wǎng)智能化試劑管控平臺(tái)SH2021274），上海理工大學(xué)外國(guó)留學(xué)生政府獎(jiǎng)學(xué)金服務(wù)支持體系（高效國(guó)際學(xué)生課題與專業(yè)建設(shè)）

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