基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程全英文教學(xué)的實(shí)踐和體會(huì)

黃 淼

(浙江大學(xué)伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳校區(qū)聯(lián)合學(xué)院，浙江 海寧 314400)

擴(kuò)大教育開(kāi)放，同世界一流資源開(kāi)展高水平合作辦學(xué)，是提高我國(guó)教育對(duì)外開(kāi)放質(zhì)量和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要途經(jīng)。浙江大學(xué)海寧國(guó)際校區(qū)采用一對(duì)多合作辦學(xué)模式，即在一個(gè)校區(qū)內(nèi)同時(shí)與多個(gè)國(guó)際一流的合作伙伴共建若干個(gè)聯(lián)合學(xué)院。依托本土優(yōu)勢(shì)、結(jié)合國(guó)外教育優(yōu)勢(shì)、采用英語(yǔ)構(gòu)建課程體系,以學(xué)生為中心，培養(yǎng)知識(shí)能力俱佳，具有國(guó)際化視野和人文精神的高素質(zhì)人才[1]。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)化學(xué)的重要組成部分，是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)操作可加深對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的理解，提高整體教學(xué)質(zhì)量。基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采用全英文方式進(jìn)行課程教學(xué)，和雙語(yǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式有所不同[2-3]。其授課教材采用相應(yīng)聯(lián)合學(xué)院所使用的原版教材，亦有別于自編講義的全英文化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式[4-5]。其教學(xué)方式同時(shí)吸收了浙江大學(xué)長(zhǎng)期積累的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)應(yīng)聯(lián)合學(xué)院優(yōu)良的課程設(shè)計(jì)方案?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不僅兼顧知識(shí)體系的完整性，同時(shí)注重探索創(chuàng)新科研能力的培養(yǎng)。以下，對(duì)其課程特點(diǎn)和教學(xué)模式進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹。

1 課程特點(diǎn)

針對(duì)浙江大學(xué)海寧國(guó)際校區(qū)兩個(gè)聯(lián)合學(xué)院(浙江大學(xué)伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳校區(qū)聯(lián)合學(xué)院、浙江大學(xué)愛(ài)丁堡大學(xué)聯(lián)合學(xué)院)的機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、土木以及生物醫(yī)學(xué)和生物信息學(xué)等專(zhuān)業(yè)的大一學(xué)生(包括留學(xué)生)，分別開(kāi)設(shè)使用不同教材、具有不同側(cè)重點(diǎn)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，均涉及基礎(chǔ)化學(xué)中重要的化學(xué)原理和基礎(chǔ)知識(shí)體系?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教材主要以原版國(guó)外教材為主，選用伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳校區(qū)化學(xué)系編訂教材《General Chemistry Experiments》(春夏學(xué)期和秋冬學(xué)期)[6]以及Bettelheim 和 Landesberg 編著的《Laboratory Experiments for Introduction to General, Organic, and Biochemistry, Eighth Edition》[7]為主要授課教材。

通過(guò)精心的課程編排，實(shí)現(xiàn)難易適當(dāng)、循序漸進(jìn)的教學(xué)過(guò)程。

(1)設(shè)置“課前思考題”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和思考，以便于對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容胸有成竹，有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

(2)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告上，禁止隨意對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行刪裁取舍；不得為得出某種主觀(guān)期望的結(jié)論而捏造、篡改、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；不得抄襲他人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的科研品格；

(3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的歸納，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄與討論。注重學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告里討論部分的語(yǔ)言表達(dá)及其想法的邏輯性及條理性等，將開(kāi)展全英文化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的意義落到實(shí)處；

(4)設(shè)置“課后思考題”，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其所涉及的生活現(xiàn)象；更好地達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒?；相關(guān)理論的最新發(fā)展方向和進(jìn)展等方面展開(kāi)思考。這些“課后思考題”有助于發(fā)散拓展知識(shí)體系，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力以及檢索和應(yīng)用文獻(xiàn)的能力。

2 課程教學(xué)

2.1 “軟硬結(jié)合”教學(xué)講授

實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的探索、實(shí)踐、發(fā)現(xiàn)為重點(diǎn)，老師的講授應(yīng)以引導(dǎo)、概述和啟發(fā)為主。因?yàn)槭轻槍?duì)大一新生授課，學(xué)生英語(yǔ)語(yǔ)言基礎(chǔ)還有待提高，注意英文專(zhuān)業(yè)詞匯的介紹，以學(xué)生對(duì)英文實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的理解和掌握為重。

