“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的高校化學實驗教學改革

萬俊，王育(延安大學化學與化工學院，陜西 延安 716000)

1 高?；瘜W實驗課的定義

高校化學實驗課是一門以實驗操作為主要內(nèi)容的化學及相關專業(yè)的獨立性基礎課程，不僅是高校化學及相關專業(yè)教學中十分重要的一部分，也是將化學理論教學、實踐教學、創(chuàng)新思維教學有機聯(lián)系在一起的一座橋梁?；瘜W實驗教學的目的在于促進學生化學實驗概念的形成，加深學生對化學基礎知識的理解，培養(yǎng)學生觀察、思考和基本的化學實驗獨立動手操作能力，激發(fā)學生對化學專業(yè)的學習興趣，樹立起學生嚴肅認真、實事求是、不斷探索的學習態(tài)度，潛移默化地在學生心中形成崇尚科學、科研探索的精神情懷。基于化學實驗課程的重要性，長期以來，高校對化學實驗課程這一獨立課程較為重視，在高?；瘜W及相關專業(yè)學生學習中也發(fā)揮著重要作用[1]。

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和化學實驗課程教學水平的不斷提升，高?；瘜W實驗教學的相關配套設施在不斷優(yōu)化，實驗課程內(nèi)容變得越來越豐富，實驗課程教學方法也變得越來越多樣化?；瘜W實驗教學在高?；瘜W及相關專業(yè)教學中占據(jù)重要位置，在加深學生對化學專業(yè)知識的理解和培養(yǎng)學生化學專業(yè)實踐能力方面起重要作用，也有助于培養(yǎng)學生的獨立思考和解決能力以及科研探索精神。正因如此，長期以來化學實驗教學也是各大高?；瘜W及相關專業(yè)教學建設工作的主陣地。

2 高?；瘜W實驗教學當前現(xiàn)狀

2.1 實驗教學模式落后

高?；瘜W實驗教學長期采用“教材為載體+課堂為中心”的傳統(tǒng)教學模式，傳統(tǒng)化學實驗教學模式在實施教學時具體分為6步，即：課前老師講解實驗任務→學生按照實驗指導書完成實驗前預習→實驗前老師講解實驗操作要領和注意事項→學生按照指導書進行實驗操作→學生記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→完成實驗報告。在傳統(tǒng)化學實驗教學模式下，學生從始至終處在被動接受和強化記憶的狀態(tài)，學生的主動思考、主動推理等學習意識沒有得到啟發(fā)，實驗前預習、實驗中操作及實驗后總結(jié)基本屬于機械性照搬照抄，學生對實驗原理、實驗操作要點和實驗注意事項理解也不夠深刻，學習浮于形式，學習效果被大打折扣[2]。

2.2 實驗操作專業(yè)性較差

高?；瘜W實驗教學屬于實踐性的教學內(nèi)容，教學內(nèi)容和教學過程以基本的化學實驗操作為主，而操作的規(guī)范性和細節(jié)是評價實驗教學的主要指標。規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒灢僮骱颓逦暾牟僮骷毠?jié)既是專業(yè)性的體現(xiàn)，也是實驗結(jié)果準確的保障。良好的化學實驗教學工作能夠為學生日后繼續(xù)學習、參加工作以及進行科學研究打下良好基礎。

傳統(tǒng)高?；瘜W實驗教學普遍存在操作專業(yè)性較差的問題，主要有兩方面：一方面來自教師因素。同樣的化學實驗教學內(nèi)容不同教師的理解、教學方式以及實驗操作方法都存在差異，而且當教師自身能力不足時很容易出現(xiàn)誤操作。另一方面來自客觀因素。受到化學實驗室條件、空間、光線、視角等客觀因素的限制，一些學生無法清楚完整地聽到老師的講解，也無法直觀地看到老師的操作示范，這也導致了學生操作的規(guī)范性較差。

2.3 課堂監(jiān)督指導不到位

高?；瘜W實驗室往往空間較大，加之設備噪音和通風櫥噪音的影響，教師在實驗室教學指導的過程中，學生無法清楚完整地接收到老師的指導信息。加之學生在傳統(tǒng)化學實驗室教學過程中生處于被動地位，學習主動性和熱情不高，課堂氣氛不活躍，導致教學效果不理想[3]。教師在課堂教學的過程中，受到空間、光線和視角的制約，教師不能及時對學生的實驗操作進行監(jiān)督指導，也不能及時地發(fā)現(xiàn)學生實驗操作過程中出現(xiàn)的問題并進行糾正，這在一定程度上造成學生學習態(tài)度消極，學習過程形式化，教學質(zhì)量難以提升。

