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[!--downpath--]近年來，數(shù)學(xué)教學(xué)部深入研究應(yīng)用型人才內(nèi)涵，不斷踐行以中學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教育理念，將改革實踐貫穿于實驗課程的全過程，建立了“基礎(chǔ)-綜合-開放”分支層次的實驗教學(xué)體系。 在教學(xué)中，實踐“問題啟發(fā)式”和“結(jié)對課堂”的教學(xué)技巧； 自主研發(fā)“3D虛擬仿真系統(tǒng)”，創(chuàng)新教學(xué)方法； 建設(shè)豐富的教學(xué)資源庫； 與課程同步成立課外興趣小組，組織參加各種競賽，加強中學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)； 建立基于能力的評估模型； 研究思想政治課與實驗課的有機(jī)結(jié)合。 通過上述改革，將傳統(tǒng)的灌輸式課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ捠秸n堂，將封閉式課堂轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式課堂，將知行合一轉(zhuǎn)變?yōu)橹泻弦唬M(jìn)而實現(xiàn)知識課堂的轉(zhuǎn)變。變身能力課堂，讓中學(xué)生獲得“知識、能力、素質(zhì)”三合一綜合訓(xùn)練大學(xué)物理實驗(第一冊)，重點發(fā)揮化學(xué)實驗班的作用。
圖1 “基礎(chǔ)-綜合-開放”分層實驗教學(xué)體系
01
在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中
“知識、能力、素質(zhì)”培訓(xùn)
在化學(xué)實驗教學(xué)體系中，基礎(chǔ)化學(xué)實驗是培養(yǎng)綜合能力和創(chuàng)新能力的前提。 在設(shè)計課程時，分析每個實驗的知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)要點，并將其與實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)融為一體，做到日常培養(yǎng)與“知識、能力、素質(zhì)”培養(yǎng)的統(tǒng)一。
知識修養(yǎng)水平
設(shè)計制作3D虛擬仿真軟件，可以觀察儀器的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，解決實驗預(yù)覽時只有文字介紹，看不到實際物體的問題，也可以用來練習(xí)實驗操作流程。 構(gòu)建多元實驗視頻資源庫，針對每個實驗重點、難點深挖課程思政要素，制作適合中學(xué)生課外學(xué)習(xí)的微視頻。
圖2 3D虛擬仿真軟件
能力發(fā)展水平
建立以能力為導(dǎo)向的問題激發(fā)教學(xué)模式，瞄準(zhǔn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求，建立以中學(xué)生為中心的實驗課程教學(xué)，課程思政一體化，“知識、能力、素養(yǎng)”融為一體滲透到教學(xué)的各個方面。
圖3 能力發(fā)展關(guān)系圖
識字水平培養(yǎng)
實驗質(zhì)量、動手能力和創(chuàng)新意識將對中學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、工作乃至生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程要求每個中學(xué)生獨立完成預(yù)習(xí)、操作和數(shù)據(jù)處理三個環(huán)節(jié)，可以充分發(fā)揮和培養(yǎng)中學(xué)生的獨立思考能力和意識。 特別是很多化學(xué)實驗儀器調(diào)節(jié)起來比較困難，需要花費大量的時間來操作。 通過這種訓(xùn)練，可以培養(yǎng)中學(xué)生面對困難、堅持不懈的實驗精神，從而提高實驗質(zhì)量。 此外大學(xué)物理實驗(第一冊)，實驗室氛圍建設(shè)也為人才培養(yǎng)提供環(huán)境支撐。
圖4 識字培養(yǎng)
經(jīng)過多年的實踐檢驗，以“問題啟發(fā)”為核心的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)體系逐漸形成。 本課程將于2021年獲批山東省一流課程，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定堅實基礎(chǔ)。
圖5 山東省批準(zhǔn)的一流課程文獻(xiàn)
02
高級技能培訓(xùn)—綜合設(shè)計化學(xué)實驗
以培養(yǎng)中學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力、開放的思維和創(chuàng)新意識。 實驗室根據(jù)中學(xué)生的專業(yè)特點，根據(jù)中學(xué)生的興趣設(shè)置熱學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)模塊。 每個模塊都由一系列實驗組成。 中學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇相應(yīng)的模塊。 學(xué)習(xí)基于研究的學(xué)習(xí)技能。
圖6 綜合設(shè)計實驗框架圖
03
項目培訓(xùn)-開放化學(xué)實驗
中學(xué)生具備基本的實踐能力，經(jīng)過系統(tǒng)的技能訓(xùn)練，可以通過項目訓(xùn)練進(jìn)一步提高創(chuàng)新能力，根據(jù)中學(xué)生專業(yè)設(shè)置項目：（1）以示范實驗裝置制作為主的開放項目針對經(jīng)濟(jì)類、管理類、工程類中學(xué)生，致力于培養(yǎng)中學(xué)生的動手能力，提高科學(xué)素質(zhì)； （2）為文科學(xué)生提供設(shè)備改進(jìn)、實用小制作和科研項目，致力于培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)精神。
