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探讨有关分析化学实验中智慧课堂的教辅作用

2020-01-04 240 上传者：管理员

摘要：以互联网为基础的智慧课堂为教学提供了有力的辅助力量。基于其应用于实验课程的教辅案例较少的情况，从预习检查、操作指导和课后知识点巩固三个方面，初步对智慧课堂在分析化学实验中的教辅作用进行了探索。使教学互动、学生分析问题的能力和实验技能等方面有了明显的提高。

关键词：
分析化学实验
实验技能
教辅
智慧课堂
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课堂形式和教学方法的迭代周期明显缩短。传统的课堂是“粉笔”+“黑板”；到中间的一个过渡时代，出现了电化课堂，也仅仅是“黑板”+ppt；如今随着互联网平台的发展，单一的传统课堂已迅速发展成交互式、多元化的“智慧课堂”。

不同时期、不同学者对“智慧课堂”概念的理解不同^［1-2］，笔者认为，在移动互联网模式下，新型的智慧课堂是指以学生为主体、教师为主导，借助互联网+的平台和资源，旨在激发学生自学潜力，培养学生深度学习（应用、分析、评价、创造）能力，结合对平台大数据的分析及应用，科学、精准、高效地管理教学的课堂^［3］。这种课堂已成为当今教师们普遍提倡并积极研究的课堂形式。承载智慧课堂的互联网平台也以破竹之势发展起来，比如雨课堂、对分易、励志君、微助教^［4-6］等，教师可根据自己的使用习惯和团队需求自由选择。本教学团队选用的是超星公司研发的“学习通”，该平台结合了海量图书和慕课资源，教师和学生学习和交流的空间维度更大。

传统的实验教学课堂形式是老师讲解实验原理并逐一指导学生操作，学生往往被动执行、缺乏主动思考。随着我校教学改革的推进，分析化学实验教学更需要教师在有限的学时内，有效地提高大一新生的实验动手能力，规范其实验操作，提升其严谨意识。因此，传统的实验教学课堂形式和教学方法亟待探索新的突破^［7］。

1、分析化学实验教学现状

我校《分析化学》是继《无机化学》之后开设的第二门基础化学课程，授课对象为工科类非化学专业大一新生，开课时间为第二学期，所含分析化学实验不单独设课。

大一新生是一个处于高中与大学的学习过渡时期的特殊群体，普遍实验动手能力较差。虽然学生们上学期经过了无机化学实验的训练，但由于无机化学实验和分析化学实验的教学要求大不相同，前者为“学会观察、正确描述、及时记录化学实验现象”，后者为“准确测定、正确记录、规范操作、详细演算”，因此学生一时难以转变观念，倍感不适应。教师在有效地培养学生良好的行为习惯、严谨的科学态度、牢固的安全意识等方面遇到了较大的挑战。

2、智慧课堂在分析化学实验教学中的实践

智慧课堂具体在分析化学实验教学中的教辅作用主要是从课前预习、实验过程监督和课后知识巩固三个方面进行探索的。教师对预习内容和考核要求进行重新规划和设计；在实验过程中采取“拍照取证”的方法纠正操作错误；在实验结束后对实验中遇到的问题进行归纳总结，从而将有限的课堂延伸到无限的“碎片化”时间中去，体现了智慧课堂教辅的张力。因此，教师能在有限的课时内，最大程度地促使学生自主学习、自觉思考、内化知识、知行合一。

2.1 课前预习效果的检查

在使用智慧课堂之前，教师检查学生预习实验情况的手段比较单一，即检查学生书写的预习报告，而纸质的预习报告存在严重的抄袭问题，无法真实地反映学情。课堂上教师为了弥补预习的不足，会再次讲解实验原理和步骤等。这种课堂形式一方面是耗时，挤压了学生动手的时间，另一方面，学生觉得内容枯燥，课前自学效果差，课堂上对老师的讲解又充耳不闻。

引入智慧课堂之后，教师可以设计课前预习测试题，以第一次分析实验为例说明（授课内容为“分析化学实验基础知识及基本操作”）。教师设计与实验预习内容相关的客观题（如图1），现场发布，限时完成，系统自动评分，分数合格者允许下一步实验。教师对学情一目了然，结果一目了然。图1分析化学实验基本操作测试题示例

教师在设计题目时，以实验教材为依据，题量为10～20题，用时10～15min。试题在发布时，选择“题目乱序”、“选项乱序”，且保证一定数量的题目可供学生抽题，有效避免抄袭。学生虽能在书本上能找到答案，但限定的答题时间要求具备一定的熟练度，没有较好的预习基础便无法顺利完成。这种“不教胜过教”的做法让学生倍感压力，不得不认真对待每一次的预习任务。

