學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)變革與創(chuàng)新論文
摘要：通過對傳統(tǒng)學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)況的剖析與討論，強(qiáng)調(diào)了目前學(xué)院化學(xué)實驗課程的教學(xué)方式單一、枯燥，針對學(xué)院化學(xué)實驗課程的教學(xué)方式進(jìn)行研究，把慕課模式引入學(xué)院化學(xué)實驗課中，將慕課模式的學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)相結(jié)合，把學(xué)習(xí)理論知識置于慕課中，實驗操作部份放在傳統(tǒng)的課堂中，此方式可充分調(diào)動中學(xué)生的積極性與主動性，并能培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神，進(jìn)而提升學(xué)院化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量．
關(guān)鍵詞：學(xué)院化學(xué)實驗；慕課；教學(xué)方式
中圖分類號：Ｇ６４２．４２３文獻(xiàn)標(biāo)示碼：Ａ文章編號：１００５－４６４２（２０１６）０５－００２５－０４
在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的明天，高等理工高校人才培養(yǎng)的要求逐步提升，學(xué)院生必須具備堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、出色的動手實踐能力和敢于開拓的創(chuàng)新精神．學(xué)院化學(xué)實驗是基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部份，是系統(tǒng)地訓(xùn)練中學(xué)生把握實驗技巧和實驗技能的開端，這門課程內(nèi)涵豐富，覆蓋面廣，信息量大，對于迸發(fā)中學(xué)生想像力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)和提升中學(xué)生獨立舉辦科學(xué)研究能力具有不可取代的作用，所以學(xué)好化學(xué)實驗對于廣大理工科中學(xué)生來說是非常重要的．目前，對于傳統(tǒng)學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)存在幾點問題［１］：１）教學(xué)模式生硬，教學(xué)內(nèi)容固定、陳舊，以班主任為中心，班主任指定中學(xué)生完成相應(yīng)的實驗內(nèi)容，中學(xué)生被動地根據(jù)要求和操作步驟進(jìn)行實驗，使中學(xué)生對原本有趣的實驗喪失興趣，這些教學(xué)模式難以培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新精神．２）學(xué)習(xí)時間固定，中學(xué)生只能在短短的課堂時間內(nèi)完成班主任所要求的實驗內(nèi)容，這樣就防止不了有些中學(xué)生為了應(yīng)付而學(xué)習(xí)．３）考評制度不健全，通常成績考評都以班主任為中心，很難做到公正、公正．近幾年，慕課像一場全球性的數(shù)字海嘯，給世界高等教育帶來了巨大的沖擊，引起了一場教育的風(fēng)暴．慕課（ＭＯＯＣｓ）是Ｍａｓｓｉｖｅｏｐｅｎｏｎｌｉｎｅｃｏｕｒ－ｓｅｓ［２］的簡稱，其意為：大規(guī)模開放性的在線課程．慕課不僅是學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者的集聚，更是一種通過共同話題或某一領(lǐng)域的討論將班主任和學(xué)習(xí)者聯(lián)接上去的方法［３］．隨著信息技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，慕課遭到了ＩＴ精英和教育專家們的高度關(guān)注［４］．慕課相對于傳統(tǒng)教學(xué)具有如下特征：第一，課程時間較短，這要求課程更突出精華；第二，中學(xué)生可以隨時隨地去學(xué)習(xí)，改變了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式；第三，將中學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)弄成主動思索．本文針對現(xiàn)有的學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)模式展開研究，把慕課模式引入學(xué)院化學(xué)實驗課中，將慕課模式的學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)相結(jié)合，把學(xué)習(xí)理論知識置于慕課中，將實驗操作部份置于傳統(tǒng)的課堂里，這樣中學(xué)生就可以自行選擇學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)地點，不受傳統(tǒng)課堂的時間和地點限制，只要有網(wǎng)路的地方中學(xué)生均可學(xué)習(xí)，之后在課堂上進(jìn)行實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等過程，最后進(jìn)行課堂討論，這樣既節(jié)約了課堂上理論知識的講授時間，又降低了中學(xué)生的實驗操作時間和討論環(huán)節(jié)，而且中學(xué)生有充分的時間來自主設(shè)計實驗方案，組裝實驗儀器，因而提升了中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)中學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識．
