基于“C3H3”教育理念的“無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)探索

摘要：無機(jī)化學(xué)是藥學(xué)、藥劑等本科專業(yè)學(xué)生的第一門關(guān)于化學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有“承上啟下”的作用。傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生常?！罢諉巫ニ帯?，教學(xué)成效低，實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)較差?；诖?，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程貫穿“C3H3”教育理念，通過線上線下混合教學(xué)方法，夯實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、多方位培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力，增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：“C3H3”教育理念；無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；線上線下混合教學(xué)；

《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是面向藥學(xué)類專業(yè)大一學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，起著“承上啟下”的關(guān)鍵作用。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科研素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)［14］。著名化學(xué)家盧嘉錫院士曾提出“C3H3”的教學(xué)模式，即 ClearHead（清楚的頭腦）、CleverHands（靈巧的雙手）、CleanHabit（潔凈的習(xí)慣）［5］。清楚的頭腦要求學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)原理和依據(jù)；靈巧的雙手是對(duì)實(shí)驗(yàn)操作者的基本功的要求，只有熟練、規(guī)范地掌握了基本操作，才能做到動(dòng)作敏捷、沉著冷靜，這也是實(shí)驗(yàn)成功和安全實(shí)驗(yàn)的前提；潔凈的習(xí)慣，是操作者基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的外在表現(xiàn)。好的習(xí)慣不僅能營造一個(gè)干凈、輕松的環(huán)境，而且有序的儀器擺放也反映了操作者清晰的思路，能有效減少實(shí)驗(yàn)操作過程中的失誤。

1《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》傳統(tǒng)教學(xué)模式

藥學(xué)類專業(yè)學(xué)生雖然有一定的化學(xué)基礎(chǔ)，但由于高中實(shí)驗(yàn)條件不同、學(xué)時(shí)有區(qū)別，導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)技能參差不齊，且遵義醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)與科技學(xué)院（以下簡稱我校）學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)普遍較差，所以我校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的授課以教師為主導(dǎo)。按照教學(xué)計(jì)劃，提前通知學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)；學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)教材，撰寫實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟幾個(gè)部分的內(nèi)容；課前老師檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，再詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟，演示儀器的規(guī)范操作，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)；講解完成后，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟“照單抓藥”，教師觀察并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)完成后，教師一一檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并簽字確認(rèn)；最后學(xué)生根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，帶教老師批改后反饋給學(xué)生。

2傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)趨于形式化，大部分學(xué)生只是為了完成學(xué)習(xí)任務(wù)，照抄內(nèi)容，并不注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，很難達(dá)到預(yù)習(xí)目標(biāo)；教師對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和步驟進(jìn)行詳細(xì)地講解，學(xué)生缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的獨(dú)立思考，難免淪落為“操作工”；每個(gè)實(shí)驗(yàn)室有6～8個(gè)組，教師不能及時(shí)糾正每位同學(xué)不規(guī)范甚至是錯(cuò)誤的操作；由于不主動(dòng)思考、自主學(xué)習(xí)能力較差，部分學(xué)生稀里糊涂地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教學(xué)效果差，也嚴(yán)重影響學(xué)生上課的積極性、主動(dòng)性和效率；教學(xué)模式單一，不能很好地實(shí)現(xiàn)授之以“漁”。

針對(duì)以上問題，本文結(jié)合無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及新時(shí)代的育人理念，就如何在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基于“C3H3”教育理念培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)做一些探討和嘗試。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程將“C3H3”教育理念貫穿到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程（課前、課中、課后），如圖1所示。

3基于“C3H3”教育理念的《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)探索3.1清醒的頭腦

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)能力和科研素養(yǎng)，清醒的頭腦是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的先決條件。因此，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中必須注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，幫助學(xué)生做到思路清晰，有條不紊。而實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心要素，是指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)［6］，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器選擇、操作步驟等都是以實(shí)驗(yàn)原理為依據(jù)。