2.4 過程評價不準確

完整的高?；瘜W實驗室教學效果評價包括實驗過程性評價和實驗結(jié)果評價。傳統(tǒng)高校化學實驗室教學效果評價中雖然對過程評價有一定要求，但是受到學生人數(shù)、實驗室空間、光線、視角、評價工具等客觀因素的限制，老師無法準確掌握每個學生的實驗過程，最后只能是通過紙質(zhì)的方式以實驗結(jié)果來評價實驗教學效果，無法對學生實驗操作過程的規(guī)范性和細節(jié)做到準確評價。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高?；瘜W實驗教學改革的必要性

“互聯(lián)網(wǎng)+”是現(xiàn)代化信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機融合的一種新形態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深入融合能夠促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，為產(chǎn)業(yè)帶來新的生機和活力。

“互聯(lián)網(wǎng)+”與高校教育領域的融合，極大豐富了教學內(nèi)容，也打破了傳統(tǒng)教育時空限制，促使高校教育內(nèi)容和模式發(fā)生變革。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，傳統(tǒng)的高校化學實驗教學不再適應新時代大學生特征，也無法滿足當今社會對新時代大學生的人才要求?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+化學實驗教學”下，一方面，網(wǎng)絡教育資源能夠使高?；瘜W實驗教學內(nèi)容變得非常豐富，打破傳統(tǒng)化學實驗室教學的封閉式弊端；另一方面，新媒體信息平臺能夠有效擴展教育渠道，學生可以借助新媒體信息平臺，隨時隨地在網(wǎng)絡上自行搜索相關資源，進行課前預期和課后復習。

此外，新媒體信息平臺拉近了學生之間、師生之間的距離。師生之間通過微信群、直播軟件等信息平臺，能夠?qū)崟r授課和在線交流討論，教師還能利用虛擬仿真軟件來模擬實驗操作，將實驗過程直觀呈現(xiàn)在學生眼前，學生也能通過軟件回放功能進行復習。基于“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗教學”模式下，能夠建立起一種具有開放式性和趣味性的高?；瘜W實驗教學新形態(tài)。師生關系和教學方式被重新定義，學生一改以往被動角色，成為了教學的主體，而老師由以往的完全主導角色轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助引導角色，改變了以往教師理論說教為主+學生機械照搬的封閉式和灌輸式教學模式，滿足了學生對現(xiàn)代化信息的探索欲。學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)新思維能力也得到了激發(fā)，實驗教學效果自然也會得到提升。因此，“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗教學”模式在高?；瘜W實驗室教學中，具有巨大的應用潛力，是“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下高?；瘜W實驗室教學改革的方向之一[4]。

4 “互聯(lián)網(wǎng)+”下高校化學實驗教學改革的策略分析

4.1 與時俱進構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新型化學實驗課教學體系

“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的一個突出特征是開放式。“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高?；瘜W實驗教學改革，需要高校主動打破傳統(tǒng)化學實驗教學模式封閉式、機械式和灌輸式的弊端，主動探索創(chuàng)新型實驗教學課程體系，實現(xiàn)化學理論教學與化學實踐教學二者緊密銜接。首先，高校領導層要重視化學實驗教學課程體系的改革和創(chuàng)新型化學實驗教學課程體系的建設，同時加強對化學實驗教師“互聯(lián)網(wǎng)+”教學改革理念的培養(yǎng)，樹立起明確的創(chuàng)新型化學實驗教學建設目標。其次，高校要深入社會開展調(diào)研，了解社會發(fā)展狀態(tài)以及人才需求狀況，在此基礎上制定實驗教學課程內(nèi)容，以確保課程內(nèi)容與學生能力培養(yǎng)和社會人才需求相匹配。最后，加強行業(yè)交流，邀請行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的學者和專家參與創(chuàng)新型化學實驗課程體系設計和建設中。通過組織學術(shù)講座，將學科前沿熱點和研究成果引入到校園中，也能對化學實驗課程改革和教師進行相關指導。