在選題時，根據(jù)基本的實驗技能和技能來擴(kuò)展現(xiàn)有的內(nèi)容：如改進(jìn)現(xiàn)有的實驗儀器、采用新的方法檢測某個數(shù)學(xué)量等。該項目需要中學(xué)生查閱大量的資料，自己設(shè)計實驗方案，最后采購零部件完成儀器的組裝和調(diào)試，是有一定挑戰(zhàn)的。 通過完整項目的制作，中學(xué)生可以掌握研究性學(xué)習(xí)的方法。 為保持選題的創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，除少數(shù)選題不斷拓展外，其余均為新選題。
圖7 查看信息
圖8 電路分析與討論
圖9 模型加工制作
04
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)——學(xué)科競賽
中學(xué)生通過“基礎(chǔ)—綜合—開放”分級實驗教學(xué)體系的訓(xùn)練后，已初步具備了創(chuàng)新工作的條件。 在此基礎(chǔ)上，教師和中學(xué)生利用課外時間構(gòu)建和拓展項目功能，培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。
2021年是研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式實施的元年。 數(shù)學(xué)教學(xué)部從開放實驗中評選出3個項目參加省高校生物化學(xué)實驗競賽，最終獲得國家級二等獎1項、三等獎2項。 良好的結(jié)果。
圖8 師生暑假備戰(zhàn)
圖9 2021年全省大學(xué)生生物化學(xué)實驗競賽獲獎名單
圖10 2021年省高校生物化學(xué)實驗競賽獲獎證書
2022年是研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)模式實施的第二年，在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上完成了培養(yǎng)方案的進(jìn)一步優(yōu)化和建設(shè)。 數(shù)學(xué)教學(xué)部選派23位朋友參加全省大學(xué)生生物化學(xué)實驗競賽，參賽作品全部來自公開實驗。 朱有章、劉慧玲、趙云芳、雷玉明、李玉新、趙麗華、劉兆梅等多名班主任自愿放棄假期，組成輔導(dǎo)小組為中學(xué)生提供輔導(dǎo)。
圖11 暑假周末教師工作情況
備戰(zhàn)期間，中學(xué)生的表現(xiàn)也讓人驚喜。 很多玩家還是大一、中學(xué)生。 他們犧牲假期時間，全身心投入到課題的研究中。 有的根據(jù)課題要求設(shè)計自己的實驗方案，并在團(tuán)隊中發(fā)揮帶頭作用； 自學(xué)了一些仿真軟件和算法，并進(jìn)行了實驗數(shù)值模擬； 材料準(zhǔn)備問題……同學(xué)們整體營造了一種奮發(fā)向上的學(xué)習(xí)氛圍。 我院管理系2021級中學(xué)生孫云佳通過化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)，對化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。 她說：“作為一名工科中學(xué)生，化學(xué)實驗比賽讓我進(jìn)一步提高了獨立思考能力和動手操作能力，極大地提高了我對未來大學(xué)學(xué)習(xí)的信心，也激勵了我。”以獨特的力量前進(jìn)。”
在朋友們和老師們的努力下，2022年省大學(xué)生生物化學(xué)實驗大賽榮獲國家級二等獎2項、三等獎2項、優(yōu)秀獎1項，創(chuàng)歷史最好成績。
圖12 2022年全省大學(xué)生生物化學(xué)實驗競賽獲獎名單
圖13 2022年全省大學(xué)生生物化學(xué)實驗競賽獲獎證書
取得這樣的成績后，教學(xué)團(tuán)隊開始思考如何在提高中學(xué)生實踐能力的前提下提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，提出了基于開放實驗和研究性學(xué)習(xí)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式方法。 。 從實際問題中發(fā)現(xiàn)項目，用科學(xué)研究的方法來解決。 在這一思路指導(dǎo)下，“挑戰(zhàn)杯”的籌劃工作于2022年底啟動，經(jīng)過多輪論證，推薦參賽作品3件，其中2件進(jìn)入省賽答辯階段。 最終，“基于穩(wěn)態(tài)模型的穩(wěn)態(tài)分析：半導(dǎo)體加熱在人體器官保存中的應(yīng)用研究”榮獲省賽銀獎，“基于數(shù)學(xué)模型的實驗系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計”獲得省賽銀獎。 《模擬》獲省賽二等獎。 八年來最好成績。
圖14 參加2023年廣東省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽
圖15 2023年四川省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽獲獎證書
五年來，數(shù)學(xué)系在中學(xué)生創(chuàng)新活動中取得的成績并非偶然，而是各方共同努力的結(jié)果：學(xué)校對開放實驗方向的指導(dǎo)和支持，中學(xué)生的無私奮斗。 數(shù)學(xué)系堅持“以中學(xué)生為中心”的教學(xué)理念和9年的經(jīng)驗積累。面對現(xiàn)在的新形勢，數(shù)學(xué)教學(xué)部將繼續(xù)推進(jìn)教學(xué)改革，加強班主任建設(shè)提高中學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，為提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷探索。