無機化學實驗課程改革反思

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摘要:針對“互聯網+”模式下無機化學實驗課程的改革要求,修改現有《無機化學實驗》教學大綱,建立四個實驗訓練模塊:基礎技能訓練模塊、基本原理與方法驗證模塊、綜合訓練模塊、交叉創新模塊;運用多媒體課件、微課、慕課等教學資源支撐實訓模塊,加深學生對實驗內容的理解、對實驗現象的觀察以及實驗操作技能的規范;進行“互聯網+翻轉課堂”,讓學生成為教學的主體,更多地參與到實驗教學與學習中;建立班級實驗興趣群,加強與學生的互動,教學相長。

關鍵詞:互聯網+;無機化學實驗;課程改革

“互聯網+”行動計劃是總理于2015年3月在十二屆全國人大三次會議上政府工作報告中首次提出的。即利用互聯網平臺,利用信息通信技術,把互聯網和傳統行業在內的各行業結合起來,對傳統產業進行升級換代,推動新的工業革命[1-2]。目前“互聯網+”計劃已經上升到國家戰略層面,對國內眾多行業產生了強勁的驅動力,同樣也給傳統高等教育的改革與發展帶來了良好的契機[3-7]。吉林化工學院是以化學、化工為突出特色的省屬理工科院校,無機化學實驗課在我校不僅授課范圍廣(面向眾多化學化工相關專業學生開設),而且是培養專業高級工程技術人才掌握基本實驗技能的重要環節,所以在我校開展新時期“互聯網+”模式下的無機化學實驗課程改革研究尤為必要。我國在2010~2020年《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中指出“開發網絡學習課程,創新網絡教學模式,更新教學觀念,改進教學方法,提高教學效果”。“互聯網+”模式對于傳統的高等教育教學體系和教學方法是機遇也充滿挑戰[10]。如何在“互聯網+”模式下,讓無機化學實驗課程煥發出新的活力,不僅是我校也是我省高等教育改革中一個非常值得研究的新課題。

1修改實驗教學大綱,整合網絡教學資源,建立實驗訓練模塊

修改現有《無機化學實驗》教學大綱,建立由基礎技能和基本方法到系統思維、綜合思維和創新思維的四個實驗訓練模塊,內容包括:基礎技能訓練模塊、基本原理與方法驗證模塊、綜合訓練模塊、交叉創新模塊。在基礎技能訓練模塊中,主要訓練學生的基本操作技能:如試劑的取用、藥品的稱量、抽濾、結晶、滴定等;在基本原理與方法驗證模塊中,包含基本常數的測定和元素與化合物性質兩大方面實驗內容:如“化學反應速率、活化能的測定”、“電導率法測硫酸鋇溶度積”、“解離平衡及弱酸電離常數的測定”等實驗;綜合訓練模塊主要包括化合物的制備與性質測試:“硫酸錳銨的制備與驗證”、“粗鹽的提純及碳酸氫鈉的制備”、“三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備”等,通過這個模塊學生可以主動將許多基本操作綜合起來完成一個獨立的實驗制備與驗證過程;在交叉創新模塊中,主要設置一些以無機化學實驗為基礎的相關實驗以及一些創新小實驗,如“茶葉中提取咖啡因”“葡萄糖酸鋅的制備和分析”、“環保顏料氧化鐵黃的制備”等,只提供實驗題目,請同學們利用互聯網查找相關實驗內容,設計實驗步驟,然后與實驗教師溝通準備實驗用品,獨立完成實驗,全方位培養學生的實驗能力,體會實驗帶來的成就感。利用互聯網平臺收集相應的素材制作成多媒體課件、微課和慕課等教學資源支撐實驗訓練模塊。把實驗內容通過文本、圖形、圖像、動畫、視頻和伴音講解等多媒體信息與學生的感觀聯系起來,通過圖文并茂、聲情交融、講練結合等方式充分調動學生的積極性,加深學生對實驗內容的理解,對實驗現象的觀察以及實驗操作技能的規范[11-12]。利用互聯網技術擴展實驗學時,將實驗訓練模塊上傳至網絡平臺(圖1),方便學生預習及復習實驗內容,有針對性地查缺補漏。

