導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的探索設(shè)計(jì)與實(shí)踐①

龔成斌， 楊于瑤， 石燕， 高意， 唐倩

西南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院/西南大學(xué) 化學(xué)化工國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心，重慶 400715

化學(xué)作為西南大學(xué)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)學(xué)科,是理論與實(shí)踐并重的專業(yè),實(shí)踐能力的培養(yǎng)是學(xué)生成長(zhǎng)的關(guān)鍵要素.實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問題能力的重要抓手,完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn),必須完成整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過程,體現(xiàn)“兩性一度”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[1].實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)過程的再現(xiàn)記錄、歸納總結(jié)與提升,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中發(fā)揮著獨(dú)一無二的作用.如何將實(shí)驗(yàn)過程體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,如何在每個(gè)學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性過程性、參與程度及動(dòng)手能力和思考解決問題能力,目前各高校通行的做法是課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),包括了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和書寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告; 課中根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,解決實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題; 課后分析數(shù)據(jù)、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[2-3].針對(duì)西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院(本文簡(jiǎn)稱“我院”)剛接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,由于普通高中減負(fù)等原因,90%以上的學(xué)生未進(jìn)入過化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,完成課前、課中、課后的3個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)都存在相當(dāng)?shù)睦щy.通過對(duì)我院化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告現(xiàn)狀的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)了[4-6]以下幾個(gè)方面的問題．

1) 學(xué)生課前的預(yù)習(xí)報(bào)告無從下手,并且對(duì)實(shí)驗(yàn)的安全性缺乏認(rèn)知.所有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課都是獨(dú)立設(shè)課,學(xué)生在上課之前只是簡(jiǎn)單了解實(shí)驗(yàn)原理及步驟,照抄書本上的內(nèi)容,而對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容,如搭建裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、使用儀器方法等了解有限,而且由于一般實(shí)驗(yàn)教材沒有提及實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)品的危險(xiǎn)性、儀器不正確使用的潛在危險(xiǎn)性等內(nèi)容,因此學(xué)生缺少對(duì)?；返陌踩哉J(rèn)識(shí)[5]．

2) 實(shí)驗(yàn)記錄不完全,實(shí)驗(yàn)過程中若不依靠老師的指導(dǎo),部分學(xué)生就難以完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程每班實(shí)驗(yàn)人數(shù)較多(20人/班),平行開設(shè),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度不一致,指導(dǎo)教師只能巡回指導(dǎo),不能全程跟進(jìn)每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況.實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生仔細(xì)觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,但學(xué)生往往容易漏掉一些稍縱即逝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,這很不利于學(xué)生系統(tǒng)地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)記錄不完全,有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒有把握住．

3) 課后的總結(jié)討論和結(jié)果分析不夠全面和深入.學(xué)習(xí)主動(dòng)性差的部分學(xué)生會(huì)馬虎應(yīng)付結(jié)果分析與討論,草草了事; 對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容感興趣并希望進(jìn)一步探究的部分學(xué)生,常常因缺乏有效的指導(dǎo)而不能深入研究,這對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、科研思維的培養(yǎng)和解決問題能力的挖掘不能起到積極的推動(dòng)作用．

4) 運(yùn)行多年的紙質(zhì)格式模塊化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,在運(yùn)行中存在較多問題.如: 書寫格式固定,大多數(shù)學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)教材,學(xué)生疲于應(yīng)付實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性,缺乏獨(dú)立思考,書寫報(bào)告模式化,缺乏新意,極易造成學(xué)生懈怠,甚至出現(xiàn)報(bào)告內(nèi)容直接抄襲、內(nèi)卷化非常嚴(yán)重(有的學(xué)生完全照搬高年級(jí)的優(yōu)秀報(bào)告); 部分學(xué)生為了契合正確結(jié)果和獲得實(shí)驗(yàn)高分,篡改原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等,導(dǎo)致教師不能科學(xué)評(píng)分等.學(xué)生抄寫報(bào)告占用了大量的時(shí)間(有的學(xué)生深夜2點(diǎn)還在加班寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告).傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的內(nèi)容和形式需要變革,將科學(xué)研究的創(chuàng)新思維理念融入到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫中,設(shè)計(jì)出一套新型導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板迫在眉睫[7]．

5) 紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告雖運(yùn)行多年但存在諸多弊端,不能滿足當(dāng)今信息化時(shí)代的實(shí)驗(yàn)管理要求.學(xué)生在紙質(zhì)預(yù)習(xí)報(bào)告書寫、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編撰、教師批改和反饋整個(gè)過程會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間(每年的教學(xué)反饋會(huì)上學(xué)生都會(huì)提及).紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改和反饋效率低(因?yàn)樵u(píng)估需要,有的實(shí)驗(yàn)報(bào)告鮮有返回給學(xué)生),學(xué)生常常不能及時(shí)獲得教師的評(píng)價(jià),不能了解自己實(shí)驗(yàn)需改進(jìn)的地方,大大降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的互饋效果[8].另外,紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的填寫局限于學(xué)生自己做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而較復(fù)雜的圖像形式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于篇幅限制就難以展示.再者,紙質(zhì)報(bào)告不便于查閱和保存往屆學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告,不便于統(tǒng)計(jì)匯總學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況,不利于全面評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果.總之,現(xiàn)有的紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告不符合教育現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的要求,大量報(bào)告紙的使用造成很大的浪費(fèi)．

導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告立足于引導(dǎo)學(xué)生,強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、思考和實(shí)踐; 以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,跳出“保姆式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)禁錮,將對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)融入學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過程,真正實(shí)現(xiàn)以“學(xué)生為本”的教學(xué)理念.導(dǎo)學(xué)式基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)電子報(bào)告就是這個(gè)過程的最好體現(xiàn).本文以有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告為例,分析導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告在我院的教學(xué)實(shí)踐．

