無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)精品課程“進(jìn)階式多模態(tài)”建設(shè)研究

王瓊 王普 楊琴 王文磊 文瑞芝

［摘 要］文章針對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)存的教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊等關(guān)鍵問(wèn)題，基于“以學(xué)生發(fā)展為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向”理念，通過(guò)思政融入、多模塊內(nèi)容層層進(jìn)階、線上線下多模態(tài)互動(dòng)激活課堂、多維度過(guò)程性考核等方法進(jìn)行教學(xué)改革探索與實(shí)踐，并持續(xù)改進(jìn)和提升，打造精品課程“進(jìn)階式多模態(tài)”教學(xué)新體系，創(chuàng)新課內(nèi)外師生互動(dòng)機(jī)制，使教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量大幅度提升，學(xué)生的科研能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)顯著提高。

［關(guān)鍵詞］無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)；精品課程；進(jìn)階式教學(xué)；多模態(tài)建設(shè)

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）09-0013-03

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門(mén)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，作為大學(xué)生形成科學(xué)思維與創(chuàng)造能力、提高科研素養(yǎng)的第一課堂，該課程的教學(xué)質(zhì)量會(huì)對(duì)學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作技能的培養(yǎng)產(chǎn)生非常重要的影響和示范作用[1]。以中南林業(yè)科技大學(xué)為例，無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是化學(xué)類(lèi)、材料類(lèi)、環(huán)境類(lèi)、農(nóng)林類(lèi)等新工科和新農(nóng)科的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、核心課，面向全校理工農(nóng)林7個(gè)學(xué)院19個(gè)專(zhuān)業(yè)方向開(kāi)課，其中包括國(guó)家級(jí)一流專(zhuān)業(yè)7個(gè)，省級(jí)一流專(zhuān)業(yè)7個(gè)。根據(jù)專(zhuān)業(yè)要求不同，分為無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)1（32學(xué)時(shí)）和無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)2（48學(xué)時(shí)），每年選課人數(shù)約為1500人。

當(dāng)前，單一教學(xué)模式已無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生拓展性發(fā)展需求，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容不能滿(mǎn)足新時(shí)代“三全育人”理念的需求，原有的考核評(píng)價(jià)體系也無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。因此，無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采用思政融入、多模塊內(nèi)容層層進(jìn)階、線上線下多模態(tài)互動(dòng)激活課堂、多維度過(guò)程性考核等方法進(jìn)行了教學(xué)改革探索與實(shí)踐，進(jìn)一步提升了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，充分發(fā)揮了無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高水平人才培養(yǎng)中的作用。

一、“進(jìn)階式多模態(tài)”教學(xué)資源建設(shè)

中南林業(yè)科技大學(xué)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)線下課程始建于1958年，60多年來(lái)，課程從起步到不斷進(jìn)步再到提升發(fā)展，教學(xué)大綱、教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)講義、課程評(píng)價(jià)體系、混合式教學(xué)設(shè)計(jì)、課程思政教學(xué)案例不斷更新和優(yōu)化。2016年以來(lái)，在校級(jí)一流課程和省級(jí)一流課程先后資助下，無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)展了線上教學(xué)資源建設(shè)（課程網(wǎng)址：https：//www.xueyinonline.com/detail/227742149），目前已擁有豐富的多模態(tài)線上資源，形成了“化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”“綜合創(chuàng)新實(shí)踐”“綜合素質(zhì)培養(yǎng)”三個(gè)層次的教學(xué)內(nèi)容，層層進(jìn)階，“三階”課程框架如圖1所示。

