以學(xué)習(xí)動機(jī)為驅(qū)動的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐*

李青云，韋 旭，覃杏珍，周艷玲，蔣林斌

(廣西大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，廣西 南寧 530004)

教育是有目的地培養(yǎng)人的社會活動，提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等教育教學(xué)始終關(guān)注的重點(diǎn)問題[1-2]。特別在當(dāng)前國家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的時代背景下，高校必須充分發(fā)揮基礎(chǔ)研究人才培養(yǎng)的主力軍作用，進(jìn)一步提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體對象，充分發(fā)揮“學(xué)”的主體性和自主性對提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量尤為重要。教育心理學(xué)研究表明，學(xué)習(xí)動機(jī)(即激發(fā)個體進(jìn)行學(xué)習(xí)活動，維持已引起的學(xué)習(xí)活動并使學(xué)習(xí)行為朝向一定目標(biāo)的內(nèi)在過程或內(nèi)部心理狀態(tài))是影響學(xué)習(xí)行為、提升學(xué)習(xí)效率、提高學(xué)習(xí)效果的重要因素[3]。根據(jù)馬斯洛的需求層次理論，人的動機(jī)是由人的需求決定的。學(xué)習(xí)動機(jī)取決于學(xué)習(xí)需要，并能激發(fā)和維持自主學(xué)習(xí)[4]，因此，提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量需要在“教”與“學(xué)”上找問題、下功夫。

基于此，本文對我校現(xiàn)行基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在的共性問題進(jìn)行了認(rèn)真查找與分析，以學(xué)生興趣愛好和學(xué)習(xí)需求為著手點(diǎn)，開展課程內(nèi)容和教學(xué)模式的改革研究與實(shí)踐，建立滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求、維持長效學(xué)習(xí)動力的教學(xué)體系，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量，不斷推動我校本科實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展

1 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的共性問題分析

基礎(chǔ)課程在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的作用，課程是人才培養(yǎng)的核心要素。我校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程面向全校10個理工學(xué)院、24個專業(yè)大一、大二本科學(xué)生教授無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化工原理實(shí)驗(yàn)，具有基礎(chǔ)性強(qiáng)、專業(yè)門類廣、學(xué)生人數(shù)多的特點(diǎn)。2018年學(xué)校進(jìn)行課程體系改革，將實(shí)驗(yàn)操作與理論課程相剝離而獨(dú)立設(shè)課，把實(shí)驗(yàn)課程的重要性擺在了更為突出的位置。作為獨(dú)立課程，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上仍然存在如下短板問題：

1)課程建設(shè)力度不夠，教學(xué)內(nèi)容相對僵化，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生實(shí)踐理論知識、提高思維能力的重要途徑，在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)代大學(xué)生思維活躍、勇于探索。除了完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容之外，一些熱愛化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生有自己的獨(dú)立想法，他們對自主選題的實(shí)驗(yàn)探討、實(shí)驗(yàn)大賽表現(xiàn)出極大的興趣愛好，而現(xiàn)有的課程內(nèi)容、教學(xué)形式相對僵化、不夠豐富，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展需求。因此，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程需要用活教學(xué)資源，釋放更多自主探討的空間，充分激發(fā)各類學(xué)生的創(chuàng)新潛能和學(xué)習(xí)內(nèi)生動力，充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2)教學(xué)模式守舊，現(xiàn)代化教學(xué)手段運(yùn)用不夠，不利于提高教學(xué)質(zhì)量。

將傳統(tǒng)的“以教為主”的教學(xué)模式改革為“以學(xué)為主”的教學(xué)模式已獲得廣泛共識，文獻(xiàn)報道的多種教學(xué)模式如“CDIO”工程教育模式、“PBL問題為導(dǎo)向”教學(xué)、“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)、線上-線下混合教學(xué)等提供了很好的參考與借鑒[5-7]，但在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中并未廣泛實(shí)踐，教師仍然采用講授+演示的教學(xué)模式，并且信息化教學(xué)手段在課前、課中、課后全流程教學(xué)中的應(yīng)用很欠缺，粉筆+黑板仍是主要的教學(xué)手段，教學(xué)反饋也主要為實(shí)驗(yàn)報告形式，不利于教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。因此，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程迫切需要完成“智慧黑板”的教學(xué)轉(zhuǎn)變。

2 基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革研究與實(shí)踐

2.1 “多維進(jìn)階-線上線下”雙循環(huán)的教學(xué)體系及教學(xué)實(shí)踐

基于上述教學(xué)問題的分析與思考，圍繞綜合性創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)，從“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念出發(fā)，結(jié)合當(dāng)代大學(xué)生思維活躍、勇于探索的學(xué)情特點(diǎn)，將學(xué)生的興趣愛好與學(xué)習(xí)需求作為課程改革建設(shè)的抓手，以學(xué)習(xí)動機(jī)驅(qū)動教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段等方面的改革。通過重新梳理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)結(jié)構(gòu)，改革使用有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效率的方法手段，創(chuàng)建了以“強(qiáng)基、創(chuàng)培、拔尖”為核心的“基礎(chǔ)訓(xùn)練、拓展提升、綜合拔尖”多維進(jìn)階-線上線下雙循環(huán)的教學(xué)體系(圖1)，開展分層次、多樣化的教學(xué)來滿足不同學(xué)生個體的學(xué)習(xí)需求，提高課程教學(xué)的有效性，從而提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。課程改革選取大一新生首個基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程——無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為試點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)與實(shí)踐，從以下3個維度全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

