“互聯網+”背景下的化學實驗教學改革與實踐

劉艷　張福蘭　付翠翠

[摘 要]信息技術在教育領域的應用越來越廣泛。利用互聯網和智能教學軟件等技術和手段對化學實驗教學進行改進，依托智能教學軟件提供及時的信息和資源，發布有利于過程性評價的教學活動，可充分激發學生的學習潛能，構建以學生為中心，將信息技術與教育教學高度融合的教學新模式。

[關鍵詞]化學實驗;互聯網+;教學軟件;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）11-0083-04

化學實驗教學是化學類相關專業人才培養過程中的一個重要環節。實驗教學有利于提高學生對專業知識的理解，提升學生的動手能力，鍛煉學生的獨立思維和科研能力，因此，各大高校對打造高質量的實驗教學都非常重視。但是，我們現有的傳統實驗教學普遍存在著與學生培養要求不匹配的問題。在當前形勢下，進一步提高學生動手實踐、分析解決實際問題以及團隊溝通協作的能力，對于培養應用型高素質專業人才具有重要的現實意義。因此，我們的實驗教學亟待進行深入改革。

中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022年）》 ，提出了推進教育現代化的十項重點任務，其中之一就是要大力推進教育信息化，著力構建基于信息技術的新型教育教學模式，促進信息技術與教育教學深度融合，支持學校充分利用信息技術開展人才培養模式和教學方法改革，推動以互聯網等信息化手段服務教育教學全過程，構建“互聯網+教育”支撐服務平臺，深入推進“三通兩平臺”建設。

當今的時代，是互聯網時代。隨著國家教育信息化“三通兩平臺”戰略的推進，互聯網不僅成為信息與知識的載體，也成為信息與知識的主要來源，成為教與學的主要場所。有人說00后是互聯網的“原住民”，他們的認知模式、思維方式乃至學習方法、生活習慣都發生了深刻變化。教育對象在變，教師則必須與時俱進，轉變教學理念，探索利用互聯網環境和新的技術手段改進教學，提供及時的信息和資源，激發學生的學習潛能，以學生為中心，構建學生喜聞樂見的教學新模式。

一、當前化學實驗教學存在的主要問題

（一）教學方式方法不先進

傳統化學實驗教學是以課堂為中心，以教材為載體，其教學流程為：教師布置實驗任務→學生根據實驗指導書預習并完成預習報告→實驗開始前教師講解實驗步驟、操作要點及實驗注意事項→學生按照實驗指導書進行實驗→記錄數據及實驗現象→實驗課后完成實驗報告。在這種固定模式下，學生預習以機械照抄書本為主，實驗預習流于形式，學生對于實驗原理及實驗步驟缺乏理解。學生在實驗學習中基本處于被動狀態，根據安排進行學習和實驗，少有主動性的參與，實驗學習方式也主要是強化記憶一些實驗原理、實驗現象、實驗步驟以及實驗結果等，鮮有學生自己的思考、推理和反思。

（二）實驗操作規范不統一

化學實驗注重基本操作細節的強化及鞏固，操作規范既是專業素養的體現，也是實驗結果準確的保證，更是學生將來從事科研工作的基礎。而傳統化學實驗課堂中卻存在操作規范不統一的現象，導致此現象的原因，一是由于個人認識理解問題的角度不同，導致同一項操作，不同的教師有不同的指導方法，其中不乏不正確的操作指導;二是教材中對某些操作的描述不夠直觀，雖然課堂上教師會進行一些演示指導，但由于人數多，教室大，受視角限制，很難保證每位學生都能清楚地看到教師的示范動作。實驗時，學生不規范操作比較普遍。

（三）實驗監控指導不精準

化學實驗教學中，由于實驗室空間大，通風櫥等設備的運行噪音大，教師聲音難以“服眾”，學生亦不能準確地接收到教師傳遞的信息。加之實驗涉及的儀器及操作等單靠講授很難達到細致、準確、直觀的教學效果，學生聽起來沒興趣，課堂紀律松散。實驗中，受時間和空間的限制，指導教師無法第一時間了解每位學生的操作情況，不能及時解決學生實驗中遇到的問題，使得學生亦無法及時發現問題，修正錯誤。長此以往，就會導致學生敷衍了事，一些錯誤操作長期存在，使得提高動手能力無從談起，教學質量無法保證。

（四）實驗過程評價不可靠

化學實驗教學對于學生的成績評價雖有過程性評價要求，但在傳統化學實驗教學中很難做到可靠且準確的評價。原因在于，實驗課堂上往往一名教師要同時指導十幾名學生，教師無法第一時間了解每位學生的操作情況，導致只能以實驗結果作為判斷標準，而對實驗過程中操作的規范性、準確性無法做出正確評價。

針對以上問題，我們在實驗教學中將互聯網與化學實驗教學相融合，將信息技術貫穿于實驗教學的全過程，構建“互聯網+”背景下的化學實驗教學新模式。其宗旨是利用互聯網技術為教學服務，探索更為精準高效的化學實驗課堂，形成規范基本操作、提高綜合能力、培養創新思維、促進個性發展的教學思路，全面提升人才培養質量。

