混合式教學(xué)賦能“分析化學(xué)實驗”課程的研究

談 金 劉 瓊 嚴子軍 吳燕妮

(1. 肇慶學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,廣東 肇慶 526061; 2. 肇慶學(xué)院 馬克思主義學(xué)院,廣東 肇慶 526061)

“分析化學(xué)實驗”作為化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程,不僅具有很強的實踐性,還是實現(xiàn)理論與實踐融會貫通的重要途徑,更是培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、形成“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力”的關(guān)鍵舉措[1, 2]。然而,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式無法滿足學(xué)生個性化的學(xué)習需要,盡管學(xué)生已按照授課教師的要求完成了相關(guān)的學(xué)習任務(wù),但存在興趣不濃厚、實驗操作能力差、獨立思考能力欠缺等問題。因此,維系學(xué)生對“分析化學(xué)實驗”課程的學(xué)習熱情,增強學(xué)生對分析化學(xué)實驗學(xué)習的自信心,有效幫助學(xué)生解決在分析化學(xué)實驗學(xué)習中的困惑,引導(dǎo)學(xué)生充分發(fā)揮個體的主觀能動性,達到分析化學(xué)課程的教學(xué)目的就必須破除單一的課堂教學(xué)模式。網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)互補的混合式教學(xué)模式是一種非常值得借鑒的教學(xué)改革舉措。混合式教學(xué)一方面保證了教學(xué)過程中的互動交流,另一方面能夠讓學(xué)生不受時間和地域的限制,可以靈活化的學(xué)習[3]。與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比,混合式教學(xué)更能充分體現(xiàn)“學(xué)生中心”的理念,讓學(xué)生能夠獲得充足的自主學(xué)習空間,逐漸成為“分析化學(xué)實驗”學(xué)習的主導(dǎo)者。

1 “分析化學(xué)實驗”課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析

通過研究發(fā)現(xiàn),當前高校的“分析化學(xué)實驗”課程的教學(xué)情況主要有如下幾個方面的問題[4-6]:

1.1 “理論”與“實驗”的重視度不平衡

無論是教師還是學(xué)生普遍都認為,只要掌握了分析化學(xué)的理論就能做好實驗,實驗操作僅僅是根據(jù)參考書中的實驗步驟依葫蘆畫瓢而已。因此,大多數(shù)學(xué)生在實驗課前不認真預(yù)習,撰寫預(yù)習報告只是簡單摘抄參考書或網(wǎng)絡(luò)上的內(nèi)容,對實驗過程中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果缺乏獨立思考,無法有效地認識理論和實踐相統(tǒng)一的辯證關(guān)系。

1.2 實驗課對學(xué)生的吸引力不夠

由于高?！胺治龌瘜W(xué)實驗”課程的內(nèi)容與生產(chǎn)生活的聯(lián)系不緊密,導(dǎo)致學(xué)生對實驗方法在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用缺少認知和了解。其次,學(xué)生在實驗課堂上的主觀能動性表現(xiàn)不足,一般都是機械地按照教師的演示操作進行實驗。最后,分析化學(xué)的實驗課程和理論課程是兩門相互獨立的課程,它們有各自對應(yīng)的教學(xué)大綱和教學(xué)日歷,因此在教學(xué)過程中可能會出現(xiàn)教學(xué)進度不一致的問題。即實驗課已經(jīng)開始進行,理論課程還未涉及相關(guān)原理的基礎(chǔ)知識,導(dǎo)致學(xué)生對實驗原理不理解,完全失去興趣。

1.3 實驗課程成績的評價體系不完善

當前實驗課程的考核主要是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)的精密度和準確度以及學(xué)生的實驗出勤率、實驗報告的書寫認真程度來確定“印象成績”,沒有根據(jù)學(xué)生的實驗態(tài)度、實驗過程、實踐結(jié)果、實驗報告等方面進行綜合評價,這種不健全的考核方式不僅導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生“只要把實驗報告寫好,把實驗數(shù)據(jù)的精密度和準確度寫高就行了”的錯誤想法,還會造成學(xué)生忽視操作過程的重要性。久而久之,勢必引起實驗課前不認真預(yù)習,實驗課中不細致操作和觀察,實驗課后不認真分析實驗結(jié)果與實驗條件的辯證關(guān)系,甚至出現(xiàn)偽造、涂改實驗數(shù)據(jù),抄襲他人的實驗報告的不良現(xiàn)象,嚴重影響了實驗課的整體教學(xué)質(zhì)量,更加難以培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和提升學(xué)生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題,分析問題和解決問題的能力。

1.4 線上與線下的混合式教學(xué)過程沒有形成融合狀態(tài)

