“3+1+2”新高考模式棄物理化學背景下大學基礎實驗課程改革探索與實踐

權 祥 褚 惠 李 夢

(1.徐州工業職業技術學院，江蘇 徐州 221140；2.江蘇省鄭集中學城區分校，江蘇 徐州 221116)

2014年國務院發布《關于深化考試招生制度改革的實施意見》，標志著新一輪高考招生制度改革的啟動。2021年包括江蘇省在內的8個省率先實行了“3+1+2”新高考模式,這次高考改革方案相對于過去12年一直采用的“語數外”記總分，選修科目記等級的方案來說，變化非常大。據江蘇省教育廳統計，2021年選修物理、化學的考生僅占總考生人數的14.83%。以材料工程學院高分子智能材料專業為例，全班總人數37人，物理、化學同時選修的人數為17人，即專業內有20人是只選擇了單科物理的理科學生或純文科學生，占到班級總人數的54.05%。在物理、歷史二選一的前提下,大部分考生為了獲得較高分數放棄物理科目，而選擇物理、化學組合的考生就更少，這就導致普通理工類學校招不到學習物理、化學的學生[1，2]。理工科專業的本科和高職學生在低年級的時候還要求學習大學物理、化學原理以及相關實驗課程,高考非物理、化學組合的考生不但在學習大學物理、化學理論課程時會有很大的困難，在實驗環節也會顯得束手無策[3，4]。學生的高中物理、化學基礎知識的差異化也會給大學物理、化學基礎課程的教學產生不利影響[5，6]。

1 國內部分院校研究狀況

湖北汽車工業學院的周曉紅、陳杰老師把本院學生按不同選課類型分類進行大學化學基礎實驗的講授，取得一定效果，但對師資和跨學科組班學生的管理提出了很高的要求[7]。

湖南工學院的高寧寧、龔升高老師針對大學生高中理科基本知識越來越薄弱的特點，制定了全方位、多層次的教學改革方案。利用加大課堂實驗演示力度、小組實驗強化、強化師資培訓、設置習題討論課等手段，整體上取得了一些效果，但個別高中理科知識薄弱的學生會缺乏存在感[8]。浙江工業大學的楊則金老師對大類招生背景下材料學科的基礎實驗課程教學進行探索研究，對實驗室實驗過程提出了改進方法，對教學內容也提出一些增補意見，主要為增加相應的教授高中物理、化學知識的課程[9]，但多學習一門課程會增加學生學習的負擔，這種方法不具有普適性。

2 大學基礎實驗課程改革的意義

大學物理、化學基礎實驗課，是學生學習理工類學科的重要基礎課程。因此，大學物理、化學實驗課程教學效果的優劣，會直接影響學生對機電、信息、材料、化工相關專業的興趣和后續專業綜合實踐、畢業設計學習的主動積極性，對培養理工類專業人才而言，探討“3+1+2”新高考模式下大學物理、化學基礎課程的教學模式、豐富實驗教學改革的內容具有重要意義。

部分學生高考時未選考物理、化學學科，進入到大學的機電、信息、材料、化工類專業后，無論是“大學物理”和“化學理論”課還是大學物理、化學實驗課都與高考選考物理、化學的學生有著很大的差異,這種基礎知識上的差距以及上課效果的差異使得教師在教學過程中很難保持教學進度一致。傳統課堂教學會出現質量下降的趨勢。由于目前大部分高校教師資源和實驗設備有限，無法將選考物理、化學和非物理、化學組合的學生進行分類培養。在實驗環節，未選擇物理、化學的學生會輕易放棄實驗操作，課程結束時拷貝他人實驗數據，造成教學效果的下滑。

3 大學基礎實驗課改革的內容

針對在“3+1+2”新高考模式下出現的理工類專業非選修物理、化學科目的學生學習大學基礎物理、化學實驗困難的問題，課程組從提前測試分組、課前學案預習、課中分組操作、課后互動反饋等環節，借助學習通教學平臺，運用微課、MOOC等教學手段，有效提升了大學物理、化學實驗課的教學質量。

