学院化学实验教学变革与创新论文
摘要：通过对传统学院化学实验教学现况的剖析与讨论，强调了目前学院化学实验课程的教学方式单一、枯燥，针对学院化学实验课程的教学方式进行研究，把慕课模式引入学院化学实验课中，将慕课模式的学习与传统模式的课堂教学相结合，把学习理论知识置于慕课中，实验操作部份放在传统的课堂中，此方式可充分调动中学生的积极性与主动性，并能培养中学生的科学素质和创新精神，进而提升学院化学实验课的教学质量．
关键词：学院化学实验；慕课；教学方式
中图分类号：Ｇ６４２．４２３文献标示码：Ａ文章编号：１００５－４６４２（２０１６）０５－００２５－０４
在科学技术迅猛发展的明天，高等理工高校人才培养的要求逐步提升，学院生必须具备坚实的数学基础、出色的动手实践能力和敢于开拓的创新精神．学院化学实验是基础教学的重要组成部份，是系统地训练中学生把握实验技巧和实验技能的开端，这门课程内涵丰富，覆盖面广，信息量大，对于迸发中学生想像力、创造力，培养和提升中学生独立举办科学研究能力具有不可取代的作用，所以学好化学实验对于广大理工科中学生来说是非常重要的．目前，对于传统学院化学实验教学存在几点问题［１］：１）教学模式生硬，教学内容固定、陈旧，以班主任为中心，班主任指定中学生完成相应的实验内容，中学生被动地根据要求和操作步骤进行实验，使中学生对原本有趣的实验丧失兴趣，这些教学模式难以培养中学生的创新精神．２）学习时间固定，中学生只能在短短的课堂时间内完成班主任所要求的实验内容，这样就防止不了有些中学生为了应付而学习．３）考评制度不健全，通常成绩考评都以班主任为中心，很难做到公正、公正．近几年，慕课像一场全球性的数字海啸，给世界高等教育带来了巨大的冲击，引起了一场教育的风暴．慕课（ＭＯＯＣｓ）是Ｍａｓｓｉｖｅｏｐｅｎｏｎｌｉｎｅｃｏｕｒ－ｓｅｓ［２］的简称，其意为：大规模开放性的在线课程．慕课不仅是学习内容和学习者的集聚，更是一种通过共同话题或某一领域的讨论将班主任和学习者联接上去的方法［３］．随着信息技术的发展和互联网的普及，慕课遭到了ＩＴ精英和教育专家们的高度关注［４］．慕课相对于传统教学具有如下特征：第一，课程时间较短，这要求课程更突出精华；第二，中学生可以随时随地去学习，改变了传统课堂教学模式；第三，将中学生从被动学习转弄成主动思索．本文针对现有的学院化学实验教学模式展开研究，把慕课模式引入学院化学实验课中，将慕课模式的学习与传统模式的课堂教学相结合，把学习理论知识置于慕课中，将实验操作部份置于传统的课堂里，这样中学生就可以自行选择学习时间和学习地点，不受传统课堂的时间和地点限制，只要有网路的地方中学生均可学习，之后在课堂上进行实验操作以及数据处理等过程，最后进行课堂讨论，这样既节约了课堂上理论知识的讲授时间，又降低了中学生的实验操作时间和讨论环节，而且中学生有充分的时间来自主设计实验方案，组装实验仪器，因而提升了中学生的学习兴趣，培养中学生的动手能力和创新意识．
１传统学院化学实验教学模式剖析
对石油工程系、机械手动化工程系的学院化学实验课的预习情况和实验操作成绩进行统计．表１是石油工程系和机械手动化工程系中学生的预习情况，从表中可看出的有５％的中学生没有预习报告，８６％的中学生的预习报告照搬实验教材，只有１０％的中学生才能真正地查文献找资料，完成预习过程．剖析缘由有以下几点：１）因为中学生是非数学专业，所以对化学实验的注重度不够，学习不积极主动．２）中学生不晓得应当如何预习化学实验，因而造成预习报告只能照搬教材．３）中学生接受了往年的灌输模式学习，不乐意由被动学习变为主动学习，这就导致了中学生在课堂上过分依赖班主任的讲解和演示，而实验课时不充足，若占用过多时间进行讲解和演示，中学生动手的时间才会极少，达不到实验教学的真正目标与疗效［４］．因而造成实验操作考评成绩不及格的人数较多.表２是石油工程系与机械手动化工程系的实验操作考评成绩，从表２才能看出仅有１８％的中学生获得实验操作部份的优秀成绩，而大多数的中学生操作成绩达到及格，有２３％的中学生在操作部份未能领到及格的分数．这一结果说明了中学生难以独立地完成整个实验过程，而且不会进行数据处理、误差剖析，在实验中出现问题不能独立解决，只能求救于班主任．为了更好地解决以上问题，将“慕课”的教学方式融入学院化学实验课程．通过慕课，中学生在实验前进行个性化地自主学习完整个实验课程，避开了中学生预习不理想的情况，在课堂上进行有序的实验，在班主任率领下进行设计实验方案大学物理实验论文格式，动手组装实验仪器，讨论实验结果，进而使中学生真正地理解实验的精髓，不会出现考试过程中不会操作，对实验现象不会剖析等情况．
２学院化学实验课程融入“慕课”的教学方式，变革其教学方式
以提高中学生科学素养、提高中学生科学思维意识为准则，通过改善教学模式，使中学生由被动学习转弄成主动学习，鼓励中学生为自己的学习负责，因而提升学院化学实验教学质量，变革的课堂教学方案如图１所示．
２．１慕课模式的学习
