應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下線上線下混合教學(xué)改革探索
——以貴州理工學(xué)院“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程為例

馮曉琴，魏 嫻

（貴州理工學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550003）

引言

“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”通過(guò)有機(jī)化合物的設(shè)計(jì)合成、分離提純、結(jié)果表征等實(shí)驗(yàn)的綜合訓(xùn)練，將基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)操作和技術(shù)融為一體［1］，是理解有機(jī)化學(xué)知識(shí)的重要途徑，與有機(jī)化學(xué)理論課程相輔相成，在本科教學(xué)中占有重要的地位［2］。而“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的課程設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)條件及師資水平等諸多因素都會(huì)影響課程的實(shí)際教學(xué)效果［3］?？v觀我校幾屆學(xué)生在完成大創(chuàng)項(xiàng)目和畢業(yè)論文時(shí)的表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、觀察與分析能力和實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)能力較為薄弱，與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)存在較大差距。

隨著“以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”教育理念的深入人心和現(xiàn)代化教育技術(shù)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課的授課方式、考核評(píng)價(jià)方式的局限性更加明顯［1］。因此，探索一種以學(xué)生為中心，既能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能使學(xué)生具有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程改革的需要，也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。

一、“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性較差

目前我?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，即學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課上教師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)［4］，學(xué)生根據(jù)教材完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告并上交。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生只是被動(dòng)接受，只做到了基礎(chǔ)目標(biāo)，即學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到反思探究的深層目的。同時(shí)這樣的教學(xué)方式也往往導(dǎo)致學(xué)生缺乏獨(dú)立的思考空間，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［5］。

（二）實(shí)驗(yàn)與理論不能有效結(jié)合

有機(jī)化學(xué)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般會(huì)安排在不同的教學(xué)周開(kāi)展，容易導(dǎo)致學(xué)生在開(kāi)展“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程時(shí)，已經(jīng)遺忘有機(jī)化學(xué)中學(xué)過(guò)的理論知識(shí)。同時(shí)，理論課程上的很多反應(yīng)毒性較大、時(shí)間較長(zhǎng)或危險(xiǎn)性較高，也不適合在本科“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中開(kāi)展，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課僅僅是理論課的補(bǔ)充，而忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)理論的補(bǔ)充、深化和發(fā)展作用［6］。學(xué)生只把實(shí)驗(yàn)課作為任務(wù)去完成，理論知識(shí)和實(shí)踐不能有機(jī)結(jié)合，實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展達(dá)不到預(yù)期的效果，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課。

（三）考核方式單一且僵化

我校傳統(tǒng)的“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程考核方式由平時(shí)成績(jī)（占60%，包括考勤10%、課堂表現(xiàn)20%、操作考試30%）和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（占40%）兩部分組成。這種考核方式注重平時(shí)的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，但平時(shí)成績(jī)的考核往往又流于形式，學(xué)生只要完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作并把實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)工整，就可得到較高的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這種最終以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主的考核方式，無(wú)法滿足培養(yǎng)具有獨(dú)立解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題和獨(dú)立創(chuàng)新的應(yīng)用型人才的要求。

二、應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下，實(shí)驗(yàn)課“線上+線下”混合教學(xué)改革的嘗試

（一）根據(jù)培養(yǎng)方案，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)能夠熟練運(yùn)用知識(shí)、解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題、適應(yīng)社會(huì)多樣化需要的應(yīng)用型與知識(shí)型人才，應(yīng)圍繞加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，強(qiáng)化學(xué)生知識(shí)與技能的應(yīng)用［6］。在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)、選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，采取層層遞進(jìn)的策略［7］，使學(xué)生先掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本操作，然后再進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，逐步完成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)［8-9］。根據(jù)上述要求，本文首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化和整合，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)選定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（二）“線上+線下”教學(xué)模式的構(gòu)建