另外，所講授課程不僅是對(duì)化學(xué)概念和原理的理解，也能聯(lián)系生活實(shí)際，且具有一定的先進(jìn)性和前瞻性。比如，在“Quantitative Analysis of Vitamin C Contained in Foods”實(shí)驗(yàn)中，不僅涉及定量分析的原理，滴定步驟的操作等，在前沿介紹中，適當(dāng)加入關(guān)于維C的歷史發(fā)現(xiàn)過(guò)程，維C缺乏所引起的病癥，不同食品中的維C含量，在維C的研究方面所獲得的突破和榮譽(yù)，現(xiàn)階段對(duì)于維C的研究進(jìn)展等內(nèi)容。這些“軟性知識(shí)”的引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和科研興趣，也和生物醫(yī)學(xué)和生物信息學(xué)專(zhuān)業(yè)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生在潛移默化中領(lǐng)略“學(xué)課融合”和“學(xué)課交叉”的魅力。

在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，加強(qiáng)指導(dǎo)和交流，幫助學(xué)生科學(xué)地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。采用小班教學(xué)，一次實(shí)驗(yàn)人數(shù)不超過(guò)24人，這就利于老師巡視檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，及時(shí)糾正不當(dāng)操作，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，是合理開(kāi)展實(shí)驗(yàn)流程的必要條件，同時(shí)可以有效地防范實(shí)驗(yàn)中的意外危險(xiǎn)。合理使用實(shí)驗(yàn)器材不僅是學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的體現(xiàn)，也利于延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)器材的使用壽命。

2.2 “多媒體化”教學(xué)演示

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程應(yīng)注重提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)操作技能，形成專(zhuān)業(yè)意識(shí)，養(yǎng)成專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。講授實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的同時(shí)，要注意現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)步驟中的規(guī)范操作，講解具體操作的難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)。比如在配制溶液過(guò)程如何使用移液管、容量瓶、滴定管，如何進(jìn)行減壓過(guò)濾，如何使用分光光度計(jì)等。例如，在“減壓過(guò)濾”操作中：合適的濾紙大小是比漏斗內(nèi)徑略小，又能恰好掩蓋住漏斗全部瓷孔，這樣可以避免液體不經(jīng)濾紙過(guò)濾直接流入吸濾瓶；漏斗最下端應(yīng)遠(yuǎn)離吸濾瓶支管口，如果靠近支管口會(huì)導(dǎo)致流下的液體被吸入真空水泵；抽濾完成要先移開(kāi)導(dǎo)管，再關(guān)閉循環(huán)水泵的開(kāi)關(guān)，否則吸濾瓶里的液體會(huì)倒吸進(jìn)循環(huán)水泵?？梢园l(fā)現(xiàn)，減壓過(guò)濾操作的很多注意事項(xiàng)都有其實(shí)際的意義。這樣不僅“知其然”也能“知其所以然”的指導(dǎo)往往會(huì)事半功倍，令學(xué)生們印象深刻。

可以一邊進(jìn)行操作演示，一邊結(jié)合幻燈片進(jìn)行文字說(shuō)明，使學(xué)生可以更直觀(guān)地掌握操作方法。比如，移液管的使用對(duì)于新生是一個(gè)難點(diǎn)，一邊演示，一邊用簡(jiǎn)單易懂的語(yǔ)言對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解有助于學(xué)生們正確掌握移液管的使用方法：

(1)Place the tip of the clean pipet into the liquid. Make sure that the tip is always below the surface of the liquid.

(2)Squeeze the bulb with your smart hand, and the air is expelled from the bulb.

(3)Put the mouth of the bulb into the top of the pipet, gently release the bulb and the liquid will be drawn up into the pipet.

(4)A small amount of liquid will be needed for rinse and rinse 2～3 times. The liquid for rinsing should be collected in the waste.

(5)By varying the bulb, the rise of the liquid into the pipet can be controlled. Allow the liquid to fill the pipet to a level slightly above the etched mark.

(6)And then replace the bulb with your finger to cover the top of pipet immediately.

(7)Withdraw the pipet from the liquid. Draw the tip of the pipit along the wall of the container and carefully roll your finger to adjust the level of the meniscus of the liquid until it touches the etched line.

(8)Cover the top of the pipet with your finger tightly and drain the liquid into a collection flask.

(9)Remove and drops on the tip of pipet by touching it against the inside walls of the collection flask.

通過(guò)這樣詳細(xì)的講解，輔以動(dòng)作演示，并在學(xué)生練習(xí)中加強(qiáng)指導(dǎo)和糾正，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握。

另外，有條件的實(shí)驗(yàn)室可以設(shè)置“教學(xué)攝像頭”，將實(shí)驗(yàn)老師的演示實(shí)時(shí)地投影到幕布上，增強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量。合理應(yīng)用多媒體設(shè)施，尤其是實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)的介紹上顯得尤為方便。比如實(shí)驗(yàn)室的著裝要求，沾染藥品時(shí)的應(yīng)急措施、消防器材的使用，化學(xué)藥品傾灑的處理措施，實(shí)驗(yàn)廢液的分類(lèi)處置等方面通過(guò)播放圖片或視頻的形式展示給學(xué)生，結(jié)合安全理論知識(shí)的講解和考試確保學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室安全預(yù)防措施、事故響應(yīng)和應(yīng)急處理有清晰的認(rèn)知[8]。