在上物理、化學實驗課前，應對全班學生進行高中物理、化學基本知識的測試，根據測試結果，將不同成績等級的學生進行平均分配，這樣就可以起到小組內部互助的作用，而小組之間可以更好地競爭。課前學案預習時，未選修物理、化學的學生如果直接進入大學實驗課，會由于知識的斷檔，很難進行有效的學習。教師應對未選修物理、化學的學生制定一份專門的預習學案，將實驗課將要用到的高中物理、化學知識點進行梳理，讓學生以思維導圖的形式進行預習。通過學習通等平臺進行任務布置，更好地評測預習的效果。課內分組實驗應該細化每名小組成員的工作任務，且組員的任務應該采用串聯結構，這樣每一位成員的進度都會影響到全組的完成率，這樣既增加了每位成員的責任感，也增強了成員間的互助性。通過學習通等教學平臺及時反饋教學效果，可為下一堂課調整教學內容和難度提供依據。

3.1 新高考模式下大學基礎實驗課程與中學物理、化學課程銜接問題

大學基礎實驗課是針對理工類大學二年級學生的一類基礎實驗課程。對于理工類專業大學新生，中學基礎物理、化學教育與大學基礎實驗課程有緊密的聯系。新高考模式下，中學物理、化學等知識的調整將對大學基礎實驗的開展產生一定的影響，如何做好大學基礎實驗基本知識與中學基礎課程的銜接有重要的研究意義。

大學基礎實驗課程與中學物理、化學知識體系在教學目標上存在差異，這種差異對大學教學方式、學生的學習方式與高中教學慣性之間的銜接存在一定的障礙。新高考模式下，物理、化學知識結構的調整對原有大學基礎實驗課也產生影響。教師要注意大學物理實驗課程與中學物理、化學知識的理論梯度，教學進度要適當；要注重加強和學生之間的課堂互動環節的設計；在學習方式上要引導學生積極從高中實驗課的思維模式上轉變過來，適應大學基礎實驗課程的學習。

3.2 非物理、化學考生基礎知識能力評測和小組互助問題

中學基礎課程學習的好壞直接影響大學基礎實驗課程的質量。非選修物理、化學學生在基礎實驗課上的表現與選修物理、化學考生相比相差甚遠,學生對大學物理、化學知識的理解深度、動手實驗能力、課后作業的質量、課堂聽講的效率等多方面都存在全面的差距。大學基礎物理、化學實驗是反映理工科學生學習綜合能力的第一門課程,既有實驗原理需要理解,又有實驗操作需要完成。選考物理、化學組合學生群體的實驗課程完成水平基本和新高考改革前學生相當。高考沒有選考物理、化學組合的學生缺少物理、化學思維方式,這比缺少物理、化學基礎知識更加難以塑造。通過基本的高中物理、化學知識問卷能準確分類出大一學生對高中物理、化學知識的掌握情況。將學生按成績等級進行平均分組，采用組內互助、組間競爭的模式進行實驗教學。

3.3 加強學生思想政治教育, 呼吁學生向老一輩科研工作者學習

未選考物理、化學的學生考入了一個理工類的專業,高中物理、化學知識和思維上的劣勢會在大二的專業課學習過程中暴露出來。在教學過程中增加思政內容，能夠讓學生堅定學習意志，增強學習科學文化的責任感。通過一些科學故事引導學生逐步深入科學研究。例如諾貝爾獎獲得者屠呦呦教授在青蒿素的研究過程中，經歷上百次的萃取失敗依然不放棄，最終獲得成功、造福人類。吳健雄教授在美國留學期間，驗證弱相互作用下宇稱不守恒的實驗時，吃住都在實驗室里，最終完成了驗證實驗。通過大量的事例讓學生明白老一輩科研工作者的成功絕不是輕而易舉、一朝一夕就獲得的，是日積月累形成的,掌握這些技術的過程也并不都是愉悅的體驗,只有樂在其中的人才不覺得整個過程都是吃苦受罪,而是擁有一種奉獻社會、造福人類的幸福感。

