探索化工工藝實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué) 培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>

2019-12-12 01:56:38李巖梅

山東化工訂閱 2019年22期 收藏

關(guān)鍵詞：考核信息化實(shí)驗(yàn)

李巖梅

(山東理工大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 山東 淄博 255000)

中共中央國務(wù)院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，要求加快信息化時代教育變革[1]。中共中央政治局委員、國務(wù)院副總理、國家教育體制改革領(lǐng)導(dǎo)小組組長劉延?xùn)|發(fā)表的題為《鞏固成果 開拓創(chuàng)新 以教育信息化全面推動教育現(xiàn)代化》的重要講話中提到，做好“十三五”期間教育信息化工作、加快高校教育信息化進(jìn)程[2]。因此，高等教育的改革是響應(yīng)政策、與時俱進(jìn)的事情。

教育信息化是教學(xué)中一種技術(shù)的進(jìn)步，它為學(xué)生提供了參與式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、多樣化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、跨越時間空間的學(xué)習(xí)資源以及多種形式的學(xué)習(xí)評價[3]。它是實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)評價等改革的技術(shù)保障[4]。

國家新舊動能轉(zhuǎn)換的發(fā)展戰(zhàn)略的核心宗旨是：堅(jiān)持新發(fā)展理念，以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式為核心，以知識、技術(shù)、信息、數(shù)據(jù)等新生產(chǎn)要素為支撐，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)智慧化、智慧產(chǎn)業(yè)化[5]。在這種國家發(fā)展的大背景下，化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的實(shí)踐能力目標(biāo)要求學(xué)生應(yīng)具有科學(xué)研究能力和技術(shù)開發(fā)與工藝設(shè)計(jì)能力。在這種培養(yǎng)目標(biāo)的驅(qū)動下，化工工藝實(shí)驗(yàn)課程的混合式教學(xué)進(jìn)行了研究探索。

1 教學(xué)目標(biāo)的確定

在教學(xué)改革中，教師應(yīng)該首先對課程性質(zhì)及培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行定位，然后進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容、方法和考核方式的制定，再細(xì)化教學(xué)環(huán)節(jié)的有效實(shí)施方案。

《化工工藝實(shí)驗(yàn)》這門課程屬于專業(yè)綜合實(shí)踐課程，在這門課程之前已經(jīng)先修了《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，同學(xué)們已經(jīng)掌握了一定的基本實(shí)驗(yàn)技能。根據(jù)布魯姆教育目標(biāo)分類法[6]，認(rèn)知過程分為：記憶(remember)→理解(understand)→應(yīng)用(apply)→分析(analyze)→評價(evaluate)→創(chuàng)新(create)六個層次，這門課程要求學(xué)生達(dá)到更高的教學(xué)目標(biāo)，即具有創(chuàng)新能力，在該實(shí)驗(yàn)課程中是指具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。結(jié)合該課程的其它特點(diǎn)，制定了課程的教學(xué)目標(biāo)，有4個方面的提升：(1)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力；(2)小組協(xié)作實(shí)驗(yàn)的能力；(3)培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理綜合的能力。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)一人已經(jīng)不能單獨(dú)進(jìn)行，所以由小組來完成一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，那就要求小組成員間必須進(jìn)行合理的分工及合作才能完成。在實(shí)驗(yàn)習(xí)慣方面，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中取完藥品后把試劑瓶放到試劑架、用過的玻璃器具和沒用過的分開放置、實(shí)驗(yàn)完畢后器具清洗干凈等良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。以往的學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是由手寫，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的畫圖用坐標(biāo)紙畫，非常不準(zhǔn)確也不美觀，在新的要求下，學(xué)生用EXELL處理數(shù)據(jù)及作圖，即準(zhǔn)確又美觀。

2 教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1 融合式互動教與學(xué)模式建立

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，教師制定的教學(xué)環(huán)節(jié)如圖1所示：實(shí)驗(yàn)前，老師給出預(yù)習(xí)導(dǎo)入資料，學(xué)生據(jù)此寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，然后網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提交，教師批閱后反饋給學(xué)生；實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生以小組為單位討論實(shí)驗(yàn)方案，然后協(xié)作實(shí)驗(yàn)，同時教師給予指導(dǎo)；實(shí)驗(yàn)后，教師提出處理數(shù)據(jù)要求，學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提交，教師批閱后在反饋給學(xué)生。學(xué)生根據(jù)反饋意見，明確了報(bào)告中哪些地方有錯誤，從而在后面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中得以改正，這便是一種循序漸進(jìn)、及時反饋的有效的學(xué)習(xí)方法。

圖1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

從圖中也可以看出，不論是在實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中還是在實(shí)驗(yàn)后，教師和學(xué)生始終在交流互動中進(jìn)行教和學(xué)。學(xué)生自主地學(xué)和做、老師輔助地教，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的主體地位，也鍛煉了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