圖1 “多維進(jìn)階-線上線下”雙循環(huán)的課程教學(xué)

1)強(qiáng)基層次(強(qiáng)化基礎(chǔ))，使學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)核心素養(yǎng)。

通過對實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的整合、教學(xué)內(nèi)容的重新設(shè)計，將簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由原來的12個減少為7個，而綜合性和設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由原來的3個增加為8個。對課前-課中-課后的教學(xué)流程改革優(yōu)化，課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師通過線上發(fā)布微視頻、問答題等方式幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)原理和操作，積極啟發(fā)思維。在課堂講解過程中，教師不再進(jìn)行重復(fù)演示，而是根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況進(jìn)行答疑解惑，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程及其理論依據(jù)的理解。課后環(huán)節(jié)通過布置思考題和實(shí)驗(yàn)操作反思總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與思考，進(jìn)一步加深實(shí)驗(yàn)原理的理解和各單元操作的邏輯關(guān)系。經(jīng)過“理論-實(shí)踐-理論”的閉環(huán)訓(xùn)練，全面強(qiáng)化并且夯實(shí)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和基礎(chǔ)理論，使其理論與實(shí)踐并舉，知與行相統(tǒng)一。

2)創(chuàng)培層次(創(chuàng)新培育)，使學(xué)生拓展知識，提升實(shí)驗(yàn)技能，具有一定的分析問題、解決問題的能力，孵育創(chuàng)新能力。

“創(chuàng)培”主要面向全校熱愛化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行自主探究，提升實(shí)驗(yàn)技能，孵育創(chuàng)新能力。創(chuàng)培的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全都來自于學(xué)生的興趣愛好，完全由學(xué)生自主提出，它們可以是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題的探討。例如，學(xué)生對“三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備”實(shí)驗(yàn)中二次添加草酸的方式及條件進(jìn)行探討；也可以是選修的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如自行設(shè)計“硫代硫酸鈉的制備”實(shí)驗(yàn)方案并操作完成；還可以是學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料后再動手實(shí)踐的趣味化學(xué)實(shí)驗(yàn)，例如蠟燭、香皂、葉脈書簽等化學(xué)工藝品的制作。只要學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案正確且可行，實(shí)驗(yàn)室條件許可，指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)操作等方面提供全力支持。

3)拔尖層次，使學(xué)生具有科研精神與創(chuàng)新能力，掌握突出的實(shí)驗(yàn)技能，全面提高綜合素質(zhì)與能力。

充分利用并發(fā)揮大一新生思維活躍、學(xué)習(xí)能動性強(qiáng)的優(yōu)勢，對有志成為領(lǐng)軍人才的學(xué)生進(jìn)行高階訓(xùn)練。將基礎(chǔ)化學(xué)課程組的教師團(tuán)隊(duì)與學(xué)生進(jìn)行對接，提供全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽、廣西高校大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競賽、全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計大賽、全國/全區(qū)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、國家基金/廣西基金等各類賽事和科研課題的專項(xiàng)指導(dǎo)。通過以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改，以科促教，科教融合等多種途徑，讓學(xué)生能夠從大一開始參與科學(xué)研究的訓(xùn)練，并在此過程中不斷淬煉技能，磨練意志，發(fā)展科學(xué)思維與創(chuàng)新能力，不斷培養(yǎng)成為領(lǐng)軍型“拔尖”人才。

2.2 改革實(shí)踐效果及特色

2.2.1 初步實(shí)踐情況

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過1年多的改革建設(shè)，面向2021級的學(xué)生進(jìn)行了初步實(shí)踐。從目前收到的反饋信息來看，改革后的實(shí)驗(yàn)課程受到學(xué)生們的喜愛和好評，課程改革初見成效。線上-線下雙循環(huán)的教學(xué)模式能夠促使學(xué)生理論與實(shí)踐知行合一、以知促行、以行求知，切實(shí)提高了教學(xué)的有效性和教學(xué)質(zhì)量。與2020級的學(xué)生相對比，2021級的學(xué)生通過線上預(yù)習(xí)的充分準(zhǔn)備，他們對實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過程的理解更為透徹，進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)操作過程中遇到的問題也能較好地運(yùn)用理論進(jìn)行分析與解釋。同時，線下操作的完成速度和完成質(zhì)量也明顯優(yōu)于2020級學(xué)生。而更令人欣喜的是，課內(nèi)-課外雙循環(huán)的教學(xué)體系極大地激活了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與動力，周末、節(jié)假日時間開放的實(shí)驗(yàn)室全部被約滿，學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計方案、操作完成課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。與此同時，2022年大一學(xué)生申報和參與國家級、區(qū)級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”項(xiàng)目的人數(shù)比2021年增加了36%。“課內(nèi)練技能、課外秀實(shí)力”的新型教學(xué)體系有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，對學(xué)生的成長發(fā)展、人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高起到了積極的促進(jìn)作用。