１傳統(tǒng)學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)模式剖析
對石油工程系、機(jī)械手動化工程系的學(xué)院化學(xué)實驗課的預(yù)習(xí)情況和實驗操作成績進(jìn)行統(tǒng)計．表１是石油工程系和機(jī)械手動化工程系中學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，從表中可看出的有５％的中學(xué)生沒有預(yù)習(xí)報告，８６％的中學(xué)生的預(yù)習(xí)報告照搬實驗教材，只有１０％的中學(xué)生才能真正地查文獻(xiàn)找資料，完成預(yù)習(xí)過程．剖析緣由有以下幾點：１）因為中學(xué)生是非數(shù)學(xué)專業(yè)，所以對化學(xué)實驗的注重度不夠，學(xué)習(xí)不積極主動．２）中學(xué)生不曉得應(yīng)當(dāng)如何預(yù)習(xí)化學(xué)實驗，因而造成預(yù)習(xí)報告只能照搬教材．３）中學(xué)生接受了往年的灌輸模式學(xué)習(xí)，不樂意由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，這就導(dǎo)致了中學(xué)生在課堂上過分依賴班主任的講解和演示，而實驗課時不充足，若占用過多時間進(jìn)行講解和演示，中學(xué)生動手的時間才會極少，達(dá)不到實驗教學(xué)的真正目標(biāo)與療效［４］．因而造成實驗操作考評成績不及格的人數(shù)較多.表２是石油工程系與機(jī)械手動化工程系的實驗操作考評成績，從表２才能看出僅有１８％的中學(xué)生獲得實驗操作部份的優(yōu)秀成績，而大多數(shù)的中學(xué)生操作成績達(dá)到及格，有２３％的中學(xué)生在操作部份未能領(lǐng)到及格的分?jǐn)?shù)．這一結(jié)果說明了中學(xué)生難以獨立地完成整個實驗過程，而且不會進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差剖析，在實驗中出現(xiàn)問題不能獨立解決，只能求救于班主任．為了更好地解決以上問題，將“慕課”的教學(xué)方式融入學(xué)院化學(xué)實驗課程．通過慕課，中學(xué)生在實驗前進(jìn)行個性化地自主學(xué)習(xí)完整個實驗課程，避開了中學(xué)生預(yù)習(xí)不理想的情況，在課堂上進(jìn)行有序的實驗，在班主任率領(lǐng)下進(jìn)行設(shè)計實驗方案大學(xué)物理實驗論文格式，動手組裝實驗儀器，討論實驗結(jié)果，進(jìn)而使中學(xué)生真正地理解實驗的精髓，不會出現(xiàn)考試過程中不會操作，對實驗現(xiàn)象不會剖析等情況．
２學(xué)院化學(xué)實驗課程融入“慕課”的教學(xué)方式，變革其教學(xué)方式
以提高中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提高中學(xué)生科學(xué)思維意識為準(zhǔn)則，通過改善教學(xué)模式，使中學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)弄成主動學(xué)習(xí)，鼓勵中學(xué)生為自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，因而提升學(xué)院化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，變革的課堂教學(xué)方案如圖１所示．
２．１慕課模式的學(xué)習(xí)
中學(xué)生可以通過在線視頻學(xué)習(xí)實驗課程，包括學(xué)習(xí)實驗背景、實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗步驟等，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，慕課模式的優(yōu)點是學(xué)習(xí)者可以自行選擇學(xué)習(xí)時間及學(xué)習(xí)地點，同時可以針對不懂的部份有針對性地進(jìn)行回放學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗論文格式，直至才能完全讀懂、學(xué)會為止．這樣除了可以降低班主任在課堂的講授時間，并且還能提高中學(xué)生在課堂的自信心，增強(qiáng)了中學(xué)生的學(xué)習(xí)療效．視頻可選定國外外知名院校的教學(xué)視頻拼接，也可請有經(jīng)驗的一線班主任錄制．中學(xué)生可以利用在線習(xí)題進(jìn)行自測以鞏固學(xué)習(xí)療效、加深理解實驗原理．習(xí)題及答案由專家及有經(jīng)驗的一線班主任制定并發(fā)布．當(dāng)完成此次課程后可步入在線虛擬課堂與其他在線學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流互動，在進(jìn)一步加大對本次課程的理解的同時進(jìn)行實驗內(nèi)容以及實驗方案的討論，也可將問題以討論帖的方式掛于虛擬課堂的虛擬“黑板”上，待后來的學(xué)習(xí)者參與剖析與討論，同時班主任定期或不定期上線給與疑難問題的解答與指導(dǎo)．通過這些慕課模式的學(xué)習(xí)、討論，中學(xué)生由被動參與者弄成了主動學(xué)習(xí)者，但是只要有網(wǎng)路的地方，中學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)，解決了課堂教學(xué)局限性的問題．
２．２課堂教學(xué)模式變革