4.2 夯實“互聯(lián)網(wǎng)+”化學實驗課硬件、技術(shù)和人員基礎

“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗課”模式需要建立在必要的現(xiàn)代化信息技術(shù)、硬件設備和人員能力基礎之上。高校要加大現(xiàn)代化信息技術(shù)和設備的引進，完善化學實驗教學相關基礎設施，重視利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段對教師的運用能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，為“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗課”模式的構(gòu)建奠定技術(shù)、硬件設備和人員能力基礎。在硬件和技術(shù)方面，高校應加大對現(xiàn)代化信息技術(shù)和設備的資金投入，打造實驗室+線上有機融合的化學實驗教學新模式，同時積極引進化學實驗教學課程網(wǎng)絡資源，構(gòu)建起開放式的新型實驗教學平臺，為教師開展網(wǎng)絡化、開放化和多樣化的“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗課”化學實驗教學奠定硬件和技術(shù)基礎[5]。在人員方面，一方面，高校要重視對化學實驗教師“互聯(lián)網(wǎng)+化學實驗課”理念和技術(shù)手段運用能力的培養(yǎng)，可在教師考核和評級中體現(xiàn)；另一方面，高?；瘜W實驗教師要勇于打破固化思維，突破傳統(tǒng)教學模式束縛，積極學習現(xiàn)代化信息技術(shù)和設備運用技能，并將掌握的技能用于教學工作，使化學實驗教學變得生動有趣。例如，教師能通過互聯(lián)網(wǎng)搜索網(wǎng)絡教學資源，制作和上傳多媒體課件，會使用慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學形式，會運用新媒體平臺與學生實現(xiàn)化學實驗教學全程線上溝通等。

4.3 打造“互聯(lián)網(wǎng)+”化學實驗課信息化教學模式

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高校應結(jié)合本校化學實驗教學發(fā)展現(xiàn)狀，充分挖掘現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，打造適合于本?；瘜W實驗教學的信息化教學模式。例如，利用“云班課”智慧課堂教學軟件，打造“實驗前+實驗中+實驗后”的網(wǎng)絡化、全程化、信息化教學模式。在實驗課前，教師指導學生通過線上資源、慕課、微課等方式完成對化學實驗課程教學內(nèi)容、教學目的、教學計劃、注意事項、操作步驟的課前預習，同時利用新媒體平臺完成對學生實驗課前的線上測試；在實驗課中，學生通過信息化技術(shù)觀看老師提前制作好的實驗操作示范視頻，同時進行實驗操作練習，師生之間通過新媒體平臺可以進行在線答疑和問題討論；在實驗課后，學生通過軟件回放可以隨時隨學習，也能與老師和學生進行問題談論和交流分享，學生通過軟件完成課后作業(yè)并向老師提交學習成果，老師通過軟件對學生的學習效果做出評價。如此，便建立起了一種“互聯(lián)網(wǎng)+”化學實驗課信息化教學新模式。

4.4 制作全程可視化微視頻，指導學生操作規(guī)范化

傳統(tǒng)高?；瘜W實驗教學中學生以聽為主，看的部分較少，而且受到眾多客觀因素的限制，學生很難清晰完整地看到教師全程實驗操作過程和操作細節(jié)，容易在實際操作中出現(xiàn)操作不規(guī)范或錯誤的現(xiàn)象，影響實驗教學效果。在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下，教師運用微視頻可以清晰、直觀、完整地將全程實驗操作過程和操作細節(jié)展現(xiàn)在學生眼前，學生通過微視頻可以隨時隨地觀看學習，而且微視頻實現(xiàn)了聽和看的緊密結(jié)合。學生在實驗操作時，可以隨時通過點擊觀看微視頻進行對照操作，及時發(fā)現(xiàn)自身操作存的問題并及時改正。微視頻全程可視化操作指導教學方式既能滿足學生學習探索興趣，又實現(xiàn)了化學實驗操作過程和細節(jié)的完整教學，能夠有效提高學生學習興趣和操作規(guī)范性。例如在移液操作和常壓過濾操作中，普遍存在學生動作不協(xié)調(diào)、儀器控制和配合不到位現(xiàn)象，學生可通過微視頻，便可以隨時點擊觀看操作演示視頻，從而掌握操作細節(jié)。

