新工科背景下的學(xué)分制化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

寇瑩瑩 張君枝 孫金棟

摘? 要：新工科理念和學(xué)分制教學(xué)管理制度相結(jié)合，有利于新工科應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。我校為適應(yīng)新的管理模式和理念，對(duì)大類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了教學(xué)改革的初步探索。從網(wǎng)絡(luò)化選課系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行、課程內(nèi)容改革、教學(xué)手段和方法改革、成績管理模式改革等多方面進(jìn)行了探討，取得了一定的進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：新工科;學(xué)分制;化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）06-0135-03

Abstract： The combination of new subject concept and credit system teaching management system is conducive to the cultivation of innovative talents in new subject application. In order to adapt to the new management model and concept， a preliminary exploration on the teaching reform of chemical experiment course in basic experimental courses is carried out in our university. This paper probes into the construction and operation of network course selection system， the reform of course content， the reform of teaching means and methods， and the reform of achievement management mode， and makes some progress.

Keywords： new subjects; credit system; chemical experiment teaching reform

學(xué)分制是以選課為核心，教師指導(dǎo)為輔助，通過績點(diǎn)和學(xué)分來衡量學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的先進(jìn)的教學(xué)管理制度，是高校為適應(yīng)社會(huì)人才類型多樣化需求所采取的一種教學(xué)管理模式[1，2]。它的本質(zhì)是給高等院校的學(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，針對(duì)學(xué)生的不同的學(xué)習(xí)愛好和興趣有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，為社會(huì)培養(yǎng)更多的應(yīng)用創(chuàng)新型人才。學(xué)分制在國外眾多高等院校非常普遍，近年來國內(nèi)各大高等院校也陸續(xù)實(shí)行起來。

我校自2016年開始實(shí)行學(xué)分制教學(xué)管理后給我們的大類基礎(chǔ)課普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的排課帶來了很大的困難。學(xué)分制雖然在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的實(shí)施有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;但是在我們的實(shí)際教學(xué)過程中，受教師、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等方面的限制，如果還要沿襲以往的傳統(tǒng)授課模式，對(duì)學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展不利。因此，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，才能更好的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2017年，國家教育部提出了“新工科”理念，在全國各大高校均掀起了新工科建設(shè)的熱潮。新工科理念的內(nèi)涵在于以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[3，4]。新工科理念與學(xué)分制的教學(xué)管理制度相結(jié)合，將新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和理念引入本科實(shí)驗(yàn)課堂，能夠更好更有效的將學(xué)生培養(yǎng)成為新工科應(yīng)用創(chuàng)新型人才。

我校的大類基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課涉及環(huán)境與能源工程學(xué)院、土木與交通工程學(xué)院、電氣與信息工程學(xué)院等二十多個(gè)行政班八百余名學(xué)生。實(shí)行學(xué)分制后，我們實(shí)驗(yàn)課的排課，上課，成績管理等都面臨極大的困難需要解決。因此，我們從網(wǎng)絡(luò)化選課系統(tǒng)的建設(shè)、課程內(nèi)容改革、教學(xué)手段和方法改革、成績管理模式改革等多方面進(jìn)行了探討，取得了一定的進(jìn)展。2017年新工科概念提出后，我們又結(jié)合新工科的內(nèi)涵做了進(jìn)一步的探索和調(diào)整，使我們的改革更加的完善，能夠更有利于新工科應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

一、網(wǎng)絡(luò)化選課系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行

在未實(shí)行完全學(xué)分制前，學(xué)校的排課都是按照行政班，我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課一般是在理論課開課4周后由實(shí)驗(yàn)老師與上課班級(jí)的班長溝通協(xié)調(diào)時(shí)間安排實(shí)驗(yàn)課程，班次一般在20個(gè)左右，因此按每個(gè)項(xiàng)目兩周內(nèi)上完來計(jì)劃安排。學(xué)生們的空閑時(shí)間較少，班次又多，所以安排起來還是有一定的困難。但是學(xué)生們的班級(jí)課表是統(tǒng)一的，也給我們安排課程帶來了很多便利。