2.2 实验过程中规范操作的督促

分析化学实验的训练更加重视操作动作的规范性。在实验过程中，往往教师反复纠正学生的操作动作，但效果甚微。究其原因，一方面是学生对规范操作重视程度不够，觉得只要能得到实验结果，按照自己习惯的方式来做更觉方便；另一方面，学生对规范操作的理论知识虽然已经熟知，但实操机会不多，无法形成一种良好的行为习惯，往往是“理论全知道，动手全忘掉”。

经过反复研究和尝试，教师发现学生对“说教”的接纳程度较低，频繁地“纠错”甚至会引起学生的反感。因此，考虑用“视觉刺激”的教学策略提高教学效果。借助智慧课堂的“即时”性，通过手机拍摄学生典型错误操作，上传照片，创建讨论问题，发布给学生思考并回答的方式来促进教学互动（如图2）。图2分析化学实验操作讨论题示例由于形式新颖，照片又来源于身边的同学，借助实验空隙的碎片时间，学生很有兴趣地思考、讨论并回答老师提出的问题，反响热烈。通过这种视觉冲击的方式，让每一个学生都能意识到不规范的实验操作不仅影响实验结果的准确性，而且破坏了实验环境的有序性，给他人实验造成了不便，后果不容忽视。这种视觉上的刺激强化了理论和实际的联系，后续实验中，类似的问题得到有效杜绝。

当遇到基本操作问题较多的实验项目，特别是滴定分析实验，教师可以“暗中”通过镜头收集学生的不规范操作“证据”，利用智慧课堂平台，迅速将照片整理成选择题发布出去（如图3）。当学生看到自己的不规范操作在镜头下显得如此“刺眼”，自觉羞愧，从而暗自警醒。以往教师“苦口婆心”的说教不起作用，现在“镜头”走到哪里，学生就会下意识地去自我纠正。前一次实验出现的不规范操作问题“曝光”后，第二次这种错误就很难再次出现。几次训练之后，教师再想捕捉典型错误的照片便很困难了。

在每次实验训练过程中，学生还会遇到很多其他问题。比如，由于对实验原理理解不透，操作步骤任意简化或颠倒；由于实验目的不明确，实验过程照方抓药，不求甚解；由于实验过程中注意力不集中，导致实验结果出错等等。教师在教授过程中不断收集、整理这些问题，设计成客观题，在实验结束后发布出去（如图4）。学生在实验感性认识的基础上，再次回顾本次实验的细节，思考完成课后习题，达到巩固的目的。在下次实验课上，教师根据学生完成的情况针对性地讲解，进一步避免学生重复犯错。

3、持续改进设想

经过这一学期的平台试用，我们所带的三个平行班学生（共86人）在实验重视程度、操作规范性、实验动手能力、分析解决问题能力等方面有了普遍提高。这仅是滴定分析实验操作训练中所取得的一点进步，相比之下，仪器分析实验的问题却更加凸显出来，表现在绘图和数据处理能力方面。

初步从实验报告的结果统计来看，仪器分析实验中能规范绘制图表，正确整理数据，并求算出最后结果的学生不到四成。在今后的实验教学中，我们考虑重新设计实验预习题的内容，具体包括对标准曲线绘制、不同单位浓度之间的换算等方面的训练。

目前，高校教师利用智慧课堂开展教学转型的状况仍处于一般水平［8］，因此，探究其在实验教学中的教辅作用具有较大的深入空间。不断地积累和持续改进实验教学中每个环节的设计和内容，力求将“学习通”这一智慧平台的教辅作用全方位地展现出来。

参考文献：

[1]吴永军.关于智慧课堂的再思考[J].新课程研究,2008,4(11):5-7.

[2]祝智庭.智慧教育新发展:从翻转课堂到智慧课堂及智慧学习空间[J].开放教育研究,2016,2(1):18-26.

[3]蒋立兵,毛齐明,卢子洲,等.高校教师应用智慧教室实现教学转型的现状及建议[J].中国远程教育,2019(3):77-83.

[4]蒋雯音,杨芬红,范鲁宁.雨课堂支持下的智慧课堂构建与应用研究[J].中国教育信息化,2017(10):14-17.

[5]边玮玮,戚明颖,綦慧敏,等.基于对分易软件的对分课堂在高校化学课程中的应用探索[J].中国教育技术装备,2018(10):26-28.

[6]李玲,王娟,张弛,等.无机化学多元信息化教学模式的构建与实践研究[J].大学化学,2019,34(4):34-38.

[7]刘梅,朱鹏飞,张世红,等.基于SPOC的“大学化学实验”混合式教学模式研究[J].化学教育,2017,38(12):26-29.