通過在線學(xué)習(xí)，中學(xué)生對實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗操作步驟早已初步把握，班主任和中學(xué)生共同走入傳統(tǒng)的課堂步入動手操作環(huán)節(jié)．１）首先要求中學(xué)生按實驗教材內(nèi)容順利完成實驗，并對形成的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，判定實驗結(jié)果是否符合理論預(yù)期．２）中學(xué)生完成指定的實驗后，班主任引導(dǎo)中學(xué)生對此實驗進(jìn)行討論，討論的內(nèi)容由淺入深，通常包括：出現(xiàn)某種實驗現(xiàn)象的緣由，數(shù)據(jù)中偏差的來源，怎么減少檢測過程中出現(xiàn)的偏差，估算偏差的不確定度，擬定其他可行的實驗方案，等等．３）通過由淺入深地學(xué)習(xí)，中學(xué)生才能自己設(shè)定實驗方案，班主任對中學(xué)生設(shè)定的實驗方案進(jìn)行更改，幫助中學(xué)生順利完成實驗．在設(shè)計實驗方案的過程中，中學(xué)生才能把握主動權(quán)，有獨立思索的機(jī)會，還能清楚什么是自己的強(qiáng)項和短板，因而取長補(bǔ)短，關(guān)注怎么提升自身學(xué)習(xí)能力的策略和習(xí)慣．４）中學(xué)生獨立搭建實驗裝置，完成整個實驗過程．在班主任的指導(dǎo)下，中學(xué)生自己搭建新的實驗裝置，并完成實驗數(shù)據(jù)的檢測和處理過程，并進(jìn)行偏差剖析與估算．在這個過程中，中學(xué)生覺得在學(xué)習(xí)中值得冒險嘗試新方式，她們能否從錯誤中汲取經(jīng)驗，舉一反三，因而培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新精神和對科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)心態(tài)．在這個過程中，中學(xué)生與班主任的共同學(xué)習(xí)，降低了距離感，有利于班主任因材施教．
２．３成績考評制度變革
嚴(yán)格的考評制度是保證優(yōu)良教學(xué)質(zhì)量必不可少的前提條件［３］．目前，學(xué)院化學(xué)成績考評制度分為實驗操作與面試成績，比列分配各占５０％．為提升中學(xué)生對實驗的積極性，改變成績考評制度，將成績考評分為線上自測、實驗操作和面試成績，比列分別為１∶４∶５，滿分為１００分．對于能力較強(qiáng)的中學(xué)生可以申請期終考試免試，申請免試的中學(xué)生除要取得平常的基本實驗、綜合訓(xùn)練、考題討論課等教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)異成績外，中學(xué)生還要選擇班主任設(shè)置的一些創(chuàng)新型實驗，要求中學(xué)生自己查閱資料、分析理解、制定實驗方案，中學(xué)生可以在開放的實驗室里改進(jìn)或重新制做實驗裝置，設(shè)計新的實驗內(nèi)容，并完成實驗研究論文［４］．
３融入慕課思想的教學(xué)實踐
作者于２０１５年３月針對邁克耳孫干涉實驗課對本校２０１４級１４０３０６班采取了試點教學(xué)．首先打算預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的視頻，視頻內(nèi)容主要為邁克耳孫干涉實驗的背景、實驗原理以及實驗內(nèi)容．中學(xué)生在課下預(yù)習(xí)視頻，了解邁克耳孫干涉實驗的真諦及實驗內(nèi)容．課堂上班主任運用１０ｍｉｎ講解操作實驗儀器的注意事項，留給中學(xué)生４５ｍｉｎ進(jìn)行基于邁克耳孫干涉儀的光波長檢測實驗，并借助剩余的３５ｍｉｎ由班主任引導(dǎo)中學(xué)生進(jìn)行討論．討論題目按照實驗內(nèi)容預(yù)先設(shè)計好，比如：最初設(shè)計邁克耳孫干涉儀的目的是哪些？現(xiàn)在邁克耳孫干涉儀的應(yīng)用領(lǐng)域有什么問題？等等，以此提升中學(xué)生對邁克耳孫干涉實驗內(nèi)涵的理解．通過上述教學(xué)環(huán)節(jié)２０１４級１４０３０６班所得成績列于表３，同時將２０１３級１３０３０５班的邁克耳孫干涉實驗課成績作為對比也列于表３．２０１３級１３０３０５班人數(shù)為３５人，采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，２０１４級１４０３０６班的人數(shù)是３３人，采用的是本文所述的教學(xué)模式．通過表３的數(shù)據(jù)可以看出：１）預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)優(yōu)秀和良好的比列顯著減小，成績提升明顯；２）實驗操作環(huán)節(jié)的成績提升并不顯著；３）實驗報告成績有所提升．通過課堂狀態(tài)剖析，實驗操作環(huán)節(jié)的成績提升不顯著的緣由是課堂操作時間短，在降低課堂操作時間的同時須要有針對性地降低中學(xué)生動手能力的訓(xùn)練．
４結(jié)束語
本文將慕課模式引入學(xué)院化學(xué)實驗課中，將慕課模式的學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)模式的課堂教學(xué)結(jié)合，在學(xué)院化學(xué)實驗課堂充分借助慕課的優(yōu)勢，減短了班主任講解環(huán)節(jié)和機(jī)械式的重復(fù)過程，留出大部分時間用于中學(xué)生實驗操作時間和討論，有利于迸發(fā)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升中學(xué)生的主動性，培養(yǎng)中學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識，進(jìn)而提升了化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量．
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