二、利用“互聯網+”教育平臺打造教學新形態

隨著“互聯網+”的不斷深入發展，各行各業受互聯網影響產生新的格局。在此背景下，2014年11月，藍墨科技研發推出一款移動教學APP“云班課”。這款APP一經推出就受到不少高校教師的青睞，它將課堂內外教學中的師生互動、對學生的學習答疑和指導、布置作業、批改作業等環節集中在了一個小小的云服務平臺上，通過手指點觸即可完成學習、交流、討論等過程。“云班課”作為一款基于移動網絡環境下的終端教學軟件，能夠輔助教師完成課堂教學、課堂管理、成績統計分析等教學過程，它使得教師教學更輕松，學生學習更有趣。教師可以在“云班課”上發布圖片、視頻、課件等豐富的教學資源，開展討論答疑、頭腦風暴、投票問卷、搶答、在線測試等多種形式的教學活動，并結合成績統計分析，及時發現自身教學中的問題和學生學習中的難點，便于及時調整教學策略。

筆者本學期講授的課程是《無機化學實驗》，本課程是一門重要的專業實踐課程，主要介紹無機物的制備和溶液的配制方法，常壓過濾、減壓過濾、離心分離、結晶、重結晶等分離提純方法;臺秤、分析天平、滴定管、容量瓶、吸管、量筒、啟普發生器等儀器的使用方法;元素化學中試管反應的實驗技巧;等等。本課程既是一門獨立的課程，又與相應的理論課——《無機化學》有著緊密的聯系，是化學專業開設的第一門必修專業實踐課程。因此，本課程的教學是加強學生基礎知識、基本技能和基本操作，培養學生動手能力、創新能力、創新意識、創新精神以及科學素養的重要環節，同時也是大學新生的學習方法和學習思維實現歷史性轉折的關鍵一步，對于人才的綜合素質培養有著十分重要的意義。通過本課程的學習，學生可掌握相關的實驗技術，培養良好的實驗習慣，養成嚴謹、細致的科學作風和勇于探索的科學精神。本課程作為化學專業的先導課程還擔負著為后繼化學專業實踐課程的學習奠定基礎的重要作用。

為打造教學效率高、教學效果好的實驗教學新形式，我們從2018級開始嘗試利用“云班課”APP平臺輔助開展無機化學實驗教學。課前在“云班課”上傳教學計劃、教學大綱、教學課件、實驗操作微視頻等教學資源，并開展實驗預習在線測試;課中，要求學生上傳關鍵操作微視頻及實驗結果圖片;課后，除了讓學生完成實驗報告外，對于元素化學實驗還開展了實驗結果測試活動。通過兩個年級的嘗試，我們深切體會到新的教學模式帶來的改變。由于每個學習活動都要求上傳相應的圖片或視頻，學生實驗時更加認真，更勤于思考，操作也更加規范，問題意識也隨之提高。同時成績評定也更客觀、準確。

三、化學實驗教學改革具體措施

（一）教學形式“信息化”，融合現代技術

利用信息技術，結合智慧課堂教學軟件“云班課”，構建“實驗前—實驗中—實驗后”信息化教學模式（如圖2）。

（二）示范引領“可視化”，統一操作標準

利用基本操作微視頻，將操作細節和操作規范可視化，使學生在任何時段、任何地點可隨時點擊查看，使傳統化學實驗教學增加“看”的比重，從枯燥的聽課變為聽看結合。亦可以讓學生在實驗中參照操作視頻，適時修正操作錯誤和不足，達到提升學生實驗興趣，提高教學效率和教學質量的目的。比如用移液管移取一定體積的液體的操作，學生在預習時，僅僅根據指導書上的操作描述，很難實現操作的具象化，實驗中經常出現對于移液管和洗耳球的控制和配合把握不好的現象。再如常壓過濾操作，雖然學生都能從理論上掌握操作要領，但在實際操作中很多學生不能協調控制玻璃棒和小燒杯。有了操作視頻的展示，可清楚地演示操作細節，并對操作規范加以統一。圖3是無機化學實驗基本操作示范視頻的截圖：

（三）操作檢查“在線化”，強化實驗技能

為達到操作檢查的精準性，要求學生將實驗關鍵步驟的操作過程上傳到網絡平臺（如圖4）。以溶液的配制為例，要將溶質的稱量或量取、溶解、轉移、洗滌、搖勻、定容等操作過程錄制微視頻并實時上傳到網絡平臺，教師時刻關注提交動態，及時檢查，適時提醒學生修正錯誤操作。同時教師也可積累學生易出錯的操作實例，為改進實驗教學提供素材，同時也為實驗評價提供可靠依據。

（四）成績評定精準化，注重過程性評價

注重過成性評價，落實每個環節應完成的任務，不流于形式，使實驗教學的每個環節的評價都有據可查。 基于此，我們廢除了以往抄書式預習報告，改為預習測試，針對實驗內容、實驗操作、儀器使用等設置有針對性的問題，學生需按時完成預習測試，合格方可進入實驗室實驗，使實驗前的預習工作真正達到預期效果。對于元素化學的實驗，我們還增加了實驗結果測試，使實驗目標能順利達成。以下是P區非金屬元素性質實驗的實驗結果測試題目、天平的使用與溶液的配制預習測試題目及測試結果與成績統計分析。

四、結束語

本文探索了“互聯網+”時代背景下，更符合學生現狀、更貼近學生需求的化學實驗教學新模式，優化了“教”與“學”的組合。通過教學改革，教師負擔減輕了，工作效率得到提升，學生學習主體地位也得到了加強，學習效果顯著;實驗評價更加注重過程性評價，更科學、更準確。撰寫此文，以期為提升化學實驗教學質量提供借鑒和參考。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：羅 艷]