2“互聯網+翻轉課堂”,讓學生成為教學的主體

對于一門基礎化學實驗課程,《無機化學實驗》絕對不是一門只靠記憶和模仿就能完成的學科,而是一門必須通過思考、討論及實踐研究才能學好的學科。在學習過程中,教師和學生是平等的,利用"互聯網+翻轉課堂"積極鼓勵指導學生制作相應課件和微課,讓學生更多的參與,變被動學習為主動學習,通過角色互換的方式,使學生成為教學的主體[16-18]。以綜合訓練模塊中“硫酸錳銨的制備與驗證”實驗為例:首先,教師根據《無機化學實驗》教學大綱和本次實驗的教學目的將本次實驗的重點內容分離出來,確定“翻轉課堂”的部分是實驗原理部分(制備原理和產品驗證原理)與實驗基本操作部分(過濾、蒸發、結晶和抽濾);然后通過班級實驗興趣群本次實驗的教學大綱、教學目的,征集人選;對擬任課學生進行分組,細化任務并落實到人;指導任課學生完成課件或微課視頻的設計和制作;教師做主持人,具體的實驗原理和基本操作部分由任課學生小組來講解;最后教師進行點評總結,將相關實驗資源(課件或微課)、教學重點內容及思考題再次到實驗興趣群,供學生課后復習。鑒于多數學生在高中時對實驗課不夠重視,對于化學實驗的認識僅限于書本上和習題冊上的相關內容,普遍存在動手能力較差的問題,發動學生在互聯網上搜集關于基本操作訓練方面(如:藥品的取用及稱量、過濾、滴定、重結晶等)的小視頻,或者進入開放實驗室自己錄制小視頻制作微課,上傳分享到課程群,根據下載量和視頻質量定期評選出“班級最佳微課制作能手”,激發學生們的學習熱情,主動規范自身的基礎實驗操作。

3建立班級實驗興趣群,加強師生互動交流

建立班級實驗興趣群,為學生提供一個跨時間、跨地域的互動交流平臺,互相學習,互相幫助,共同提高,同時也幫助教師實時了解學生的學習需求,及時解決問題。2016年我校與超星集團合作,構建了移動互聯網時代的教學生態系統“超星學習通”,依托超星學習通平臺,建立無機化學實驗興趣群,為學生提供一個跨時間、跨地域的互動交流平臺。在實驗興趣群中既可以實驗信息、相關課件與視頻,也可以定期制定主體,圍繞主題進行討論。如,教學信息(征集任課教師、課后思考題、相關微課、課件、視頻);計算機方面(如何利用化學軟件做出清晰明了的實驗圖表,化學常用軟件,化學ppt模板);化學知識方面(重結晶操作你不可不知的注意事項,如何準確取液,常用指示劑的配制);課程調研類(你喜歡什么樣的化學老師,對無機化學實驗的幾點建議,實驗題目的建議);發送化學實驗精華帖的鏈接及提供化學APP(小木蟲、丁香園)。通過班級實驗興趣群,將手機由學生的娛樂工具轉變為學習工具,幫助教師實時了解學生的學習需求,及時解答反饋信息,與學生建立良好的師生關系,亦師亦友,教學相長。

4結語

“互聯網+”模式下無機化學實驗課程的改革研究依托移動互聯網技術極大地豐富了教學內容和教學手段,拓寬了授課渠道,由教師與學生的面對面傳授拓展到以學生為主的傳授、交流、互動相結合的多種傳授模式,延伸了教學的時間與空間,與此同時思維方式將從被動接受型轉變為主動創新型,培養了學生獨立解決問題和創新意識的能力,收到了較好的教學效果。該課題的研究無疑為加快吉林省推進現代信息技術與教育教學深度融合,實現優質教學資源的共建與共享添磚加瓦。

作者:高文秀 王集思 任紅 楊艷艷 沈啟慧 羅亞楠 單位:吉林化工學院

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