高等農業院校基礎化學實驗課慕課教學實踐與探討

殷煥順，周云雷，付 蕾，張樹芹

(山東農業大學 化學與材料科學學院，山東 泰安 271018)

基礎化學實驗課是高等農業院校面向農學、林學、資環、動物科學、生命科學、食品、植物保護等近幾十個相關專業開設的一門重要的基礎必修化學實驗課。近年來，隨著計算機技術與信息技術的高速發展，尤其是互聯網技術的深化，以及終端平臺樣式的多元化與便捷化，對教育教學方式改革的影響越來越明顯。慕課(Massive Open Online Course,MOOC)，即大規模開放在線課程，是基于互聯網的一種開放式在線學習模式[1]。將慕課作為一種新型共享資源和新型教學模式，引入到基礎化學實驗課中，必然成為教學改革的一個突破口，對傳統基礎化學實驗課的教學模式既是一種沖擊，也是一種挑戰。我校自2017年9月份起面向全校大部分理工農專業大一學生開設了基礎化學實驗課慕課教學，運行近四個學期，教學效果較傳統基礎化學實驗課要好。為了提升基礎化學實驗課程教學質量，筆者就自己親身教學經歷，從以下幾方面，探討本校基礎化學實驗課慕課教學與傳統基礎化學實驗課教學的優劣，以及對今后教學改革的一些思考和建議。

1 傳統基礎化學實驗課教學模式

化學實驗是培養學生動手能力的重要手段，對于提高學生的實踐能力和綜合素質，培養學生的科學精神和創新精神，具有不可替代的作用?！痘A化學實驗》是高等農業院校生命科學、農業、環境科學、園藝、植物保護、動物科學及食品等專業開設的一門重要基礎必修課程。我校將該課程分為《基礎化學實驗I》及《基礎化學實驗II》，分別在春秋兩個學期開課，每學期45學時，共包括12個實驗及1個實驗操作考試，面向以上專業的大一學生開設，平均每個教學班約30人，每年有近3000名學生修這門課程，實驗教師約40人，生師比例大[2]。教學內容既涵蓋了基礎化學實驗基本操作、乙酸乙酯等常見化合物制備及提純、氫氧化鈉溶液配制及標定等基礎有機化學、基礎無機化學及基礎分析化學等實驗，也包括一些綜合性實驗如用廢舊易拉罐制備明礬等。傳統教學模式是課前學生先預習實驗課內容，實驗操作前教師講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟及注意事項后，對重要實驗步驟進行演示，然后學生根據教師的講授進行操作，同時教師全堂巡視指導，得出實驗現象或實驗結果后，學生課后撰寫本次實驗報告并預習下次實驗報告。在這種教學模式下，筆者認為有以下幾點問題：(1)由于實驗課與理論課不同步，且實驗課基本上超前于理論課，使得學生在不具備理論知識基礎下去做實驗，經常出現學生一知半解，懵懵懂懂，處于被動學習的狀態，無法達到課程所要求的根本目的；(2)教師在學生實驗操作前需要詳細講解實驗內容，而每次實驗課的課時有限，若講解時間過長將導致學生操作時間縮短，可能得不到實驗現象或實驗結果；(3)教師只是對重要實驗步驟演示一遍，有些學生可能記不住所有的演示步驟如搭建蒸餾與分餾裝置，搭建裝置與拆卸裝置都一定的順序要求，如果順序錯誤就可能導致搭建或者拆卸錯誤，使實驗失敗，而這些過程只演示一遍是不夠的；(4)教師巡視學生實驗操作過程時不能顧及所有學生，導致部分學生操作不規范。傳統教學模式下，這些問題限制了學生動手能力、創新能力、解決問題的能力，進而可能影響學生學習基礎化學實驗課的興趣及積極性，教學效果不夠理想。因此，需對傳統教學方法進行改革。隨著互聯網技術的高速發展，微信等智能輔助平臺已經引入到基礎化學實驗課教學中[3]。筆者所在高校將慕課引入基礎化學實驗課，使之與傳統教學相結合，對提升教學質量具有十分重要的意義。

2 慕課背景下基礎化學實驗課教學新模式

慕課是在傳統授課模式和互聯網技術上發展而來的大規模開放式在線課程。2013年9月，北京大學卞江老師建設了我國高校第一門化學慕課“大學化學[4]”?；谀秸n的基礎化學實驗教學方法提倡以學生為中心，把學生放在主體位置，通過慕課培養學生獨立分析問題及解決問題的能力?；诖?，我校于2017年3月組織部分教師錄制基礎化學實驗課視頻，于2017年9月份開始投入使用，至今已經啟用近4個學期。