4.5 線上檢查實驗操作，為教學指導、評價和改進積累素材

高?；瘜W實驗教學屬于實踐性質(zhì)的教學課程，除了學生實驗操作占主要部分，學生操作的精準性也至關重要，這也是教師應重點檢查的內(nèi)容。在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下，教師可以要求學生通過信息化手段，將實驗操作的過程以圖片或視頻的方式上傳到網(wǎng)絡學習平臺，由教師進行線上檢查和評價，指出學生存在的問題并對學生進行糾正。例如在溶液配置教學中，要求學生將溶解物質(zhì)的稱量、溶液的量取、溶解搖勻、定容、移液、洗滌等操作過程，錄成微視頻，再通過網(wǎng)絡學習平臺提交給老師，老師通過微視頻在線關注學生操作，發(fā)現(xiàn)問題時及時對其進行糾正[6]。這樣的實驗操作線上檢查教學模式，能夠有效提升學生操作的精準性，老師也能總結(jié)積累出學生的習慣性錯誤操作，從而為后續(xù)改進教學積累素材。

4.6 開發(fā)開放式過程和結(jié)果評價機制，避免實驗教學評價流于形式

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高校應利用互聯(lián)網(wǎng)開放的特點積極嘗試探索開放式化學實驗教學途徑。例如通過開放式化學實驗項目，加深學生對化學專業(yè)知識的理解和提升學生的動手操作水平，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段開發(fā)開放式實驗教學過程和結(jié)果評價機制，在實驗教學的各個階段都能準確采集和結(jié)果評價依據(jù)，確保有據(jù)可依，避免傳統(tǒng)化學實驗教學中以結(jié)果評價為主、過程評價缺失的弊端。比如在實驗前預習評價環(huán)節(jié)，用實驗前線上預習測評答題的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預習報告，教師可有針對性地對學生進行測試，學生只有按時完成預習并通過測試才能進入到實驗室操作環(huán)節(jié)，確保預習達到預期效果。

此外，在化學實驗室建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，教師通過實時監(jiān)測系統(tǒng)對學生實驗操作過程進行觀察與記錄，既能及時發(fā)現(xiàn)學生操作問題并進行指導，又能為過程評價提供依據(jù)。在實驗結(jié)果測試環(huán)節(jié)，老師結(jié)合前期實驗教學情況，通過信息化學習平臺有針對性地對學生進行實驗結(jié)果測試，并在后臺對測試結(jié)果進行統(tǒng)計分析。同樣，學生通過信息化學習平臺，可以及時了解實驗教學進度情況以及過程和結(jié)果評價，也可以通過信息化教學平臺向老師和學校提出反饋建議，促使開放式化學實驗教學機制不斷完善。

5 結(jié)語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”促使著各個領域的運作方式發(fā)生著巨大變革，在此背景下高校化學實驗教學也迫切需要加快向“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的轉(zhuǎn)變?；ヂ?lián)網(wǎng)、新媒體平臺以及智能教學軟件等現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，給高校化學實驗教學工作模式轉(zhuǎn)變創(chuàng)新提供了良好機遇?，F(xiàn)代化信息技術(shù)擁有的資源豐富、開放靈活、立體高效等顯著優(yōu)勢，打破了時間、空間和人數(shù)對傳統(tǒng)高校化學實驗教學的限制，在高?；瘜W實驗教學中擁有十分廣闊的應用空間，能夠很好地輔助化學實驗教學工作，從而顯著提升高?；瘜W實驗教學效率和質(zhì)量。

在“以學生為中心”教育理念和“互聯(lián)網(wǎng)+”模式背景下，高校要重視“互聯(lián)網(wǎng)+”時代給予高?；瘜W實驗教學改革創(chuàng)新提供的良好機遇，同時積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學觀念，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下的高?；瘜W實驗教學與現(xiàn)代化信息技術(shù)有機結(jié)合的新型教學育人模式，對實現(xiàn)教育部倡導的新時代信息化教育改革目標，具有十分積極的現(xiàn)實意義。

“互聯(lián)網(wǎng)+”高?；瘜W實驗教學改革不是簡單地將二者相加，而是充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)和網(wǎng)絡新媒體平臺，將高?；瘜W實驗教學與現(xiàn)代化信息技術(shù)有機融合，進而打造出高校化學實驗教學新形態(tài)。高校要根據(jù)自身發(fā)展現(xiàn)狀和實際需求加大“互聯(lián)網(wǎng)+”化學實驗教學新模式建設投入，通過推行多項改革措施有效構(gòu)建起創(chuàng)新性和開放性的高校化學實驗教學平臺，更好地服務于高效化學及相關專業(yè)教學。