化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：由點(diǎn)到面，涉及實(shí)驗(yàn)基本操作，包括無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)合成實(shí)驗(yàn)，化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中的滴定分析法和重量分析法，以及儀器分析實(shí)驗(yàn)中pH計(jì)、分光光度計(jì)等的使用。共有授課視頻54個(gè)，非視頻資源359個(gè)，其中自制實(shí)驗(yàn)視頻20個(gè)，拍攝總時(shí)長(zhǎng)120小時(shí)以上，視頻總時(shí)長(zhǎng)360分鐘以上，多媒體教學(xué)課件 27個(gè)；同時(shí)構(gòu)建以選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題為主要題型的習(xí)題庫(kù)，近1000道測(cè)試題，最大限度地提供主要物質(zhì)的制備和分析方案，滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)不同課時(shí)和特殊情況的需要。

綜合創(chuàng)新實(shí)踐：包括綜合拓展實(shí)驗(yàn)、學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容根據(jù)課程開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)的不同而不同，例如化工、材料專(zhuān)業(yè)涉及化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)、化工產(chǎn)品及材料制備和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；林學(xué)、生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)涉及植物中元素的分離與鑒定、農(nóng)藥殘留及檢測(cè)實(shí)驗(yàn)；食品科學(xué)專(zhuān)業(yè)涉及物性測(cè)定實(shí)驗(yàn)、食品工藝及分析實(shí)驗(yàn)；環(huán)境科學(xué)、水土保持專(zhuān)業(yè)涉及化學(xué)測(cè)量實(shí)驗(yàn)、環(huán)境化學(xué)及分析實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)理念培養(yǎng)、條件支持、專(zhuān)題訓(xùn)練引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)踐，將理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科學(xué)前沿知識(shí)緊密結(jié)合[2]。

綜合素質(zhì)培養(yǎng)：包括“國(guó)家戰(zhàn)略”“科技興國(guó)”“名人軼事”“綠色化學(xué)”“安全警示”五大主題的課程思政案例庫(kù)，“政策導(dǎo)讀”“神奇材料”“趣味化學(xué)”三個(gè)方向的拓展閱讀資料庫(kù)，案例達(dá)100個(gè)、10萬(wàn)字以上。每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目均有“思政小故事”，并且凝練的思政案例也可以從不同的角度與不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程與思政課程同向同行，形成協(xié)同育人效應(yīng)[3]。

二、“進(jìn)階式多模態(tài)”課程組織形式

（一）教學(xué)環(huán)境

線上教學(xué)環(huán)境以自拍視頻為特色，結(jié)合文本、圖像、音頻等多模態(tài)教學(xué)信息。自拍視頻運(yùn)用遠(yuǎn)近景交互拍攝（全景和近景機(jī)位拍攝）和關(guān)鍵點(diǎn)定位拍攝（特寫(xiě)拍攝）手法，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)準(zhǔn)確到位。后期制作方面，結(jié)合課程講義對(duì)畫(huà)面進(jìn)行二次整理加工，從5～10倍素材量中挑選最合適的畫(huà)面素材進(jìn)行剪輯，形成約15分鐘的成片；通過(guò)摳取綠幕背景人物，將授課教師和課件講義同時(shí)呈現(xiàn)在畫(huà)面中；此外還根據(jù)章節(jié)內(nèi)容制作動(dòng)態(tài)進(jìn)度條，實(shí)時(shí)顯示講解內(nèi)容在視頻中的進(jìn)度。同時(shí)，充分利用學(xué)銀在線、中國(guó)慕課、百度等網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)習(xí)通、微信群、QQ群等互動(dòng)軟件，實(shí)驗(yàn)中心、創(chuàng)新訓(xùn)練中心等實(shí)操平臺(tái)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

（二）教學(xué)方法設(shè)計(jì)

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上線下一體化教學(xué)方法設(shè)計(jì)如圖2所示。線上講授和延伸訓(xùn)練是以教師為引導(dǎo)，通過(guò)教學(xué)PPT、教學(xué)視頻，帶動(dòng)學(xué)生進(jìn)行線上預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)、原理和操作技能；隨后學(xué)生線上完成課堂知識(shí)自測(cè)、章節(jié)作業(yè)；教師進(jìn)一步采用線上互動(dòng)討論和答疑方法，讓學(xué)生鞏固已學(xué)知識(shí)，完成線上進(jìn)階挑戰(zhàn)及預(yù)習(xí)報(bào)告。