2.3 “頭腦風(fēng)暴式”實(shí)驗(yàn)討論

在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情況預(yù)留一些時(shí)間，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可能涉及的過(guò)程或是化學(xué)原理進(jìn)行類(lèi)似“頭腦風(fēng)暴”的討論。比如在“通過(guò)蒸餾對(duì)混合物進(jìn)行分離”的實(shí)驗(yàn)中，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)，在用鹽溶液做蒸餾液體的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象：冷凝管下端會(huì)聚集液體，當(dāng)液體聚集較多時(shí)，一起流出，一次會(huì)達(dá)到2～3 mL；也會(huì)逐滴滴下。但是用有機(jī)試劑做蒸餾液體時(shí)，液體一般逐滴滴下，沒(méi)有聚集現(xiàn)象。這種現(xiàn)象怎么解釋?zhuān)窟@種情況下就可以組織學(xué)生討論，提出這個(gè)問(wèn)題，有哪些可能的原因?qū)е逻@一現(xiàn)象，又有哪些方法可以驗(yàn)證自己的推論。鼓勵(lì)學(xué)生們大膽提出自己的猜想和看法，老師可以參與觀(guān)點(diǎn)的收集和記錄。

這種“頭腦風(fēng)暴式”實(shí)驗(yàn)討論有效地避免了傳統(tǒng)教學(xué)中“提問(wèn)——回答”方式下有些學(xué)生不喜歡發(fā)言，不愛(ài)發(fā)言的習(xí)慣。在有效的組織下，輕松活躍的氣氛帶動(dòng)越來(lái)越多的學(xué)生參與討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象等進(jìn)行討論，可以幫助學(xué)生回憶梳理實(shí)驗(yàn)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遺漏的現(xiàn)象。準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很重要，及時(shí)地思考和推理亦具有重要地意義。

2.4 “面面聚焦式”實(shí)驗(yàn)考核

實(shí)驗(yàn)課的考核應(yīng)涵蓋學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)，利用有限資源進(jìn)行科學(xué)探索的能力等。本實(shí)驗(yàn)課程以pre-lab question，report，discussion，post-lab question, lab cleanness五個(gè)模塊對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理并形成報(bào)告能力、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析思考能力、課后思維拓展能力、實(shí)驗(yàn)儀器和臺(tái)面的清潔進(jìn)行較為全面的考核。

實(shí)驗(yàn)是從已知探索未知從而獲得新知的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，如何科學(xué)求證是關(guān)鍵的一步。因此在實(shí)驗(yàn)后期采用“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的考核方式，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)科學(xué)的路線(xiàn)，求證自己的設(shè)想，查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提交設(shè)計(jì)報(bào)告，闡述實(shí)驗(yàn)路線(xiàn)，經(jīng)過(guò)合作討論實(shí)驗(yàn)的可行性，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在原來(lái)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，以學(xué)生的興趣和疑問(wèn)為核心，引導(dǎo)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。將學(xué)習(xí)到的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力以及溝通合作能力，提升科研創(chuàng)新素質(zhì)。

3 課程授課要求

實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)不同于理論課，實(shí)驗(yàn)課上很多討論和交流是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。這就對(duì)老師的英語(yǔ)口語(yǔ)能力有更高的要求。能否清晰準(zhǔn)確的用英語(yǔ)進(jìn)行表達(dá)和交流，是進(jìn)行全英文實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)實(shí)踐與理論相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)老師規(guī)范地進(jìn)行操作演示，對(duì)于學(xué)生專(zhuān)業(yè)能力的培養(yǎng)十分重要。這就要求任課老師具有精湛的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是綜合的課程，涉及無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等化學(xué)分支學(xué)課知識(shí)?？此坪?jiǎn)單的問(wèn)題也可能是“冰山一角”，理解這個(gè)問(wèn)題需要龐大的理論知識(shí)儲(chǔ)備。這就要求任課老師需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單地闡述了浙江大學(xué)海寧國(guó)際校區(qū)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)階段的有關(guān)課程編排、課程教學(xué)、課程考核和課程要求的一些特點(diǎn)和體會(huì)。全英文化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在深入理解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高專(zhuān)業(yè)的英文表達(dá)和寫(xiě)作能力，培養(yǎng)初步的科研創(chuàng)新能力方面具有重要的意義。與中文實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，英文實(shí)驗(yàn)教學(xué)拓寬了學(xué)生不同語(yǔ)言體系下的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)國(guó)際化的專(zhuān)業(yè)能力，較好地鍛煉了英語(yǔ)文獻(xiàn)的查閱，英文實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫(xiě)作能力。在課程建設(shè)方面，參與課程的老師、教材和教學(xué)方式都需要不斷的精進(jìn)提高，才能使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮其本應(yīng)有的作用和意義。希望本文所介紹的課程設(shè)計(jì)和課程教學(xué)方式，對(duì)于開(kāi)展全英文基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程有一定的參考意義。