3.1.1課前設(shè)計(jì)

老師先安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并將能引導(dǎo)學(xué)生思考的相關(guān)問題、資料、視頻上傳到線上平臺(tái)（微信、學(xué)習(xí)通等），學(xué)生根據(jù)導(dǎo)向問題和資料完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測試題。例如常用容量分析儀器的操作和溶液的配制實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)向問題有：常用容量分析儀器的規(guī)范操作？什么是標(biāo)準(zhǔn)溶液？如何進(jìn)行配制？為什么要求配制4種溶液？配制過程和儀器選擇有哪些區(qū)別？上傳的資料有：《八大公害事件》視頻、最新的實(shí)驗(yàn)室安全事例、“亦正亦邪”的砒霜、電子分析天平使用微視頻，通過視頻和資料培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、辯證思維。

3.1.2課中設(shè)計(jì)—翻轉(zhuǎn)課堂

課堂中，教師根據(jù)學(xué)生線上課前任務(wù)的完成情況、測試情況和預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，老師和同學(xué)一起進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)，將老師的“獨(dú)角戲”課堂變成“多言堂”［7］。課堂中老師隨機(jī)抽查學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，針對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容組織學(xué)生討論。最后，老師對(duì)學(xué)生講解和討論結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充、解答、拓展和總結(jié)。這樣不僅鍛煉學(xué)生思維，幫助學(xué)生進(jìn)一步梳理和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟，而且重難點(diǎn)更突出，學(xué)生聽課也更具有針對(duì)性，大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講解時(shí)間，有效增加學(xué)生探索思考的空間和實(shí)操時(shí)間。

3.1.3課后總結(jié)

科學(xué)素養(yǎng)的形成與提高并非一蹴而就，而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，除了在教學(xué)中要重視科學(xué)素養(yǎng)的提高，還應(yīng)該在考核時(shí)重視科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進(jìn)行反思并認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，老師在批改實(shí)驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)考察實(shí)驗(yàn)過程描述、針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題進(jìn)行思考和分析，以及提出改進(jìn)方法。最后老師在線上展示優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的問題和相應(yīng)知識(shí)的運(yùn)用推送總結(jié)，這不但能激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的再次反思，也有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，以點(diǎn)帶面，建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.2靈巧的雙手

實(shí)驗(yàn)是否成功與操作的準(zhǔn)確度和嫻熟程度密不可分，即需要另一個(gè)“CH”——靈巧的雙手。好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和扎實(shí)的基本功是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的必備基礎(chǔ)，也是實(shí)驗(yàn)成功和實(shí)驗(yàn)安全的保障，只有熟練地、規(guī)范地掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，才能做到動(dòng)作敏捷、嫻熟規(guī)范、冷靜沉著。因此，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到掌握實(shí)驗(yàn)基本操作的重要性。要求學(xué)生從最簡單的基本操作練起，務(wù)必戒驕戒躁，從而確保實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)確、熟練、規(guī)范。課前，教師將錄制好的微視頻上傳線上平臺(tái)，讓學(xué)生先觀看視頻，掌握規(guī)范使用的要點(diǎn)；課中，老師重點(diǎn)講清楚操作難點(diǎn)及關(guān)鍵因素，并現(xiàn)場演示。比如介紹分析天平減量稱量時(shí)要強(qiáng)調(diào)不要用手直接拿稱量瓶；減壓抽濾完成后先斷開抽氣管與抽濾瓶的連接再關(guān)抽氣泵等。實(shí)驗(yàn)過程中教師在實(shí)驗(yàn)室檢查指導(dǎo)、及時(shí)提出問題、糾正不規(guī)范的操作，并要求學(xué)生錄制視頻上傳線上教學(xué)平臺(tái)。課后老師整理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作視頻，將不規(guī)范的操作視頻放到討論區(qū)，讓學(xué)生“找茬”，指出視頻中有哪些不規(guī)范或者錯(cuò)誤的操作，一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和基本操作，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和反思的習(xí)慣；另一方面，老師也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生易出現(xiàn)問題的地方，繼而可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法。