線下引導(dǎo)和實(shí)操訓(xùn)練是以學(xué)生為主體，通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、主題研討與匯報(bào)激活課堂；教師對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行演示鞏固細(xì)節(jié)；學(xué)生通過(guò)示范、實(shí)操?gòu)?qiáng)化操作技能，并通過(guò)匯報(bào)、答疑、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行知識(shí)的深化與內(nèi)化。教學(xué)過(guò)程中融入思政教育，實(shí)現(xiàn)“思政寓課程，課程融思政”的理念，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

課外拓展和思維創(chuàng)新是通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、案例教學(xué)法、目標(biāo)教學(xué)法等多種方法，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展拓展實(shí)驗(yàn)，實(shí)行學(xué)生科研導(dǎo)師制，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研工作，同時(shí)在教學(xué)中將知識(shí)傳授、技能培養(yǎng)與愛(ài)國(guó)情懷、科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感、辯證思維和綠色發(fā)展理念的培養(yǎng)相結(jié)合，開(kāi)展以漸進(jìn)式為主的“專(zhuān)業(yè)+思政+拓展”多元化課堂教學(xué)，拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)思維，提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)[3]。

三、“進(jìn)階式多模態(tài)”教學(xué)特色與創(chuàng)新

（一）課程與思政有機(jī)融合，提升學(xué)生精神素養(yǎng)

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程圍繞經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的豐富化學(xué)思想，圍繞實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)境保護(hù)典型案例，安排主題討論和分享，引導(dǎo)學(xué)生形成全方位、多角度看待問(wèn)題的辯證唯物主義思想。例如在酸堿溶液的配置與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中巧妙融入量變與質(zhì)變等思政點(diǎn)，使用酸堿指示劑時(shí)，通過(guò)對(duì)羅伯特·波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑的過(guò)程進(jìn)行講解，鼓勵(lì)學(xué)生要有科學(xué)家的探索與奉獻(xiàn)精神；演示滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)提到量變和質(zhì)變的化學(xué)思想，然后進(jìn)一步引出中國(guó)革命史，淮海戰(zhàn)役就是中國(guó)解放戰(zhàn)爭(zhēng)從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，無(wú)數(shù)革命先烈?jiàn)^不顧身贏來(lái)了中國(guó)革命的最后勝利。經(jīng)典案例的融入不僅增加了課程生動(dòng)性，而且從科學(xué)素養(yǎng)、人生態(tài)度以及愛(ài)國(guó)情懷等不同角度深化了學(xué)生對(duì)這一化學(xué)過(guò)程的理解[4]。

（二）成果導(dǎo)向“進(jìn)階”實(shí)驗(yàn)體系，提升學(xué)校高層次人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)

由單純模仿化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)體系模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐赞r(nóng)林特色專(zhuān)業(yè)需求為引導(dǎo)的“進(jìn)階實(shí)驗(yàn)體系”，既要傳承化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)，又要兼顧其他非化學(xué)專(zhuān)業(yè)的特性。同時(shí)采用“教—賽—訓(xùn)—改”實(shí)驗(yàn)進(jìn)階體系，以賽促學(xué)、激發(fā)興趣，以賽促訓(xùn)、深化能力，以賽促改、促進(jìn)教改。在成果導(dǎo)向“進(jìn)階”實(shí)驗(yàn)體系近幾年的實(shí)踐中，所授專(zhuān)業(yè)的學(xué)生通過(guò)積極參加各種科研、創(chuàng)新與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力得到了大幅度提升，課程團(tuán)隊(duì)先后指導(dǎo)學(xué)生獲批省部級(jí)各類(lèi)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目20余項(xiàng)，獲全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)及梁希優(yōu)秀學(xué)子獎(jiǎng)等國(guó)家及省部級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立或參與教師課題開(kāi)展創(chuàng)新性研究，指導(dǎo)本科學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，獲得各種學(xué)術(shù)征文獎(jiǎng)10余項(xiàng)。

