孟慶喜 陳長寶 朱樹華 張麗麗
(山東農業大學化學與材料科學學院,山東 泰安 271018)
基礎化學實驗課程是山東農業大學面向農業科學、生命科學、植物科學、動物科學、食品科學和環境科學等數十個相關專業的一門必修課,是一門非常重要的專業基礎課。 基礎化學實驗注重培養學生的動手能力,具有很強的實踐性,有利于培養學生的科學精神、實踐精神、創新精神等綜合素質。 隨著社會的發展、人才培養模式的改變,實驗教學的重要性日益突出,為更好地促進基礎化學實驗的教與學,筆者在現有的條件下進行了“小班化”教學的嘗試。
“小班化”教學模式起源于歐美發達國家,在許多課程的教學中積累了豐富的經驗。 近幾年,我國高校也進行了一些“小班化”教學的嘗試,并逐步推廣。“小班化” 教學模式更注重學生學習興趣與能力的培養,在提高學生學習的主動性、激發學生的潛能等方面具有獨特的魅力。
我校基礎化學實驗是國家級一流本科課程(線上線下混合式一流課程),有完整的課程體系,簡潔詳細的教學課件,直觀清晰的慕課視頻,規范統一的教學大綱與指導手冊,采取線上線下混合式教學方式。 一般是以一個自然班(約30 人)作為一個教學班,2 到3人作為一個實驗組(一些實驗如滴定分析實驗等要求學生獨立完成實驗內容), 旨在使學生熟練掌握化學實驗的基本操作,培養學生的實驗技能、協作能力以及分析問題、解決問題的能力,為本科畢業論文研究內容的開展及以后的科學研究工作打下良好的基礎。
在基礎化學實驗的教學過程中, 即使30 人學生上課,教師也無法關注到每一個學生的每一步實驗操作,因此,小班化實驗教學更能提高學生的關注度,更注重學生興趣的激發和能力的培養。
關注度是相互的, 當教師關注于某一學生時,學生也會更加關注教師,關注于教師在上課時所講解的每一個實驗操作、強調的每一個注意事項,進而全身心投入到實驗課程上,安全、優質地完成全部實驗內容。 基礎化學實驗課程的授課對象是對大學生活充滿憧憬困惑的大學一年級新生,他們中也許有很多人是人生中第一次離開家庭、離開父母獨立生活,失去了高中教師的監督與督促,更自由,更容易“放飛自我”。此時,任課教師的關注與關心,更容易引領他們更好地生活、學習等。 小班化實驗教學的任課教師更容易讓學生感覺溫暖、敞開心扉。
興趣是學生學習的動力,是催化劑。 當學生對實驗內容感興趣時,就會主動學習知識、掌握技能。 在如今互聯網與移動終端高度發達的時代,許多基本知識都可以從互聯網上搜索下載,因此,對當代大學生來說,主動學習是非常重要的,興趣也是必不可少的。 在實驗教學過程中,教師把實驗內容與科學研究、科研熱點、科研課題相結合(如在講解蒸餾與分餾時,可以與藥物合成、提純及藥物的副作用等結合)、把注意事項與實驗事故、科研趣談相聯系(實驗室用火安全擴展到滅火器的選擇及使用),激發學生的學習興趣;突出學生的主體地位,關注每一個學生在實驗開展過程中操作技能的掌握程度,注重問題的發現、提出與解決,要使學生“知其然,知其所以然”。
在基礎化學實驗的教學過程中,教師應該注重學生四個方面能力的培養:動手能力,即實驗的基本技能(基本操作及常用儀器的使用方法);學習能力,即對實驗目的、原理、內容、步驟的深刻理解;協作能力,即協作完成實驗的能力;科研能力,即獨立查閱文獻、設計實驗內容與步驟的能力 (這是比較高的要求,對大學一年級新生比較難,可以鼓勵、嘗試進行,不要苛責)。 “小班化”實驗教學過程中,采取翻轉課堂教學模式,讓學生演示一些重要的基本操作、實驗裝置的安裝或講解一個重要的概念、原理、步驟、注意事項等,促使學生提高自主學習能力、實驗動手能力、語言組織表達及總結歸納能力。
在基礎化學實驗的教學過程, 結合各自的專業特點,針對不同的實驗項目和教學內容,筆者嘗試采用不同的教學方法: 引導啟發式教學方法、 案例式教學方法、框架結構教學方法、互動式教學方法、螺旋式教學方法、問題式教學方法、翻轉課堂教學方法等。在基礎化學實驗小班化教學的過程中, 可以靈活選用上述各種教學方法: 如應用案例教學方法討論“去離子水制備”實驗;應用互動式教學方法講解“粗食鹽的提純”實驗;在“蒸餾與分餾”實驗中,應用了引導啟發式教學方法、翻轉課堂教學方法、問題式教學方法等;在“水蒸氣蒸餾”實驗中,回顧復習“蒸餾與分餾”,應用螺旋式教學方法;在“基本操作練習”實驗中,采用框架結構教學方法,結合后續實驗內容及典型案例,闡明了規范操作的重要性與必要性。多種教學方法的應用,激發了學生的學習興趣,調動了學生的積極性。
為分析小班化實驗教學的效果,筆者選擇了三個自然班的教學效果作對比分析,見表1。 可見,基礎化學實驗小班化教學的優點體現在實驗秩序比較好,實驗內容講授方式多樣化,教學方法的多樣化,實驗操作細致化,并能激發學生的學習興趣,培養學生自主學習的能力。 由于授課條件限制,只能按照自然班開展實驗教學, 所以有關教學效果的分析具有偶然性、片面性,但在A 班實施的教學方式方法的改革是卓有成效的,是值得肯定的。 在基礎化學實驗小班化教學的過程中,還發現一個問題:多少人才算小班? 學生數太少,浪費有限的教學資源;學生數太多,教學效果差,體現不了小班化的優勢。 由表1 并結合筆者的實踐經歷,認為:在基礎化學實驗小班化教學的過程中,學生數為10~15 人教學效果應該比較好,這有待在以后的教學中實踐驗證。

表1 三個實驗班教學效果的對比分析
在基礎化學實驗的教學過程中,筆者嘗試進行“小班化”教學,提高學生的關注度,激發學生的學習興趣,促進學生培養動手能力、學習能力、科研能力、協作能力、語言組織表達及總結歸納能力等,取得了較好的教學效果。 并將繼續進行基礎化學實驗“小班化”教學改革嘗試,更好地促進基礎化學實驗的教與學。