2.1 基礎化學實驗慕課教學內容介紹

基礎化學實驗慕課教學內容根據線下實驗內容分《基礎化學實驗I》及《基礎化學實驗II》。《基礎化學實驗I》慕課視頻內容包括了緒章即本課程介紹及常見玻璃儀器與主要儀器的使用、十二個實驗內容，分別是濃縮洗衣粉的配制、重結晶、去離子水的制備、硫酸亞鐵銨的制備、蒸餾與分餾、乙酰苯胺的合成、氯化銨生成焓的測定、粗食鹽的提純、乙酸乙酯的合成、熔沸點的測定、電力平衡與沉淀溶解平衡及用廢舊易拉罐制備明礬等十二個操作實驗?！痘A化學實驗II》慕課視頻內容包括了硫代硫酸鈉的制備、滴定操作練習、醋酸電離度和電離常數的測定、分析天平稱量練習、水蒸氣蒸餾、氫氧化鈉溶液的配制與標定、食醋中總酸度的測定、氯離子選擇性電極測定水中的氯含量、分光光度法測磷、茶葉中咖啡因的提取、過氧化氫含量的測定、自來水總硬度及鈣鎂含量的測定及分光光度法測鐵等十二個實驗。

2.2 基礎化學實驗慕課教學實踐心得

我校將慕課引入基礎化學實驗課程教學已經有近4個學期，從學生期末成績、出勤率及學生評教上分析，相對于傳統基礎化學教學而言，這種新模式的教學方法提高了教學效果，從根本上提高了學生的學習效率、學習積極性及動力，真正實現了以學生為中心的教學理念。

首先，采用慕課教學方式，強化了預習環節。課前預習是實驗教學的重要環節之一，學生要在有限的課堂時間內順利完成實驗，必須要提前做好預習。傳統教學模式下，學生只能依靠教材來預習實驗內容，撰寫預習報告。這種方式不僅比較枯燥，而且由于理論知識往往滯后導致學生對實驗教材的理解比較困難。這就會降低學生學習基礎化學實驗課的興趣，使學生處于被動狀態。但是觀看相關實驗視頻后，學生在預習過程中，對于比較難理解、比較抽象的概念，就可以通過反復觀看視頻及與教師在后臺互動的方式來加深理解。線上教師及時解答，學生及時解惑了，也就增強了學生的信心和積極性。

再者，利用慕課減少了實驗課上教師的講解時間，增加了教師對學生的指導時間。由于慕課包括了理論知識PPT講解，學生課前提前觀看，教師無需再重復一遍，可通過提問的方式檢驗學生觀看情況，也可通過后臺數據分析來檢查學生觀看情況。傳統教學模式下，教師在實驗前都要花近三分之一的時間來講解實驗內容。所以這種新模式降低了教師的重復性工作，也增加了教師對每位學生的指導時間。在實驗操作過程中學生出現問題，如若教師指導不及時，學生也能夠通過反復觀察視頻來解決，這提高了學生自主解決問題的能力。

利用慕課資源進行實驗課后鞏固與復習。視頻中對每次實驗報告提出的要求，能引導學生對每次實驗的數據或實驗現象進行分析，撰寫實驗報告。傳統基礎化學實驗教學中，由于大一學生課外活動比較多，沒有時間及時撰寫實驗報告，這就導致學生沒有及時分析實驗數據或實驗現象，學生為了應付教師安排的任務，就會抄一份預習報告交上來。學生分析問題及語言表達表述能力得不到鍛煉。每一章節都有練習題，學生可隨時隨地完成，增強學生對實驗內容的理解及掌握。

3 結語

基礎化學實驗教學改革無論從內容還是形式上都是一項長期而艱巨的工作，需要教師們不斷地摸索和實踐?；A化學實驗教學面向大規模數量的學生，傳統教學方式課容量有限，而慕課又是一種大規模開放式在線課程，通過將慕課引入高等農業院?；A化學實驗課程教學，正好能夠滿足基礎化學實驗課大規模教學的要求，也為不同能力層次、不同專業的學生提供學習服務。筆者發現采用慕課教學，學生能夠在時間及空間有限的實驗課外接受化學實驗課學習，提高了學生的學習興趣及課堂利用率，對學生實驗技能的培養打下了良好的基礎，對提高基礎化學實驗課程教學質量及其教學改革具有重要意義。