（三）線上線下多模態(tài)混合課堂，聚焦學(xué)生創(chuàng)新思維

利用化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的“線上微課+線下實(shí)操”多模態(tài)混合式教學(xué)，綜合創(chuàng)新實(shí)踐模塊中的“線上微課+課外訓(xùn)練+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”進(jìn)階多模態(tài)教學(xué)，綜合素質(zhì)培養(yǎng)模塊中的“專(zhuān)業(yè)+思政+拓展”多元化教學(xué)內(nèi)容激活課堂。通過(guò)學(xué)銀在線、超星泛雅、學(xué)習(xí)通、微信群、QQ群、實(shí)驗(yàn)室等多方平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)，目前線上課程點(diǎn)擊量超220萬(wàn)人次，線上選課人數(shù)5000余人，互動(dòng)次數(shù)13000余次，參與學(xué)習(xí)的學(xué)生來(lái)自省內(nèi)外近50所高等院校、職業(yè)院校和普通高中。多模態(tài)混合式教學(xué)使學(xué)生的批評(píng)性思維和自主性學(xué)習(xí)能力明顯提升，有效地培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣，團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通意識(shí)也明顯增強(qiáng)。

（四）過(guò)程化考核評(píng)價(jià)體系，助推學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)全面發(fā)展

無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程采用過(guò)程性考核與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的多層次、多途徑的綜合考核評(píng)價(jià)辦法。過(guò)程考核中，線上過(guò)程包括預(yù)習(xí)報(bào)告、互動(dòng)交流、視頻學(xué)習(xí)、章節(jié)測(cè)試和訪問(wèn)數(shù)等，線下過(guò)程包括出勤情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、主題討論、衛(wèi)生整理、實(shí)驗(yàn)操作等，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下進(jìn)階式主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)將學(xué)生的認(rèn)知、情感和價(jià)值觀等內(nèi)容納入多元化課程評(píng)價(jià)體系。強(qiáng)調(diào)過(guò)程，鼓勵(lì)思維創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，通過(guò)融入思政元素、優(yōu)化課程評(píng)價(jià)體系，全面、客觀和公平地考核學(xué)生的總體學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀[5]。

四、 結(jié)語(yǔ)

在教育現(xiàn)代化的背景下，無(wú)機(jī)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與時(shí)俱進(jìn)，堅(jiān)持立德樹(shù)人、以德為先，把豐富的化學(xué)思想與實(shí)踐、先進(jìn)的化學(xué)學(xué)科理論與成果融入課程中，發(fā)揮無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的示范和輻射作用。后續(xù)課程將進(jìn)一步深化建設(shè)和改革，統(tǒng)籌企業(yè)、社會(huì)、科學(xué)研究、學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)等進(jìn)行多方協(xié)同育人，提高課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度；推動(dòng)信息化教學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段的應(yīng)用，打造思想、理念、評(píng)價(jià)、質(zhì)量文化的多模態(tài)基礎(chǔ)化學(xué)課程范式，將教學(xué)資源向其他高校學(xué)生、自考人員和社會(huì)工作者進(jìn)行推廣，使更多人受益。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 李水芳，王瓊，馬強(qiáng).林業(yè)院校基礎(chǔ)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].廣東化工，2018，45（2）：216-217.

[2] 羅志勇，甘孟瑜，張?jiān)茟?，?科研訓(xùn)練嵌入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（4）：178-180.

[3] 潘玉珍，王秀云，宿艷，等.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政建設(shè)的探索[J].大學(xué)化學(xué)，2021，36（3）：16-21.

[4] 張麗影，那立艷，王茹，等.無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政案例設(shè)計(jì)與探討[J].廣州化工，2021，49（5）：181-183.

[5] 鄭冰，秦川麗.無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課“四維一體”教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2020，39（6）：214-218.

［責(zé)任編輯：劉鳳華］