學(xué)校2016年在兩個(gè)學(xué)院試點(diǎn)實(shí)行學(xué)分制后，不再有班級(jí)課表，無法通過與班長溝通協(xié)調(diào)時(shí)間安排實(shí)驗(yàn)課程，因此，我們開始實(shí)行實(shí)驗(yàn)課選課制。由于時(shí)間緊，任務(wù)重，我們先是自己開發(fā)了一個(gè)小的選課程序供學(xué)生選課用，但是只能一個(gè)班、一個(gè)班選，時(shí)間上也是隨機(jī)設(shè)定的，存在很大的局限性，導(dǎo)致有部分同學(xué)選不上課程，老師們也要一直與學(xué)生們溝通協(xié)調(diào)，持續(xù)時(shí)間長，選課效果也不太好。由于實(shí)驗(yàn)課是訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，儀器臺(tái)套數(shù)有限，實(shí)驗(yàn)室空間有限，因此上課人數(shù)不宜過多。開始上課后，有部分同學(xué)不能按選課時(shí)間按時(shí)上課導(dǎo)致個(gè)別課堂出現(xiàn)人多秩序混亂的現(xiàn)象。

2017年國家教育部提出了“新工科”理念后，網(wǎng)絡(luò)信息化辦公發(fā)展迅速，學(xué)校和學(xué)院實(shí)驗(yàn)課網(wǎng)上選課系統(tǒng)建設(shè)完成。學(xué)生們運(yùn)用新系統(tǒng)選課，雖然出現(xiàn)了不少的問題，但是經(jīng)過工程師和老師們的積極配合基本解決。網(wǎng)絡(luò)化選課比去年縮短了時(shí)間，有了一定的改進(jìn)。但是由于學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)課的了解太少，選課過程需要一直全程指導(dǎo)，后面的上課也出現(xiàn)了去年的情況。通過調(diào)研我們了解到是部分同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的認(rèn)知太少，認(rèn)為跟理論課一樣，老師們講的時(shí)候也沒有認(rèn)真去聽。

2018年我們總結(jié)前一年的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采用項(xiàng)目制選課，限制每堂課的選課人數(shù)，最少開課人數(shù)。選課前每個(gè)班級(jí)至少2名班干部參加系統(tǒng)培訓(xùn)，我們從實(shí)驗(yàn)課的課程性質(zhì)，上課要求，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求，項(xiàng)目制選課如何進(jìn)行等對(duì)學(xué)生進(jìn)行了一系列的培訓(xùn)，并強(qiáng)調(diào)選課完畢一律按照選課時(shí)間上課，不得隨意調(diào)換，而且每個(gè)項(xiàng)目必須做實(shí)驗(yàn)才會(huì)有成績，只寫報(bào)告不做實(shí)驗(yàn)本項(xiàng)目一律0分。要求培訓(xùn)的班干部回去要跟班里每個(gè)同學(xué)都傳達(dá)到并幫助其完成選課。通過培訓(xùn)和項(xiàng)目制選課，大大提高了選課效率，老師們也不用再時(shí)時(shí)刻刻解答學(xué)生的選課問題了。而且在后面的上課過程中明顯看到學(xué)生們不按選課時(shí)間上課的少了，課堂極少出現(xiàn)人數(shù)過多或過少的現(xiàn)象，教學(xué)效果明顯提高。

我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課針對(duì)的是大學(xué)一年級(jí)新生，學(xué)生們剛進(jìn)入大學(xué)，還沒有完全適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)方式和生活。因此，我們要更有耐心的引導(dǎo)大一新生適應(yīng)我校的學(xué)分制選課和教學(xué)管理制度。