預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)安全問題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?查閱文獻(xiàn)了解所需要的原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的物化性質(zhì),了解實(shí)驗(yàn)所需要的玻璃儀器、裝置圖、實(shí)驗(yàn)主要步驟和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的問題等.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)際的藥品用量,按實(shí)驗(yàn)方法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),檢測(cè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和純度等,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)實(shí)驗(yàn)異常情況能正確分析并提出改進(jìn)措施,最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論.因此預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的側(cè)重點(diǎn)不一樣,因此兩個(gè)類型的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式不一樣,而且很多文字性的描述,大多數(shù)學(xué)生都是抄實(shí)驗(yàn)書上內(nèi)容,沒有新穎性和科學(xué)術(shù)語(yǔ),導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用關(guān)鍵字句填寫方式引導(dǎo)學(xué)生,提升學(xué)生的科技論文寫作水平[9]．

1 導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)是化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的關(guān)鍵一環(huán),學(xué)生是否預(yù)習(xí)到位是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ闹匾獩Q定因素.大多數(shù)學(xué)生都是照抄實(shí)驗(yàn)教材或者網(wǎng)上的相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,沒有理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵,達(dá)不到預(yù)習(xí)的教學(xué)效果,老師也是根據(jù)學(xué)生抄寫篇幅的多少和認(rèn)真程度來評(píng)分.要解決該問題,就需要老師認(rèn)真設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,讓學(xué)生在完成預(yù)習(xí)報(bào)告的學(xué)習(xí)中了解實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)和實(shí)驗(yàn)過程,提高學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣,拓展學(xué)生的視野,提高實(shí)際動(dòng)手能力.導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的預(yù)習(xí)部分可在實(shí)驗(yàn)課前引導(dǎo)學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)、帶著問題和思考來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn).學(xué)生可根據(jù)自身實(shí)際情況查閱文獻(xiàn),但不要求答出所有問題以避免費(fèi)時(shí)費(fèi)力.上課時(shí)教師講解預(yù)習(xí)報(bào)告的相關(guān)內(nèi)容,幫助學(xué)生理解問題,查漏補(bǔ)缺,更好地鞏固預(yù)習(xí)內(nèi)容中的知識(shí)點(diǎn),要求學(xué)生課前清楚明晰實(shí)驗(yàn)裝置圖、儀器、試劑選用和流程圖.導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容見表1．

表1 導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的部分內(nèi)容

2 實(shí)驗(yàn)記錄報(bào)告在實(shí)驗(yàn)課上引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)

多年的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),70%以上學(xué)生學(xué)習(xí)方法和思維方式仍停留在高中應(yīng)試階段,實(shí)驗(yàn)過程高度依賴?yán)蠋煹闹笇?dǎo),自學(xué)意識(shí)和能力較弱.在實(shí)驗(yàn)課堂上指導(dǎo)老師不但要講授基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn),還得幫助學(xué)生“知識(shí)遷移內(nèi)化”.導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告專注實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn),由“問題引導(dǎo)式”變?yōu)椤斑^程引導(dǎo)式”.幫助學(xué)生緊跟實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,指引學(xué)生觀察、思考、操作、記錄、反思、分析,不漏掉實(shí)驗(yàn)每一個(gè)細(xì)節(jié).實(shí)驗(yàn)報(bào)告的操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄部分見表2．

表2 導(dǎo)學(xué)式課堂實(shí)驗(yàn)記錄

3 課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告指導(dǎo)學(xué)生數(shù)據(jù)處理、測(cè)試結(jié)果分析和拓展探究

規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理和分析是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié).用規(guī)范要求學(xué)生,即規(guī)范的科學(xué)術(shù)語(yǔ),規(guī)范的數(shù)據(jù)記錄,規(guī)范的實(shí)驗(yàn)流程圖.在導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析常常有實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和影響收率因素剖析等(圖1)．

本實(shí)驗(yàn)安排在有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的前半段開設(shè),對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)有輻射效應(yīng),通過這個(gè)導(dǎo)學(xué)式實(shí)驗(yàn)報(bào)告有助于學(xué)生建立良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.對(duì)于愛鉆研的學(xué)生,可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步鼓勵(lì)并開展新實(shí)驗(yàn)拓展.可擬定幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向,如液體有機(jī)物的純化、固體有機(jī)物的分離、有機(jī)物結(jié)構(gòu)的測(cè)定等.基礎(chǔ)較弱難以自擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,由教師提供實(shí)驗(yàn)思路和參考文獻(xiàn),共同討論實(shí)驗(yàn)方案,周末或?qū)W期末在開放實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),亦可在教師的幫助下進(jìn)行相關(guān)儀器的學(xué)習(xí)和測(cè)試.導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為教師與學(xué)生聯(lián)系的橋梁,鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上寫出收獲、感想、建議、自己的設(shè)想等,學(xué)生不用照抄實(shí)驗(yàn)書上內(nèi)容,能將課前、課中、課后有效銜接,自主完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

圖1 導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)我院實(shí)驗(yàn)報(bào)告改革落后于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的現(xiàn)狀,筆者進(jìn)行了導(dǎo)學(xué)式電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告的探索,實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中非常重要的部分,按照實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)、課中實(shí)驗(yàn)記錄和課后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理三部分完成有機(jī)化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)報(bào)告,解決了學(xué)生以往課前不認(rèn)真預(yù)習(xí)和課堂上抓不住重點(diǎn),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的弊病,讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題的能力和獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的精神,養(yǎng)成了良好的科學(xué)研究記錄和科技論文寫作的習(xí)慣,取得了很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果．