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的課前預(yù)習(xí)主要是撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程沒(méi)有直觀感受，教師在實(shí)驗(yàn)課堂上一次性講解內(nèi)容及注意事項(xiàng)，學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法充分理解教師所講授的各項(xiàng)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作掌握不足，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作錯(cuò)誤頻出［10］。鑒于此，結(jié)合我校實(shí)際情況，我們錄制了“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容所要求的每個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和操作視頻，利用“雨課堂”平臺(tái)，構(gòu)建“線上+線下”的教學(xué)模式，以提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟的理解，具體構(gòu)建模式見(jiàn)圖1。

圖1 “線上+線下”教學(xué)模式構(gòu)建示意圖

視頻一方面可以將實(shí)驗(yàn)操作清楚地展示給每一名學(xué)生，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中時(shí)間和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的限制；另一方面，學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)和電腦等多媒體終端隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解的同時(shí)，也有效提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性和生動(dòng)性［11］。

1.在線試題庫(kù)的建設(shè)。為有效加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟的理解，檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的知識(shí)點(diǎn)分門(mén)別類地設(shè)計(jì)了不同類型的測(cè)試題，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)至少有5～8道不同的題目。在線題庫(kù)中除了常規(guī)的“識(shí)記”“理解”層次的知識(shí)的測(cè)試，還涵蓋知識(shí)拓展的題型，考查學(xué)生能否達(dá)到靈活應(yīng)用知識(shí)的能力。同時(shí)，在試題庫(kù)中增加安全知識(shí)的考點(diǎn)以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的安全教育以及環(huán)保教育，在視頻中也引入相應(yīng)的安全教育提示。以乙酸乙酯的制備為例，試題庫(kù)的設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 在線試題庫(kù)示例

2.線下教學(xué)注重過(guò)程，注重實(shí)驗(yàn)技能的提升。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容隨機(jī)提問(wèn)學(xué)生，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，適時(shí)調(diào)整課堂講解的側(cè)重點(diǎn)。對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制定詳細(xì)的評(píng)分細(xì)則，使教師有理有據(jù)地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，以此來(lái)考查學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這樣不僅可以提升學(xué)生的主動(dòng)性，學(xué)生也可以把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都當(dāng)成是一次考核，認(rèn)真對(duì)待每個(gè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生真正掌握實(shí)驗(yàn)操作、深入理解實(shí)驗(yàn)原理，提升實(shí)驗(yàn)技能。

3.課后總結(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，及時(shí)總結(jié)和分析在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生遇到的問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的反饋及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)方案。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中除了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容外，還設(shè)計(jì)了思考題，讓學(xué)生進(jìn)行深度思考。根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況及時(shí)了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能和理論知識(shí)的掌握情況。

（三）改革傳統(tǒng)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的考核方式

傳統(tǒng)的考核，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的依賴性很強(qiáng)，忽視了實(shí)驗(yàn)課的過(guò)程性評(píng)價(jià)，針對(duì)此，在不改變“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”考核成績(jī)總體構(gòu)成的前提下，對(duì)平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)的構(gòu)成進(jìn)行了細(xì)化完善，具體內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 “有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”細(xì)化考核評(píng)價(jià)

（四）改革成效

通過(guò)2019級(jí)、2020級(jí)和2021級(jí)三期學(xué)生對(duì)比發(fā)現(xiàn)，改革后的“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式和考核方式有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效果得到了顯著提高。跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)：與同屆學(xué)生相比，首次參與“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的化工191班的學(xué)生在各類實(shí)驗(yàn)大賽中參與人數(shù)和獲獎(jiǎng)人數(shù)最多。此外，該班學(xué)生表現(xiàn)出較強(qiáng)的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲃?chuàng)新能力，主動(dòng)查閱文獻(xiàn)資料，申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。在完成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中或參與教師科研項(xiàng)目時(shí)，能夠自行獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并付諸實(shí)施。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們通過(guò)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)改革，積極探索更適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容和方法，通過(guò)“線上+線下”混合教學(xué)的模式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，通過(guò)線上的視頻及測(cè)試，提高了學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。通過(guò)細(xì)化“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的考核內(nèi)容，更為重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程性考核，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程的全程監(jiān)督，強(qiáng)化了學(xué)生的基本操作，提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供了一定的理論基礎(chǔ)。