2.2 討論式小組協(xié)作培養(yǎng)創(chuàng)新思維

因?yàn)樾〗M成員每人都做預(yù)習(xí)方案設(shè)計(jì)，所以在實(shí)驗(yàn)前小組成員需要討論確定具體實(shí)施的方案。通過學(xué)生與學(xué)生之間的討論，學(xué)生與教師之間的互動，學(xué)生開展自主性探究，從而對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中遇到的問題有更深的認(rèn)識，最終達(dá)成最好的實(shí)驗(yàn)方案。達(dá)到布魯姆認(rèn)知規(guī)律中會分析、應(yīng)用、創(chuàng)新的目的，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維[7-8]。

2.3 碎片化知識點(diǎn)學(xué)習(xí)和系統(tǒng)化學(xué)習(xí)相融

信息化教學(xué)打破傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的空間和時間的限制[9-10]，使得學(xué)習(xí)空間不僅僅局限于坐在桌前，學(xué)習(xí)時間上更碎片化，適合知識點(diǎn)的累積。

在教學(xué)設(shè)計(jì)方面，以系統(tǒng)化的線下教學(xué)為主導(dǎo)，以線上的教學(xué)為輔，使線上線下教和學(xué)空間共存，教師會建QQ群、微信群，隨時會發(fā)布專題內(nèi)容、社會熱點(diǎn)。比如微信訂閱號“化工707”中經(jīng)常發(fā)布和專業(yè)相關(guān)的知識專題，利用幾分鐘的碎片時間，使學(xué)生在日常生活中，沒有走進(jìn)教室卻盡覽專業(yè)知識，了解行業(yè)發(fā)展和最新動態(tài)。

2.4 安全知識和案例推送

化工實(shí)驗(yàn)室的安全是各項(xiàng)事務(wù)的重中之重，建立健全實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)章制度體系，提高學(xué)生自身的實(shí)驗(yàn)安全意識，是使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動安全順利進(jìn)行的有力保障[11-12]?；诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充分利用這種教學(xué)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)安全教育信息及時推送，工業(yè)和高校實(shí)驗(yàn)中活生生的化工安全教育典型事例延伸進(jìn)入到我們的教學(xué)中，給學(xué)生敲響安全警鐘，提高安全意識，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室安全教育的正規(guī)化、常態(tài)化。

3 有效實(shí)施措施

3.1 教師提供預(yù)習(xí)導(dǎo)入資料

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，老師會給出實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)過程記錄哪些數(shù)據(jù)。在混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，打破常規(guī)，讓學(xué)生完全地設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，自己給出這些實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)，他們會不知從哪下手、無所適從。教師編寫預(yù)習(xí)導(dǎo)入資料，讓學(xué)生沿著教師給的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而達(dá)到完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的。

3.3 實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作視頻資料建設(shè)

化工工藝實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能和良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)[13]。實(shí)驗(yàn)中會用到一些基本的實(shí)驗(yàn)操作，比如酸堿滴定等，這些操作在前面先修的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中已經(jīng)學(xué)過，對于沒有掌握得很好的學(xué)生，可以通過利于視頻資料的可重復(fù)性，進(jìn)行幾分鐘的視頻學(xué)習(xí)，目的提高學(xué)生玻璃儀器操作的規(guī)范性，以掌握實(shí)驗(yàn)基本技能，達(dá)到布魯姆認(rèn)知規(guī)律中的知道、理解的能力。

3.4 考核評價方式設(shè)計(jì)

課程考核方式的不同它可以調(diào)控教學(xué)各個環(huán)節(jié)的權(quán)重[14-15]，所以考核方式是否科學(xué)合理，直接關(guān)系到培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度評價[16]。過去考核注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告，那這種情況下就不能評價實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)能力、也不能評價實(shí)驗(yàn)過程中的操作能力，它的權(quán)重為零的情況下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)操作能力不能得到提高和發(fā)展。我們設(shè)計(jì)了考核實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的各個方面能力的綜合考核方式，各環(huán)節(jié)占的比例如圖2所示，其中實(shí)驗(yàn)操作中又細(xì)化了：不遲到不早退5分，器具清洗干凈擺放整齊5分，實(shí)驗(yàn)操作正確和結(jié)果合理30分，這種考核，即全面考核了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、小組協(xié)作操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皩?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理歸納能力，又讓學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律及養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高了學(xué)生綜合素養(yǎng)。

圖2 實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)考核情況

4 混合式教學(xué)效果

實(shí)踐證明，基于信息化的混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果良好，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力增強(qiáng)，處理綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力有了明顯提升，養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。這種能力在學(xué)生畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中得到很好的體現(xiàn)，并且在全國大學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能競賽中多次獲得優(yōu)異的成績?？傊?，以信息化為平臺的化工工藝實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)模式建設(shè)，達(dá)到了國家新舊動能轉(zhuǎn)換的發(fā)展戰(zhàn)略背景下化學(xué)工程與工藝專業(yè)的實(shí)踐能力目標(biāo)。

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