無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化建設(shè)與創(chuàng)新*

李姝丹

(山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院, 山西　臨汾　041004)

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無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化建設(shè)與創(chuàng)新*

李姝丹

(山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院, 山西臨汾041004)

可視化教學(xué)是教育設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一種創(chuàng)新，引發(fā)了教學(xué)課改的新方向，將其應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中是必然的選擇。本文主要針對(duì)傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行分析，進(jìn)而提出解決方案，并對(duì)無機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)進(jìn)行可視化改革的探討，實(shí)現(xiàn)了提高學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力以及實(shí)踐能力的教學(xué)目標(biāo)。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；可視化教學(xué)；實(shí)踐能力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是研究化學(xué)的重要手段，實(shí)驗(yàn)可以說是化學(xué)的靈魂?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在高等學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)中，不但是展現(xiàn)化學(xué)魅力的重要舞臺(tái)，也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的主要源泉。正如著名化學(xué)家、中科院院士戴安邦教授對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的精辟論述：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施全面化學(xué)教育的有效形式。在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)方面起著課堂講授不能替代的特殊作用。化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅傳授化學(xué)知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力和優(yōu)良的素質(zhì)，使學(xué)生掌握基本的操作技能、實(shí)驗(yàn)技術(shù)。還能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，樹立勇于開拓創(chuàng)新的意識(shí)。無機(jī)化學(xué)是大一新生最先接觸的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，是高等院校化學(xué)專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)以及與化學(xué)相關(guān)的專業(yè)所開設(shè)的第一門必修化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，因此，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)可以加強(qiáng)大學(xué)生基本知識(shí)、基本技能和基本操作的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、思維能力以及優(yōu)良科學(xué)素養(yǎng)的最重要的第一步，同時(shí)也是大學(xué)新生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)思維實(shí)現(xiàn)歷史轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵一步。

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

經(jīng)過多年的努力建設(shè)，我校在無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中初步摸索出了一套教學(xué)思路，形成了理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互融合的教學(xué)模式，并取得了一定的效果。通過實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)使學(xué)生更加熟悉無機(jī)化學(xué)的基本知識(shí)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，獲得大量物質(zhì)變化的感性認(rèn)識(shí)，并且通過熟悉元素及其化合物的重要性質(zhì)和反應(yīng)，進(jìn)一步掌握無機(jī)化合物的一般分離和制備方法。但是在教學(xué)過程中也存在著一定的問題：從學(xué)生參與課改的程度來看，部分學(xué)生并不是積極主動(dòng)的配合課改的實(shí)施，在這方面需要進(jìn)行大力改善；從教學(xué)手段來看，由于授課時(shí)間的限制，教師在講授過程中缺少必要的演示、教學(xué)手段單一，講述過快，缺乏與學(xué)生間的有效交流和互動(dòng)。這就造成了部分學(xué)生注意力不集中，只是機(jī)械的記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)而不去想結(jié)果的合理性，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

近期，我院實(shí)驗(yàn)室的改造，為無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革提供了良好的客觀條件，無機(jī)化學(xué)省級(jí)精品課程的建設(shè)也為實(shí)驗(yàn)改革提供了良好的理論基礎(chǔ)。但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)仍然是放在對(duì)理論的講解。教師一般在實(shí)驗(yàn)課前為學(xué)生準(zhǔn)備好了一切需要的實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器，并通過理論課將實(shí)驗(yàn)中各種注意事項(xiàng)反復(fù)多次強(qiáng)調(diào)給學(xué)生，這樣學(xué)生就會(huì)按照課本的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以為這就是所謂的理論與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合。這樣雖然節(jié)省了授課時(shí)間，但這會(huì)使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中失去勤于思考、仔細(xì)分析、解決問題的能力，同時(shí)也使很多學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)失去興趣，更不用說激發(fā)他們積極的思維和創(chuàng)造能力。更重要的是很多學(xué)生沒有明確的探索目標(biāo)和方向，做完實(shí)驗(yàn)后，也不能及時(shí)提出問題并解決問題。他們只是簡(jiǎn)單機(jī)械的重復(fù)教材的操作步驟。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺狈?duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，加強(qiáng)無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，如何提高無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)迫在眉睫。