二、課程內(nèi)容改革

化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是大一新生的基礎(chǔ)課，旨在鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和培訓(xùn)基本的實(shí)驗(yàn)技能。在新工科理念的影響下，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課除培訓(xùn)基本的實(shí)驗(yàn)技能外更應(yīng)該注重鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和獨(dú)立思考問題解決問題的能力以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展。作為一門公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，教學(xué)內(nèi)容不能夠偏深偏難，有些陳舊過時(shí)，實(shí)際應(yīng)用少的內(nèi)容可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整?；瘜W(xué)理論課上學(xué)生們大多認(rèn)為這門課用處不大，學(xué)習(xí)興趣少。尤其是土木學(xué)院，電信學(xué)院等外學(xué)院的學(xué)生他們僅大一上學(xué)期學(xué)習(xí)普通化學(xué)理論課，實(shí)驗(yàn)課僅有8學(xué)時(shí)，課時(shí)比較少。因此，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的專業(yè)特點(diǎn)，首先在理論課上降低理論難度，加強(qiáng)與實(shí)際專業(yè)問題的結(jié)合，使理論課的教學(xué)內(nèi)容能夠引起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣并且通俗易懂[5]。這就需要理論課老師和實(shí)驗(yàn)老師相互配合，及時(shí)在課堂上補(bǔ)充反映學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r的新內(nèi)容，如電化學(xué)中加入綠色環(huán)保電池等，同時(shí)配合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，這樣使得教學(xué)內(nèi)容緊跟學(xué)科前沿，能夠很好的激發(fā)學(xué)生的求知欲，不像原來的普通化學(xué)教學(xué)內(nèi)容各專業(yè)都一樣，缺乏專業(yè)的針對(duì)性和實(shí)用性。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程宗旨是在于基本技能的培養(yǎng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作、獨(dú)立思考問題解決問題能力的鍛煉?；炯寄苁侵笧轫樌瓿蓪?shí)驗(yàn)任務(wù)，由一連串動(dòng)作（包括操作動(dòng)作和心智動(dòng)作）組成的，經(jīng)過練習(xí)而達(dá)到自動(dòng)化的心智和操作活動(dòng)方式[6]。實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)為學(xué)生們以后的專業(yè)學(xué)習(xí)和大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)打下了良好的基礎(chǔ)。為此，我們對(duì)不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，如：環(huán)境與能源工程學(xué)院給排水和環(huán)境專業(yè)在以后的課程中還有很多與化學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，因此，我們就注重培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能和常見的儀器使用方法。采取詳細(xì)講解并示范，對(duì)一些常用的基本操作和常見的儀器使用方法要不厭其煩的詳細(xì)講解并示范，還要把常見的錯(cuò)誤使用方法逐一點(diǎn)評(píng)，以加深其印象[7]。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，要涉及的面更廣一些，要學(xué)生們上完課后學(xué)會(huì)配制一定濃度的酸、堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，并學(xué)會(huì)如何進(jìn)行標(biāo)定和滴定，學(xué)會(huì)使用移液管，量筒等計(jì)量設(shè)備，加強(qiáng)同學(xué)們相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。

實(shí)行項(xiàng)目制教學(xué)，盡量壓縮演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生多選擇新的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?！皩W(xué)起于思，思起于疑”，我們以綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生整合和應(yīng)用自身所學(xué)的理論知識(shí)，勤于思考，勇于實(shí)踐，多多動(dòng)手自己解決項(xiàng)目中所遇到的問題。比如酸堿中和實(shí)驗(yàn)，只講述需要粗略配制氫氧化鈉溶液作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，至于如何標(biāo)定氫氧化鈉溶液，選擇哪種基準(zhǔn)物質(zhì)，選擇哪種指示劑指示終點(diǎn)均由學(xué)生自行解決。通過這些訓(xùn)練，能夠很好的增強(qiáng)學(xué)生自主分析問題，解決問題的能力?？梢允雇瑢W(xué)們學(xué)會(huì)將知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際學(xué)習(xí)和生活中，初步學(xué)會(huì)如何利用現(xiàn)有的條件和實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)合理可行的實(shí)驗(yàn)方案來進(jìn)行科學(xué)探索和研究。從“要我學(xué)”逐漸培養(yǎng)學(xué)生“我要學(xué)”的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，從而構(gòu)建起學(xué)生自己的學(xué)習(xí)方法和知識(shí)體系，融會(huì)貫通，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。針對(duì)學(xué)生的不同的學(xué)習(xí)愛好和興趣，設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，有利于將學(xué)生培養(yǎng)成為適應(yīng)社會(huì)需要的應(yīng)用創(chuàng)新型人才。

