“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

劉艷　張福蘭　付翠翠

[摘 要]信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用互聯(lián)網(wǎng)和智能教學(xué)軟件等技術(shù)和手段對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，依托智能教學(xué)軟件提供及時(shí)的信息和資源，發(fā)布有利于過(guò)程性評(píng)價(jià)的教學(xué)活動(dòng)，可充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，構(gòu)建以學(xué)生為中心，將信息技術(shù)與教育教學(xué)高度融合的教學(xué)新模式。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)實(shí)驗(yàn);互聯(lián)網(wǎng)+;教學(xué)軟件;教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2021）11-0083-04

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，提升學(xué)生的動(dòng)手能力，鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思維和科研能力，因此，各大高校對(duì)打造高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都非常重視。但是，我們現(xiàn)有的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在著與學(xué)生培養(yǎng)要求不匹配的問(wèn)題。在當(dāng)前形勢(shì)下，進(jìn)一步提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、分析解決實(shí)際問(wèn)題以及團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作的能力，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待進(jìn)行深入改革。

中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》 ，提出了推進(jìn)教育現(xiàn)代化的十項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，其中之一就是要大力推進(jìn)教育信息化，著力構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支持學(xué)校充分利用信息技術(shù)開(kāi)展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革，推動(dòng)以互聯(lián)網(wǎng)等信息化手段服務(wù)教育教學(xué)全過(guò)程，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+教育”支撐服務(wù)平臺(tái)，深入推進(jìn)“三通兩平臺(tái)”建設(shè)。

當(dāng)今的時(shí)代，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。隨著國(guó)家教育信息化“三通兩平臺(tái)”戰(zhàn)略的推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)不僅成為信息與知識(shí)的載體，也成為信息與知識(shí)的主要來(lái)源，成為教與學(xué)的主要場(chǎng)所。有人說(shuō)00后是互聯(lián)網(wǎng)的“原住民”，他們的認(rèn)知模式、思維方式乃至學(xué)習(xí)方法、生活習(xí)慣都發(fā)生了深刻變化。教育對(duì)象在變，教師則必須與時(shí)俱進(jìn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，探索利用互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境和新的技術(shù)手段改進(jìn)教學(xué)，提供及時(shí)的信息和資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，以學(xué)生為中心，構(gòu)建學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的教學(xué)新模式。

一、當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題

（一）教學(xué)方式方法不先進(jìn)

傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以課堂為中心，以教材為載體，其教學(xué)流程為：教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)→學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)預(yù)習(xí)并完成預(yù)習(xí)報(bào)告→實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前教師講解實(shí)驗(yàn)步驟、操作要點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)→學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→記錄數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→實(shí)驗(yàn)課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種固定模式下，學(xué)生預(yù)習(xí)以機(jī)械照抄書(shū)本為主，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)流于形式，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟缺乏理解。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中基本處于被動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)安排進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，少有主動(dòng)性的參與，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式也主要是強(qiáng)化記憶一些實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，鮮有學(xué)生自己的思考、推理和反思。

（二）實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范不統(tǒng)一

化學(xué)實(shí)驗(yàn)注重基本操作細(xì)節(jié)的強(qiáng)化及鞏固，操作規(guī)范既是專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的體現(xiàn)，也是實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的保證，更是學(xué)生將來(lái)從事科研工作的基礎(chǔ)。而傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中卻存在操作規(guī)范不統(tǒng)一的現(xiàn)象，導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因，一是由于個(gè)人認(rèn)識(shí)理解問(wèn)題的角度不同，導(dǎo)致同一項(xiàng)操作，不同的教師有不同的指導(dǎo)方法，其中不乏不正確的操作指導(dǎo);二是教材中對(duì)某些操作的描述不夠直觀，雖然課堂上教師會(huì)進(jìn)行一些演示指導(dǎo)，但由于人數(shù)多，教室大，受視角限制，很難保證每位學(xué)生都能清楚地看到教師的示范動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不規(guī)范操作比較普遍。

（三）實(shí)驗(yàn)監(jiān)控指導(dǎo)不精準(zhǔn)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)室空間大，通風(fēng)櫥等設(shè)備的運(yùn)行噪音大，教師聲音難以“服眾”，學(xué)生亦不能準(zhǔn)確地接收到教師傳遞的信息。加之實(shí)驗(yàn)涉及的儀器及操作等單靠講授很難達(dá)到細(xì)致、準(zhǔn)確、直觀的教學(xué)效果，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)沒(méi)興趣，課堂紀(jì)律松散。實(shí)驗(yàn)中，受時(shí)間和空間的限制，指導(dǎo)教師無(wú)法第一時(shí)間了解每位學(xué)生的操作情況，不能及時(shí)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，使得學(xué)生亦無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，修正錯(cuò)誤。長(zhǎng)此以往，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生敷衍了事，一些錯(cuò)誤操作長(zhǎng)期存在，使得提高動(dòng)手能力無(wú)從談起，教學(xué)質(zhì)量無(wú)法保證。