2　可視化教學(xué)概念及教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和成熟，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由單一說教式向多樣化發(fā)展，由“可聽化”教學(xué)模式發(fā)展到“可視化”教學(xué)模式。借助現(xiàn)代技術(shù)手段，將實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行系統(tǒng)整理，形成圖形、文字和視頻相結(jié)合的教學(xué)資料，輔助必要的講解，這就是可視化教學(xué)[1]。這種教學(xué)模式提供了信息交互的界面，內(nèi)容豐富，營(yíng)造了輕松的學(xué)習(xí)氛圍，針對(duì)性強(qiáng)，讓學(xué)生能結(jié)合自己的實(shí)際情況提高自身的實(shí)驗(yàn)操作能力。它是以學(xué)生為主體，更多地體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的關(guān)注，在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，使教師與學(xué)生互動(dòng)增多，激發(fā)學(xué)生的參與興趣。

解決無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，我們首要任務(wù)是改善傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，以實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，使用多種媒體工具(手機(jī)，照相機(jī))，形成多元化教學(xué)平臺(tái)。將可視教學(xué)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的擴(kuò)展，便于教師與同學(xué)更好的溝通、分享。在可視化教學(xué)中教師扮演設(shè)計(jì)者和激勵(lì)者的角色，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，不再只是扮演傳授知識(shí)的角色。有效地結(jié)合學(xué)生預(yù)習(xí)后自己對(duì)于知識(shí)的理解而拍攝的視頻等等進(jìn)行教學(xué)，這樣既可以加深學(xué)生對(duì)無機(jī)化學(xué)基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，也可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立準(zhǔn)備和獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力以及用語言表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，同時(shí)學(xué)會(huì)細(xì)致的觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)正確地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)而分析實(shí)驗(yàn)[2]。具體的實(shí)施步驟如下：

(1)學(xué)生自行準(zhǔn)備：一般實(shí)驗(yàn)課前一周，教師要把實(shí)驗(yàn)資料以及相關(guān)視頻通過互聯(lián)網(wǎng)等手段發(fā)給學(xué)生。讓學(xué)生閱讀并查閱實(shí)驗(yàn)資料，搜集信息，積極思考，提出實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及問題。同時(shí)教師可以在這個(gè)實(shí)驗(yàn)階段給學(xué)生列出一些思考問題，讓學(xué)生有針對(duì)性的開展準(zhǔn)備工作。這個(gè)過程的目的是深入理解實(shí)驗(yàn)的基本原理以及基本知識(shí)，如果這個(gè)階段的準(zhǔn)備工作不充分的話，會(huì)影響整個(gè)學(xué)習(xí)的效果。在新生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，教師要將實(shí)驗(yàn)室中會(huì)常常接觸的化學(xué)藥品、玻璃儀器以及如何處理諸如發(fā)生爆炸、著火、中毒、灼傷等事故的應(yīng)急措施做成一段小視頻，使同學(xué)們?cè)诮窈笞鰧?shí)驗(yàn)時(shí)有安全意識(shí)，且一旦發(fā)生事故也會(huì)降低個(gè)人人生安全的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)小組分組討論：由教師和學(xué)習(xí)委員將學(xué)生劃分為3～5人組成的幾個(gè)小組，這樣他們?cè)跍?zhǔn)備和討論時(shí)，表達(dá)不同意見的機(jī)會(huì)就會(huì)多一些。對(duì)于新內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們不再局限于個(gè)體的學(xué)習(xí)行為，更多的是通過團(tuán)體的相互交流進(jìn)行會(huì)話合作解決問題。我們以常見無機(jī)陽離子的定性鑒定方法的實(shí)驗(yàn)為例，預(yù)計(jì)可能的實(shí)驗(yàn)方案，需要匯集多名同學(xué)，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)效果也會(huì)變得多樣，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解也就更深刻。各個(gè)學(xué)習(xí)小組的討論地點(diǎn)應(yīng)該彼此分開，以自己獨(dú)特、有效的方式進(jìn)行。

(3)班級(jí)集中討論：各個(gè)小組將本小組對(duì)于實(shí)驗(yàn)的分析和處理意見拍成3～5分鐘的視頻。在實(shí)驗(yàn)課上集中將各個(gè)小組的視頻播放，播放完畢后接受其他小組成員的提問并作出解釋。這個(gè)過程則是借助可視化教學(xué)手段進(jìn)入到展示交流環(huán)節(jié)，擴(kuò)展和深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。