2.2.2 兩個“雙循環(huán)”的特色

1)以課程內(nèi)容(基礎(chǔ)訓(xùn)練)“內(nèi)循環(huán)”為主體，課內(nèi)課外(拓展提升、綜合拔尖)雙循環(huán)相互促進(jìn)的教學(xué)體系。

根據(jù)重新梳理、整合的課程教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別歸類為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)并組成內(nèi)循環(huán)“強(qiáng)基”進(jìn)階模塊；課程教學(xué)內(nèi)容之外，以學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)驅(qū)動設(shè)置了拓展提升能力的“創(chuàng)培”進(jìn)階模塊與綜合選拔的“拔尖”進(jìn)階模塊，由此形成以課程內(nèi)容(即基礎(chǔ)訓(xùn)練進(jìn)階)“內(nèi)循環(huán)”為主體，課內(nèi)與課外(即創(chuàng)培訓(xùn)練、拔尖訓(xùn)練進(jìn)階)雙循環(huán)的多維進(jìn)階教學(xué)體系。該課程體系以當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與特點(diǎn)為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮并挖掘基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的平臺作用，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)階訓(xùn)練，強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能、基礎(chǔ)理論的認(rèn)識與學(xué)習(xí)，深刻理解實(shí)驗(yàn)過程，掌握解決實(shí)驗(yàn)問題的思路與方法手段，樹立實(shí)踐與理論相結(jié)合的辯證思想。基于學(xué)習(xí)動機(jī)發(fā)展的課外進(jìn)階模塊，通過“橫向拓展”的自主探究開放實(shí)驗(yàn)和“縱向延伸”的科研/賽事專項(xiàng)訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生建立長效穩(wěn)定的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)機(jī)制，并為學(xué)生的個性化多元發(fā)展提供助力，使得學(xué)生人人皆可成才。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，支持學(xué)生的創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)人人盡展其才，同時也為加快建設(shè)多元發(fā)展、多極支撐的現(xiàn)代基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新體系奠定基礎(chǔ)。

2)以“學(xué)生為主，教師為輔”的線上-線下融合、精準(zhǔn)反饋-互促共贏的雙循環(huán)教學(xué)模式。

“互聯(lián)網(wǎng)+” “智能+”等線上教學(xué)方式是未來信息化教學(xué)的發(fā)展方向[8-9]，線上教學(xué)賦能傳統(tǒng)黑板教學(xué)的改革創(chuàng)新，使得原來單一寫報告的預(yù)習(xí)形式拓展為包括虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺、微課、慕課、雨課堂等多種預(yù)習(xí)途徑。通過QQ課程群的即時通訊軟件功能，教師與學(xué)生之間可以實(shí)現(xiàn)全流程無障礙交流討論；借助線上教學(xué)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，教師能夠準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更好地進(jìn)行精準(zhǔn)輔導(dǎo)與答疑，有利于提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，從而形成良好的教師-學(xué)生雙向互助共贏的閉環(huán)教學(xué)關(guān)系。在“創(chuàng)培”和“拔尖”模塊中，源自于學(xué)生自我發(fā)展需要的內(nèi)生學(xué)習(xí)驅(qū)動力促使師生間的交流合作更為緊密，“點(diǎn)對點(diǎn)”的即時反饋機(jī)制極大地提高了教學(xué)的有效性，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長最大化。線下教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師同樣可以借助視頻、虛擬仿真等多種形式進(jìn)行課程講授，通過“問題導(dǎo)向”來啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生解析實(shí)驗(yàn)過程及其涉及的原理，加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解與運(yùn)用。改革后的線上-線下混合交互教學(xué)模式不僅有效提高教師與學(xué)生的“教”“學(xué)”效果，全方位提高教學(xué)質(zhì)量，而且為進(jìn)一步建設(shè)從課前到課后的全流程沉浸式教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

子曰：知之者不如好之者，好之者不如樂之者。本文基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革在綜合分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題、學(xué)生學(xué)情特點(diǎn)和興趣需求等情況的基礎(chǔ)上，將學(xué)生的興趣與需求轉(zhuǎn)化為持續(xù)性學(xué)習(xí)動力的改革思路，以學(xué)習(xí)動機(jī)來驅(qū)動課程體系重構(gòu)和教學(xué)模式改革，將外部“教”與內(nèi)生“學(xué)”雙向融合考慮，重新創(chuàng)建以學(xué)生多元發(fā)展、強(qiáng)基創(chuàng)新為核心的多維進(jìn)階、課內(nèi)課外雙循環(huán)的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系，因材施教、精準(zhǔn)施教，在促進(jìn)教學(xué)相長，提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量方面初見成效。后續(xù)教改工作需要在師資隊(duì)伍整合優(yōu)化、線上-線下教學(xué)深度融合、多維度評價考核等方面進(jìn)一步細(xì)化與完善，持續(xù)深化我校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與一流本科課程建設(shè)。