（四）實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)不可靠

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)雖有過(guò)程性評(píng)價(jià)要求，但在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很難做到可靠且準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。原因在于，實(shí)驗(yàn)課堂上往往一名教師要同時(shí)指導(dǎo)十幾名學(xué)生，教師無(wú)法第一時(shí)間了解每位學(xué)生的操作情況，導(dǎo)致只能以實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性無(wú)法做出正確評(píng)價(jià)。

針對(duì)以上問(wèn)題，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中將互聯(lián)網(wǎng)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相融合，將信息技術(shù)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。其宗旨是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為教學(xué)服務(wù)，探索更為精準(zhǔn)高效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，形成規(guī)范基本操作、提高綜合能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維、促進(jìn)個(gè)性發(fā)展的教學(xué)思路，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

二、利用“互聯(lián)網(wǎng)+”教育平臺(tái)打造教學(xué)新形態(tài)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的不斷深入發(fā)展，各行各業(yè)受互聯(lián)網(wǎng)影響產(chǎn)生新的格局。在此背景下，2014年11月，藍(lán)墨科技研發(fā)推出一款移動(dòng)教學(xué)APP“云班課”。這款A(yù)PP一經(jīng)推出就受到不少高校教師的青睞，它將課堂內(nèi)外教學(xué)中的師生互動(dòng)、對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)答疑和指導(dǎo)、布置作業(yè)、批改作業(yè)等環(huán)節(jié)集中在了一個(gè)小小的云服務(wù)平臺(tái)上，通過(guò)手指點(diǎn)觸即可完成學(xué)習(xí)、交流、討論等過(guò)程。“云班課”作為一款基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的終端教學(xué)軟件，能夠輔助教師完成課堂教學(xué)、課堂管理、成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析等教學(xué)過(guò)程，它使得教師教學(xué)更輕松，學(xué)生學(xué)習(xí)更有趣。教師可以在“云班課”上發(fā)布圖片、視頻、課件等豐富的教學(xué)資源，開(kāi)展討論答疑、頭腦風(fēng)暴、投票問(wèn)卷、搶答、在線(xiàn)測(cè)試等多種形式的教學(xué)活動(dòng)，并結(jié)合成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身教學(xué)中的問(wèn)題和學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

筆者本學(xué)期講授的課程是《無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，本課程是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程，主要介紹無(wú)機(jī)物的制備和溶液的配制方法，常壓過(guò)濾、減壓過(guò)濾、離心分離、結(jié)晶、重結(jié)晶等分離提純方法;臺(tái)秤、分析天平、滴定管、容量瓶、吸管、量筒、啟普發(fā)生器等儀器的使用方法;元素化學(xué)中試管反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技巧;等等。本課程既是一門(mén)獨(dú)立的課程，又與相應(yīng)的理論課——《無(wú)機(jī)化學(xué)》有著緊密的聯(lián)系，是化學(xué)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的第一門(mén)必修專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程。因此，本課程的教學(xué)是加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本操作，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神以及科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是大學(xué)新生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)思維實(shí)現(xiàn)歷史性轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵一步，對(duì)于人才的綜合素質(zhì)培養(yǎng)有著十分重要的意義。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)和勇于探索的科學(xué)精神。本課程作為化學(xué)專(zhuān)業(yè)的先導(dǎo)課程還擔(dān)負(fù)著為后繼化學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的重要作用。

為打造教學(xué)效率高、教學(xué)效果好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新形式，我們從2018級(jí)開(kāi)始嘗試?yán)谩霸瓢嗾n”APP平臺(tái)輔助開(kāi)展無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課前在“云班課”上傳教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)操作微視頻等教學(xué)資源，并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)在線(xiàn)測(cè)試;課中，要求學(xué)生上傳關(guān)鍵操作微視頻及實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片;課后，除了讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，對(duì)于元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)還開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試活動(dòng)。通過(guò)兩個(gè)年級(jí)的嘗試，我們深切體會(huì)到新的教學(xué)模式帶來(lái)的改變。由于每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)都要求上傳相應(yīng)的圖片或視頻，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)更加認(rèn)真，更勤于思考，操作也更加規(guī)范，問(wèn)題意識(shí)也隨之提高。同時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定也更客觀、準(zhǔn)確。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具體措施