(4)總結(jié)階段：在各小組集中討論完成之后，教師應(yīng)該留一定時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行思考和總結(jié)。教師在總結(jié)時(shí)刻也采用可視化的手段進(jìn)行呈現(xiàn)，使學(xué)生更容易接受和理解。利用互聯(lián)網(wǎng)資源與無機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，進(jìn)行同步教學(xué)，并可以將實(shí)際操作與模擬效果對(duì)比，使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更容易被學(xué)生掌握。在做實(shí)驗(yàn)的過程中，可以直接采用視頻播放的教學(xué)方式，對(duì)于相對(duì)危險(xiǎn)和重要的環(huán)節(jié)還可以采用點(diǎn)播模式[3-5]。

3　可視化教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)分析

可視視頻模式就是將所要表達(dá)的知識(shí)，事先拍攝成視頻文件，利用播放設(shè)備，組織學(xué)生集中進(jìn)行學(xué)習(xí)。在可視化教學(xué)中，我們要非常重視教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)即理解問題、會(huì)話合作、展示交流，這三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

可視化教學(xué)是以學(xué)生為主體，給學(xué)生創(chuàng)造輕松、自主實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，而不是打鬧嬉戲，沒有教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控，我們應(yīng)該對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)控更加嚴(yán)格。借助可視化模式建立一套能全面、客觀評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的綜合考核辦法勢(shì)在必行。我們改變傳統(tǒng)只憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告打分?jǐn)?shù)的考核方式，采取多項(xiàng)考核內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)報(bào)告及善后工作。在考核期間組織同學(xué)們一起評(píng)估，將所有同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作的視頻發(fā)給每個(gè)同學(xué)，讓實(shí)驗(yàn)成績(jī)更公開化，同時(shí)通過視頻發(fā)現(xiàn)自己做實(shí)驗(yàn)時(shí)的不規(guī)范操作，以及在觀看視頻時(shí)仔細(xì)觀察每個(gè)同學(xué)如何處理實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的三廢、清洗儀器并將儀器、藥品回歸原處。最后是匯報(bào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)完畢后對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋并作出結(jié)論，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和理論不符合，首先應(yīng)尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，并認(rèn)真分析和檢查原因，而其余的學(xué)生也可以給出自己的解釋。對(duì)成績(jī)?cè)u(píng)定方法的改革是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂教學(xué)效率的一個(gè)有效方法。

4　可視化教學(xué)效果及目標(biāo)

可視化教學(xué)對(duì)學(xué)生的吸引力遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)教學(xué)，它不僅能夠協(xié)助學(xué)生更好的掌握和理解理論知識(shí)而且有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。在整個(gè)教學(xué)過程中，通過與可視化教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生由被動(dòng)上實(shí)驗(yàn)課轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動(dòng)的做實(shí)驗(yàn)，形成了良好的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生學(xué)得更深刻、更快樂，也使無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具實(shí)力、更具活力、更具魅力。

總而言之，通過可視化教學(xué)的開展鍛煉了學(xué)生新知識(shí)、新技能的運(yùn)用能力，創(chuàng)新能力，交流溝通能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，不僅完善了無機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，而且符合我校培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、自主創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的教學(xué)目標(biāo)。

[1]曹曉明.可視化教學(xué)過程設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)電化教育,2009(3):16-19.

[2]韓琴,周宗奎,胡衛(wèi)平.課堂互動(dòng)的影響因素及教學(xué)啟示[J].教育理論與實(shí)踐,2008(16):42-45.

[3]秦樹忠.化學(xué)教學(xué)和信息技術(shù)整合的探析[J].時(shí)代教育,2012(23):187-188.

[4]王茜.信息技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].科技大眾: 科學(xué)教育, 2013(3): 26-27.

[5]胡曉熙,王蕓,尹艷鎮(zhèn),等. 多媒體技術(shù)在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣州化工,2013,41(19):151-152.

Visual Construction and Innovation of Inorganic Chemistry Experiments*

LIShu-dan

(Modern College of Arts and Sciences, Shanxi Normal University, Shanxi Linfen 041004, China)

It was inevitable choice to apply visual teaching in the teaching of inorganic chemistry experiment owing toit was an innovation in the field of teaching design, which triggered the new direction of teaching design. It was mainly founded out the problems existing in the traditional inorganic chemistry experiment teaching works. And some solutions were put forward. The inorganic visualization experiment teaching reform was also discussed, and realized that the teaching aimed at improving students’ thinking ability, innovation ability and practice ability.

inorganic chemistry experiment; teaching reform; visual teaching; practice ability.

山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目(J2015149); 山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目(WL2015JGXM-YJ-12)。

李姝丹(1978-), 女, 副教授, 主要從事無機(jī)化學(xué)的教學(xué)。

O639

A

1001-9677(2016)08-0212-02