當前背景下,“分析化學(xué)實驗”課堂需要承載的目標越來越多,教師既希望學(xué)生在充分掌握相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)下順利完成實驗,又希望學(xué)生通過實驗課程鍛煉自身的實踐能力,更希望通過實驗課堂培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)創(chuàng)新精神。然而,授課教師往往忽略了當今信息時代的科技成果為線上教學(xué)帶來的優(yōu)越性,認為實驗教學(xué)只能在線下進行,僅通過線下的課堂時間與學(xué)生互動,沒有將線上與線下混合式教學(xué)的過程融合起來,最終結(jié)果是難以實現(xiàn)“理想課堂”。

2 混合式教學(xué)改革的基本原則

大力推進優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源開發(fā)與應(yīng)用,協(xié)同高校探索信息化的混合式教學(xué)方法,充分利用微課、動畫、音頻、視頻、仿真、游戲等信息化手段,將“分析化學(xué)實驗”課程中的理論知識和操作規(guī)范穿插到日常教學(xué)設(shè)計中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神,真正做到使問題“化繁為簡、化難為易”,讓學(xué)生成為學(xué)習的主體和中心,學(xué)得輕松,學(xué)得開心[7]。

3 把握混合式教學(xué)改革的關(guān)鍵舉措

混合式教學(xué)是在授課教師精心地組織下,學(xué)生借助于信息化手段通過線上學(xué)習與線下學(xué)習的混合。通過混合式教學(xué)可以使育人更加全面更有成效,學(xué)生學(xué)習的主動性更強。有效把握混合式教學(xué)課堂的節(jié)奏常以“五感”為出發(fā)點。

3.1 讓所有學(xué)生有“新鮮感”

教師通過慕課、雨課堂、學(xué)習通等網(wǎng)絡(luò)媒體推送實驗前的預(yù)習內(nèi)容,而線下課堂的講授內(nèi)容則為課前預(yù)習之外的重點知識。即線下的教學(xué)內(nèi)容和線上的學(xué)習內(nèi)容是互補關(guān)系,而不是一味地重復(fù)。特別是學(xué)生對實驗內(nèi)容不感興趣,或者是實驗進度超前導(dǎo)致學(xué)生對實驗原理不理解的知識點,應(yīng)采用信息化手段將“靜態(tài)知識動態(tài)化、抽象知識形象化、大塊知識碎片化、復(fù)雜問題分解化”,循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)的知識點。例如,實驗課前,在準備做雙指示劑法測定混合堿的組成與含量的實驗時,可通過雨課堂推送我國著名化工學(xué)家侯德榜先生的優(yōu)秀事跡,介紹侯氏制堿法的相關(guān)工藝,引導(dǎo)學(xué)生明白形成混合堿的原因及成分組成,以此增強學(xué)生們的民族自豪感和自信心,鼓舞學(xué)生刻苦學(xué)習,為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興貢獻自己的力量。課堂上,授課教師應(yīng)本著少講多做的原則,講解時也應(yīng)盡量避免照本宣科,可以從理論和現(xiàn)象的辯證關(guān)系來解釋實驗過程可能出現(xiàn)的結(jié)果,使學(xué)生明白雙指示劑法應(yīng)用于混合堿組成分析的實驗原理,特別是指示劑的顏色隨溶液pH值的變化過程,可以結(jié)合量變質(zhì)變規(guī)律的相關(guān)內(nèi)容,從而更為深刻地理解“在化學(xué)計量點附近,通過精確控制滴定劑的量來改變?nèi)芤旱膒H值,指示劑立即由一種顏色變?yōu)榱硪环N顏色,說明已到達滴定終點”,最終詮釋了化學(xué)計量點與滴定終點的差異,及影響實驗數(shù)據(jù)準確性的因素。

3.2 讓所有學(xué)生有“危機感”

大多數(shù)高校對“分析化學(xué)實驗”的考核主要由預(yù)習實驗報告、課堂實驗操作、實驗報告和期末考試組成。其中,預(yù)習報告和實驗報告所占分數(shù)的比例較高,達到了70%及以上。這就導(dǎo)致很多學(xué)生的關(guān)注度聚集在預(yù)習報告和實驗報告的質(zhì)量上,忽略了課堂上基本操作技能的鍛煉、實驗現(xiàn)象的細致觀察和實驗數(shù)據(jù)的準確記錄等方面。合理的評價體系不僅要考核學(xué)生對專業(yè)知識的掌握情況,還要考核學(xué)生的動手操作能力,更要評價學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)態(tài)度。因此,授課教師可以將課程期間的評價細節(jié)展示給學(xué)生,如:回答問題情況、實驗操作、實驗方法、實驗結(jié)果、實驗報告、實驗體會、實驗衛(wèi)生、建議和問題等方面,并且明確說明實驗操作的分數(shù)占據(jù)期末總成績的比重,同時采用現(xiàn)場操作錄屏或拍照的方式“取證”,讓學(xué)生嚴肅認真地對待每一步的實驗操作。