（一）教學(xué)形式“信息化”，融合現(xiàn)代技術(shù)

利用信息技術(shù)，結(jié)合智慧課堂教學(xué)軟件“云班課”，構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)前—實(shí)驗(yàn)中—實(shí)驗(yàn)后”信息化教學(xué)模式（如圖2）。

（二）示范引領(lǐng)“可視化”，統(tǒng)一操作標(biāo)準(zhǔn)

利用基本操作微視頻，將操作細(xì)節(jié)和操作規(guī)范可視化，使學(xué)生在任何時(shí)段、任何地點(diǎn)可隨時(shí)點(diǎn)擊查看，使傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加“看”的比重，從枯燥的聽(tīng)課變?yōu)槁?tīng)看結(jié)合。亦可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中參照操作視頻，適時(shí)修正操作錯(cuò)誤和不足，達(dá)到提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量的目的。比如用移液管移取一定體積的液體的操作，學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)，僅僅根據(jù)指導(dǎo)書(shū)上的操作描述，很難實(shí)現(xiàn)操作的具象化，實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)對(duì)于移液管和洗耳球的控制和配合把握不好的現(xiàn)象。再如常壓過(guò)濾操作，雖然學(xué)生都能從理論上掌握操作要領(lǐng)，但在實(shí)際操作中很多學(xué)生不能協(xié)調(diào)控制玻璃棒和小燒杯。有了操作視頻的展示，可清楚地演示操作細(xì)節(jié)，并對(duì)操作規(guī)范加以統(tǒng)一。圖3是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作示范視頻的截圖：

（三）操作檢查“在線(xiàn)化”，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能

為達(dá)到操作檢查的精準(zhǔn)性，要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟的操作過(guò)程上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（如圖4）。以溶液的配制為例，要將溶質(zhì)的稱(chēng)量或量取、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、搖勻、定容等操作過(guò)程錄制微視頻并實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，教師時(shí)刻關(guān)注提交動(dòng)態(tài)，及時(shí)檢查，適時(shí)提醒學(xué)生修正錯(cuò)誤操作。同時(shí)教師也可積累學(xué)生易出錯(cuò)的操作實(shí)例，為改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供素材，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。

（四）成績(jī)?cè)u(píng)定精準(zhǔn)化，注重過(guò)程性評(píng)價(jià)

注重過(guò)成性評(píng)價(jià)，落實(shí)每個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)完成的任務(wù)，不流于形式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)都有據(jù)可查。 基于此，我們廢除了以往抄書(shū)式預(yù)習(xí)報(bào)告，改為預(yù)習(xí)測(cè)試，針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)操作、儀器使用等設(shè)置有針對(duì)性的問(wèn)題，學(xué)生需按時(shí)完成預(yù)習(xí)測(cè)試，合格方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)工作真正達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)于元素化學(xué)的實(shí)驗(yàn)，我們還增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試，使實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)能順利達(dá)成。以下是P區(qū)非金屬元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)試題目、天平的使用與溶液的配制預(yù)習(xí)測(cè)試題目及測(cè)試結(jié)果與成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文探索了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，更符合學(xué)生現(xiàn)狀、更貼近學(xué)生需求的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，優(yōu)化了“教”與“學(xué)”的組合。通過(guò)教學(xué)改革，教師負(fù)擔(dān)減輕了，工作效率得到提升，學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位也得到了加強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果顯著;實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)更加注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，更科學(xué)、更準(zhǔn)確。撰寫(xiě)此文，以期為提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提供借鑒和參考。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉永紅，文利柏，胡先文，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的公共基礎(chǔ)課教學(xué)改革的探索：以基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（I）為例[J]. 大學(xué)化學(xué)，2017（12）：31-34.

[2] 林毅，丁瓊，謝音，等.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)MOOC平臺(tái)建設(shè)[J].大學(xué)化學(xué)，2018（11）：11-14.

[3] 東方紅.“互聯(lián)網(wǎng)+”下高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊（上旬刊），2019（31）：146-147.

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[5] 尹斌，陳石林.改革原有教學(xué)模式，構(gòu)建材料學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[J].大學(xué)教育，2016（1）：165-166.

[6] 廖桂英，夏華.構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)的開(kāi)放式大學(xué)化學(xué)教學(xué)平臺(tái)[J].大學(xué)教育，2012（12）：23-24.

[責(zé)任編輯：羅 艷]