4 大學基礎實驗課實施方案

4.1 授課方案的設計與建設

本方案以高分子智能制造專業為例，探索新高考模式棄物理、化學背景下基礎實驗課程的設計與建設，以便及時調整課程體系、優化培養方案、細化過程與結果考核的內容與權重；研究大學基礎實驗課程與中學物理化學課程的銜接，聯動線上、線下教學平臺，優化大學基礎實驗室教學環境，構建有助于提高班級整體實驗水平的小組互助成長模式，有效提升人才培養質量；設計符合大部分學生能力培養的教學內容，構建層級遞進的課程內容體系；根據課程內容體系的難易程度將其劃分為不同模塊，學生根據實際情況進行選擇，從而實現個性化的人才培養。

4.2 授課方式設計

針對新高考模式下學生具體情況和實驗課程自身的特點，授課方式主要以演示法和練習法為主，講授法為輔；線下教學為主，線上為輔。對高分子智能制造專業物理、化學基礎較差的學生，在教學平臺存放針對性的教學視頻供其提前補習必要的高中理科知識點。簡單的實驗可以讓同學自己設計方案，引導學生組別之間進行競爭。危險的實驗，教師先演示學生后模仿操作。抽象的實驗，先提前準備動畫模擬再進行實體實驗。在教學過程中，老師在講解實驗時，采用問題引入式教學方法，引導學生思考，并分析學生所給答案存在的問題，使學生最大限度地擴大實驗涉及的學科知識容量。

4.3 考核方案的設計

傳統的考核方式是只對單個實驗的實驗預習、實驗報告進行考核。在實驗預習方面，學生往往只是把實驗的預習報告一字不漏地抄下，老師很難從中了解學生真正的預習效果。而實驗操作一般只講解正確的操作，不作考核。最后的實驗報告幾乎千篇一律，老師只能從報告是否完整、數據處理是否準確、思考題解答是否正確來評價實驗的好壞。這樣傳統的考核方式對實驗分數的評定有些片面。所以，我們嘗試著把實驗考核分為三個部分。首先是預習報告，學生要在預習報告中寫下實驗目的、實驗原理和實驗步驟，以及老師在學習平臺上發布的視頻后提出的問題的答案，老師根據學生實驗課前上交的預習報告的質量來進行打分。其次，實驗過程考核分小組進行，課堂上老師根據小組的整體表現給出分數，同一小組成員分數相同。最后，實驗報告以個人報告的完成質量打分。單次實驗的最終成績由預習報告、實驗表現、實驗報告三部分的分數按3∶3∶4的比例計算得到。

4.4 技術路線

本方案的技術路線如圖1所示。資料的收集主要包括通過教育部網站查閱新舊高考物理、化學考試大綱，對新高考物理、化學的高考課程標準相關的文獻資料進行調查，綜合大學基礎實驗的內容分析，找出兩者之間的銜接斷點。走訪中學教學一線，了解目前高中理科、文科的物理、化學的教學深度。查閱文獻資料，掌握更多其他高校對新高考背景下理科專業實驗課改革的方式方法。

圖1 技術路線

學情分析采用以下方法。

(1)問卷調查法：采用問卷調查，通過將學生座談和高中基礎知識測評相結合的方法，對學生的實際知識能力、思想等現狀進行科學的調查研究。

(2)行動研究法：通過成立學習小組，在實際的實驗教學中不斷優化教學方法，對比改革后教學方法與傳統教學方法的優劣。

制定授課方案包括：

(1)根據學情分析結果制定符合理工類專業基礎實驗的授課方案。方案設計應在教學內容和目標中增加針對物理、化學薄弱學生的教學環節。教學方法以教師演示和學生練習相結合為主。小組內部要分工明確，組間要有良性競爭。

(2)制定符合新高考模式下的大學物理、化學基礎實驗課的考核方案。考核方案要注重學生個人的過程性考核和小組整體考核。小組整體考核有助于小組內部成員的互助和小組間的良性競爭。對高考未選考物理、化學而進入高分子智能制造專業的學生，要從實驗課前的基礎知識預習效果就開始考核。

5 結語

對于“3+1+2”新高考模式下出現非物化考生進入到理工類專業，造成大學基礎實驗課程教學難的問題，需要有針對性地進行大學基礎實驗課程的內容和標準的調整。通過科學的高中物理、化學評測，將優良差學生平均分配到每個小組，通過組內互助、組間競爭的方式激發每位學生的學習動力，在強調課程建設的同時，增加思政元素，增強對學生的愛國主義教育。