三、教學(xué)手段和方法改革

環(huán)境與能源工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)是以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和適應(yīng)社會(huì)需求為宗旨的。完全學(xué)分制和新工科背景下實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)和發(fā)展必須要進(jìn)行教學(xué)方法與手段的改革，系統(tǒng)全面地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的示范和引領(lǐng)作用以全面提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。完全學(xué)分制使得學(xué)生的培養(yǎng)不再是“一個(gè)模子刻出來”而是“個(gè)性化培養(yǎng)”這也是新工科人才培養(yǎng)的亮點(diǎn)之一?！皞€(gè)性化培養(yǎng)”是指在尊重學(xué)生個(gè)性的基礎(chǔ)上分層分類培養(yǎng)，積極開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力[8]。我校為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有各種的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、專門的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以及 “挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽節(jié)能減排大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各種比賽并設(shè)有創(chuàng)新學(xué)分。鼓勵(lì)學(xué)生跨學(xué)科跨專業(yè)探索創(chuàng)新。為適應(yīng)注重需求，我們的實(shí)驗(yàn)課也需要進(jìn)行教學(xué)手段和方法的改革，在教學(xué)過程中多融入課外專業(yè)相關(guān)知識(shí)，減少一些常規(guī)知識(shí)和理論課上講過的內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和獨(dú)立思考的能力。這是對(duì)學(xué)生理論知識(shí)和技能的綜合考量與檢驗(yàn)，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才不可或缺的環(huán)節(jié)。課上采用PPT和微視頻相結(jié)合的方式授課，將一些常見的操作錯(cuò)誤給大家重點(diǎn)講解，儀器操作的重點(diǎn)和難點(diǎn)要詳細(xì)介紹，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算課下做只在課上做簡單講解。錄制實(shí)驗(yàn)微課供學(xué)生課前預(yù)習(xí)和參考。微課是記錄教師圍繞著知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而進(jìn)行的簡短、完整的教學(xué)活動(dòng)過程[9]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程庫的建立，不僅強(qiáng)化了學(xué)校信息化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，還能促進(jìn)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的利用，彌補(bǔ)當(dāng)前高校實(shí)踐課程不受學(xué)生重視的不足。目前“高校信息化”越來越普遍的教育背景下，如何構(gòu)建 “微課”教學(xué)資源并利用其引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣從而主動(dòng)去進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)甚至是終身學(xué)習(xí)是培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才非常重要的環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)課程資源可以讓學(xué)生的選擇性學(xué)習(xí)更強(qiáng)，時(shí)間的可支配性更好，有利于學(xué)生的全方位發(fā)展[10]。充分利用多媒體和微信群，多方搜集視頻資料，讓學(xué)生隨時(shí)隨地利用碎片化的時(shí)間來掌握相關(guān)知識(shí)，并及時(shí)解決同學(xué)們的疑問。還要將一些容易出現(xiàn)錯(cuò)誤從而對(duì)人體造成傷害的項(xiàng)目及操作錄制起來給學(xué)生們觀看增強(qiáng)其安全意識(shí)和認(rèn)知。

四、成績管理模式改革

完全學(xué)分制教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也發(fā)生了變化，不再是傳統(tǒng)的課堂教授，而是引入了現(xiàn)代化的教學(xué)管理系統(tǒng)，從選課到預(yù)習(xí)等都可以在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，以后還有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息化。這樣使得不同層次的學(xué)生的學(xué)習(xí)都有一定的學(xué)習(xí)目標(biāo)和資源，相應(yīng)的我們的教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)也要細(xì)化明確。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革后，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源變得豐富了，可以設(shè)置預(yù)習(xí)階段評(píng)分模塊，課上實(shí)驗(yàn)操作和同學(xué)間的相互協(xié)作模塊，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理、報(bào)告撰寫模塊，這幾個(gè)合在一起綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績。尤其是2018年培養(yǎng)方案改革后，許多實(shí)驗(yàn)課都設(shè)成了獨(dú)立成課，不再與理論課合在一起給成績更是能夠引起學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視。

合理的考核方式不僅能真實(shí)地反映出課堂教學(xué)效果，了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握狀況，還能激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而達(dá)到我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)。因此，為了督促學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能的目的，我們采用平時(shí)考核成績（實(shí)驗(yàn)課出勤、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告）與期末考核相結(jié)合的方式。讓學(xué)生把精力放在“學(xué)”而不是“考”上，最終達(dá)到為解決問題而“學(xué)”的自主學(xué)習(xí)的方式。

新的學(xué)分制實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方式目前已經(jīng)取得一定的效果。然而，學(xué)分制教學(xué)與學(xué)年制教學(xué)模式區(qū)別較大，仍需要我們進(jìn)一步深入研究。緊密結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和任務(wù)，始終貫徹“以培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才為根本”的工作核心，將教師的科研前沿內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)科教融合。與學(xué)科競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等相結(jié)合不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的內(nèi)涵建設(shè)，逐步滿足現(xiàn)階段培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和要求。通過網(wǎng)絡(luò)化選課系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行、課程內(nèi)容改革、教學(xué)手段和方法改革、成績管理模式改革等多方面的改革能夠引導(dǎo)學(xué)生從原來的“學(xué)習(xí)、考試”型向“學(xué)習(xí)、研究、思考、創(chuàng)新”型轉(zhuǎn)變。更好的培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。鼓勵(lì)學(xué)生跨專業(yè)選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，突破本科生只注重理論學(xué)習(xí)的壁壘，有助于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力的人才。

參考文獻(xiàn)：

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