中学生可以通过在线视频学习实验课程，包括学习实验背景、实验原理、实验内容、实验步骤等，与传统教学模式相比，慕课模式的优点是学习者可以自行选择学习时间及学习地点，同时可以针对不懂的部份有针对性地进行回放学习大学物理实验论文格式，直至才能完全读懂、学会为止．这样除了可以降低班主任在课堂的讲授时间，并且还能提高中学生在课堂的自信心，增强了中学生的学习疗效．视频可选定国外外知名院校的教学视频拼接，也可请有经验的一线班主任录制．中学生可以利用在线习题进行自测以巩固学习疗效、加深理解实验原理．习题及答案由专家及有经验的一线班主任制定并发布．当完成此次课程后可步入在线虚拟课堂与其他在线学习者进行交流互动，在进一步加大对本次课程的理解的同时进行实验内容以及实验方案的讨论，也可将问题以讨论帖的方式挂于虚拟课堂的虚拟“黑板”上，待后来的学习者参与剖析与讨论，同时班主任定期或不定期上线给与疑难问题的解答与指导．通过这些慕课模式的学习、讨论，中学生由被动参与者弄成了主动学习者，但是只要有网路的地方，中学生可以随时随地学习，解决了课堂教学局限性的问题．
２．２课堂教学模式变革
通过在线学习，中学生对实验原理、实验内容、实验操作步骤早已初步把握，班主任和中学生共同走入传统的课堂步入动手操作环节．１）首先要求中学生按实验教材内容顺利完成实验，并对形成的实验现象和实验数据进行剖析，判定实验结果是否符合理论预期．２）中学生完成指定的实验后，班主任引导中学生对此实验进行讨论，讨论的内容由浅入深，通常包括：出现某种实验现象的缘由，数据中偏差的来源，怎么减少检测过程中出现的偏差，估算偏差的不确定度，拟定其他可行的实验方案，等等．３）通过由浅入深地学习，中学生才能自己设定实验方案，班主任对中学生设定的实验方案进行更改，帮助中学生顺利完成实验．在设计实验方案的过程中，中学生才能把握主动权，有独立思索的机会，还能清楚什么是自己的强项和短板，因而取长补短，关注怎么提升自身学习能力的策略和习惯．４）中学生独立搭建实验装置，完成整个实验过程．在班主任的指导下，中学生自己搭建新的实验装置，并完成实验数据的检测和处理过程，并进行偏差剖析与估算．在这个过程中，中学生觉得在学习中值得冒险尝试新方式，她们能否从错误中汲取经验，举一反三，因而培养中学生的创新精神和对科学的严谨心态．在这个过程中，中学生与班主任的共同学习，降低了距离感，有利于班主任因材施教．
２．３成绩考评制度变革
严格的考评制度是保证优良教学质量必不可少的前提条件［３］．目前，学院化学成绩考评制度分为实验操作与面试成绩，比列分配各占５０％．为提升中学生对实验的积极性，改变成绩考评制度，将成绩考评分为线上自测、实验操作和面试成绩，比列分别为１∶４∶５，满分为１００分．对于能力较强的中学生可以申请期终考试免试，申请免试的中学生除要取得平常的基本实验、综合训练、考题讨论课等教学环节的优异成绩外，中学生还要选择班主任设置的一些创新型实验，要求中学生自己查阅资料、分析理解、制定实验方案，中学生可以在开放的实验室里改进或重新制做实验装置，设计新的实验内容，并完成实验研究论文［４］．
３融入慕课思想的教学实践
作者于２０１５年３月针对迈克耳孙干涉实验课对本校２０１４级１４０３０６班采取了试点教学．首先打算预习环节的视频，视频内容主要为迈克耳孙干涉实验的背景、实验原理以及实验内容．中学生在课下预习视频，了解迈克耳孙干涉实验的真谛及实验内容．课堂上班主任运用１０ｍｉｎ讲解操作实验仪器的注意事项，留给中学生４５ｍｉｎ进行基于迈克耳孙干涉仪的光波长检测实验，并借助剩余的３５ｍｉｎ由班主任引导中学生进行讨论．讨论题目按照实验内容预先设计好，比如：最初设计迈克耳孙干涉仪的目的是哪些？现在迈克耳孙干涉仪的应用领域有什么问题？等等，以此提升中学生对迈克耳孙干涉实验内涵的理解．通过上述教学环节２０１４级１４０３０６班所得成绩列于表３，同时将２０１３级１３０３０５班的迈克耳孙干涉实验课成绩作为对比也列于表３．２０１３级１３０３０５班人数为３５人，采用的是传统的教学模式，２０１４级１４０３０６班的人数是３３人，采用的是本文所述的教学模式．通过表３的数据可以看出：１）预习环节优秀和良好的比列显著减小，成绩提升明显；２）实验操作环节的成绩提升并不显著；３）实验报告成绩有所提升．通过课堂状态剖析，实验操作环节的成绩提升不显著的缘由是课堂操作时间短，在降低课堂操作时间的同时须要有针对性地降低中学生动手能力的训练．
４结束语
本文将慕课模式引入学院化学实验课中，将慕课模式的学习与传统模式的课堂教学结合，在学院化学实验课堂充分借助慕课的优势，减短了班主任讲解环节和机械式的重复过程，留出大部分时间用于中学生实验操作时间和讨论，有利于迸发中学生的学习兴趣，提升中学生的主动性，培养中学生的动手能力和创新意识，进而提升了化学实验教学质量．
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