3.3潔凈的習(xí)慣

潔凈的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的“健美”過程，是個(gè)體或群體實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)內(nèi)在美的外在表現(xiàn)，也是保障實(shí)驗(yàn)安全的必備條件。實(shí)驗(yàn)課之前，老師讓學(xué)生拍照記錄課前儀器、藥品、設(shè)備的擺放位置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后擺回原樣；實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，特別是第一次課，老師必須嚴(yán)格要求學(xué)生，讓學(xué)生意識(shí)到好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的重要性。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程保持臺(tái)面干凈整潔，儀器藥品擺放有序；公用移液管不交叉使用；實(shí)驗(yàn)操作嚴(yán)格按規(guī)范操作進(jìn)行；認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、誠實(shí)記錄；實(shí)驗(yàn)中的廢紙、碎玻璃等放入指定垃圾桶；廢液倒入指定回收缸，養(yǎng)成節(jié)約、環(huán)保的習(xí)慣。

3.4“C3H3”教育理念的延伸

科學(xué)思維、科學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)不光是在課堂中進(jìn)行，課后同樣需要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)授之以“漁”，授之以“欲”和授之以“宇”。按照綠色化學(xué)“5R”原則，即減量 （reduce）、拒用 （rejection）、重復(fù)使用（reuse）、回收 （recycling）、再生 （regeneration） 開展實(shí)驗(yàn)和處理三“廢”［8］。比如第一次實(shí)驗(yàn)課學(xué)生配制的醫(yī)用酒精，引導(dǎo)學(xué)生思考如何變“廢”為寶，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。部分學(xué)生組隊(duì)將配制的醫(yī)用酒精研制成免洗洗手液并將其用于疫情期間師生的日常消毒；部分學(xué)生將醫(yī)用酒精變成了固體酒精；部分學(xué)生將配制的生理鹽水放入冰箱中冷凍用于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的冰鹽?。厅c(diǎn)降低法測定葡萄糖的摩爾質(zhì)量）；課后老師邀請(qǐng)學(xué)生一起進(jìn)行溶液回收，積極引導(dǎo)學(xué)生思考和參與科學(xué)研究。其中藥學(xué)藥劑學(xué)生共申請(qǐng)并獲批大創(chuàng)項(xiàng)目7項(xiàng)，省級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目6項(xiàng)。

4無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革效果與評(píng)價(jià)

筆者授課學(xué)生40人，使用“問卷星”進(jìn)行了問卷調(diào)查，據(jù)此獲得了無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反饋信息。反饋如圖2所示。學(xué)生普遍認(rèn)為在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面得到了較大的提升。

5結(jié)語

基于“C3H3”教育理念，立足無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，通過線上線下混合教學(xué)，夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用多種方法激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)新力。調(diào)查顯示基于“C3H3”教育理念的線上線下混合教學(xué)模式讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)積極性和學(xué)習(xí)興趣得到了提高，且能夠利用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象，理論聯(lián)系實(shí)際做一些基礎(chǔ)研究，為以后成為藥學(xué)藥劑專業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才做了鋪墊。但是，目前教學(xué)模式也還存在一些不足，比如實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較老舊，沒有結(jié)合最新研究變更實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法；線上教學(xué)資源利用不夠充分；教學(xué)設(shè)計(jì)尚需加強(qiáng)優(yōu)化和論證，在今后的教學(xué)工作中還需結(jié)合數(shù)字化教學(xué)不斷探索與改革教學(xué)模式，提高教學(xué) 效果和育人效果，使無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)能夠更加靈活、更具特色，更適應(yīng)新時(shí)代新工科人才培養(yǎng)的需求。

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作者簡介：游姣，女，講師，碩士，研究方向：無機(jī)化學(xué)。

通信作者：江波，女，教授，學(xué)士，研究方向：有機(jī)化學(xué)。