3.3 讓所有學(xué)生有“緊張感”

每堂實驗課程完成后,通過雨課堂、學(xué)習通等網(wǎng)絡(luò)媒體展示全班同學(xué)在實驗操作過程中的得分柱狀圖,與全班同學(xué)的平均得分情況,讓學(xué)生及時感受自身的優(yōu)勢與差距。與規(guī)范性的操作相比,學(xué)生通過查看操作視頻與照片,反思個人的操作是否正確。例如,在進行滴定實驗操作的時候,要求實驗終點和化學(xué)計量點盡可能保持一致,使滴定終點誤差的大小符合實驗要求,這時需要精準控制一滴、半滴甚至少半滴的量,使學(xué)生樹立嚴格的“定量”概念。此外,使用試劑和藥品時嚴格按照實驗的要求量取,不能鋪張浪費,培養(yǎng)學(xué)生勤儉節(jié)約的好習慣。在廢液處理方面要注意環(huán)保意識,貫徹“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保理念,不同種類的廢液分類存放,對一些危險廢棄物單獨處理,決不可將未經(jīng)處理的液體倒入下水道,每個人為保衛(wèi)自己的綠色家園做出應(yīng)有的貢獻。

3.4 讓大多數(shù)學(xué)生有“成就感”

授課教師在課堂上完成講授后,用較短的時間對學(xué)生進行線上考核,考核的內(nèi)容為實驗的基本原理和相關(guān)的基礎(chǔ)性操作,難度不能太大,絕大多數(shù)學(xué)生在較短的時間內(nèi)可以答對80%及以上的題目,使學(xué)生感受到自己確確實實學(xué)到了知識,以此增加學(xué)生的自信心和成就感。此外,對于設(shè)計型和綜合型的線下課堂,以學(xué)生為主體,通過小組討論的形式分析實驗方案的可行性,并確定最終的實驗方案,使學(xué)生能夠充分理解學(xué)習共同體的作用,培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和溝通交流的能力,使學(xué)生明白只有個體加入到集體當中去,并與其他組員間表現(xiàn)出良好的團隊協(xié)作關(guān)系,才能實現(xiàn)“1+1>2”的效果,并最終實現(xiàn)個人目標和自我價值。最后,采用臨時互換教師與學(xué)生的位置的方式,隨機選取學(xué)生來講解整個實驗,同時把該部分的表現(xiàn)作為成績考核的一部分,激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲望,喚起濃厚的學(xué)習興趣。變被動為主動,變督促為引導(dǎo),充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,促使學(xué)生形成積極的自學(xué)風氣。

3.5 讓少量學(xué)生有“榮耀感”

對實驗預(yù)習報告、實驗過程、實驗報告等各環(huán)節(jié)中表現(xiàn)好的少數(shù)學(xué)生進行線上和線下表揚和獎勵,引導(dǎo)學(xué)生正確謀取一些物質(zhì)上的“蠅頭小利”。雖然獎勵、表揚總體上能夠激勵學(xué)生,但如不注意原則和策略,不僅效果不好,還可能對學(xué)生造成心理上的傷害。例如,授課教師可以給表現(xiàn)好的同學(xué)發(fā)“代幣券”,使學(xué)生的良好行為得到持久強化。如果學(xué)生在實驗課堂上的表現(xiàn)被教師表揚,就可以得到一張價值若干元的“代幣券”,并可以用它在學(xué)校的小賣部換取同樣價值的小商品。如果學(xué)生當時不去兌換,并繼續(xù)保持這種良好行為并得到表揚,就可以到教師那里換取一張面值更大的“代幣券”。如果學(xué)生仍不兌換此券,并繼續(xù)保持良好的學(xué)習態(tài)度和行為,教師的處理方式則根據(jù)以上原則類推,從而帶動和激勵其他同學(xué)在“分析化學(xué)實驗”課程中的積極性。

4 結(jié)論

隨著信息時代的發(fā)展,如何有效地采用混合式教學(xué)模式對“分析化學(xué)實驗”課程進行教學(xué)改革是各高校共同討論的話題。作為新時代的教師,需要不斷將信息化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合于分析化學(xué)實驗教學(xué)中,從“五感”的角度有效把握“分析化學(xué)實驗”課堂的節(jié)奏,探索出最能讓學(xué)生以飽滿的熱情參與到“分析化學(xué)實驗”課程中的教學(xué)方案,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,具有主動學(xué)習和獨立思考的能力。