“以學(xué)生為中心”教育理念下的工科專業(yè)分析化學(xué)教學(xué)模式探索夏曉紅

新疆大學(xué)化工學(xué)院，烏魯木齊830046

古代孔圣人辦講堂提出“因材施教”的教育理念，而實現(xiàn)這一理念的基本要求就是將學(xué)生置于整個教學(xué)過程的中心位置，知識的傳授強(qiáng)調(diào)要考慮學(xué)生自主性與創(chuàng)造性的培養(yǎng)。教育部高等教育司司長吳巖倡導(dǎo)將“以課程為中心”的授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”的模式[1]。在“以學(xué)生為中心”教育理念的啟發(fā)下，許多教師嘗試改變以前的課堂教學(xué)。在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，課程實施模式以及評價方式趨向多樣化，多渠道，多方位。

1我國高等院校工科分析化學(xué)教學(xué)存在的問題

基礎(chǔ)知識的掌握以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高等院校教學(xué)的主要目標(biāo)，以往僵化和程式化的教學(xué)方式已不能滿足當(dāng)前人才培養(yǎng)的需求，因此急需對當(dāng)前教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)。在高校教學(xué)過程中需要注重學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)，新課程下的化學(xué)教材關(guān)注學(xué)生的主體參與，突出學(xué)生的主體地位，重視實驗的特殊功能，倡導(dǎo)質(zhì)疑討論的學(xué)習(xí)方法。教學(xué)過程中，教師不僅是學(xué)生獲取知識的傳播者，更應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者和引路人。當(dāng)前，高校分析化學(xué)教學(xué)會因時間、地點等因素的限制使學(xué)習(xí)和實踐環(huán)境不夠完善，50分鐘的課堂已經(jīng)被講課和做筆記的時間所占據(jù)，學(xué)生在課堂上思考、實踐的機(jī)會很少。學(xué)生的思考能力、辨析能力、探索能力均不能得到鍛煉。傳統(tǒng)的工科分析化學(xué)教學(xué)以基礎(chǔ)知識的傳授為主，為了提高課堂教學(xué)效率，教師的側(cè)重點往往在于如何在有效的課堂時間內(nèi)向?qū)W生傳遞更多的知識。這一教學(xué)模式側(cè)重于知識傳遞過程的完善性以及高效性，但卻缺乏層次性和針對性，忽略了不同工科專業(yè)的特殊性及學(xué)生掌握知識的實際情況，從而影響了課堂功能的發(fā)揮。這些問題已經(jīng)成為影響高校工科專業(yè)分析化學(xué)教育質(zhì)量的關(guān)鍵問題，如果不能及時改進(jìn)教學(xué)模式，就會使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生乏味、倦怠、抵觸的心理，很難做到學(xué)以致用，融會貫通。多樣化的課堂教學(xué)形式，以目標(biāo)驅(qū)動為主導(dǎo)，學(xué)生在問題和目標(biāo)驅(qū)動下能夠提前了解和總結(jié)知識盲點和學(xué)習(xí)方向，從而實現(xiàn)有針對性的學(xué)習(xí)，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、辨析能力、探索能力，發(fā)展學(xué)生的個性和潛質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，達(dá)到提高學(xué)生實踐能力和綜合素質(zhì)的目的[2]。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，突破了時空局限性的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源爆發(fā)式增長，有效整合利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)拓展了空間的同時實現(xiàn)了教育資源的高度利用。互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的線上教學(xué)可實現(xiàn)不同地區(qū)教育資源的重新分配，針對知識短板選擇性學(xué)習(xí)，從自主性及個性化學(xué)習(xí)方面講更有利于“以學(xué)生為中心”教育理念的實施。線上教學(xué)可利用豐富的多媒體及網(wǎng)絡(luò)資源，知識的呈現(xiàn)形式、傳遞方式更加多樣，可最大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升知識傳遞及汲取吸收的效率[3,4]。然而，單一的線上教學(xué)也存在諸多弊端，由于教師及學(xué)生處于網(wǎng)絡(luò)兩端，教學(xué)過程中教師無法實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及效果，對于部分學(xué)習(xí)自主能力較差的學(xué)生而言，缺乏教師現(xiàn)場監(jiān)督的環(huán)境下學(xué)習(xí)效果會大打折扣。此外，線上教學(xué)活動無法保證學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境及學(xué)習(xí)氛圍，無法實現(xiàn)同學(xué)之間以及教師與學(xué)生間的實時互動交流，對學(xué)生溝通能力、社交能力的培養(yǎng)非常不利。線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式能夠通過在線學(xué)習(xí)利用豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源實現(xiàn)知識的全程個性化傳授，滿足具備不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的知識獲取及吸收方式，實現(xiàn)真正意義上的個性化教學(xué)，提升課堂效率。在掌握了一定基礎(chǔ)知識且存在明確問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行線下課堂的交流，能夠使課堂上教師與學(xué)生的交流更加有針對性，在提升課堂效率的同時實現(xiàn)個性化教育。

2以學(xué)生為中心的分析化學(xué)理論教學(xué)模式

目前工科分析化學(xué)理論課程教學(xué)中，如何充分發(fā)揮線下線上教學(xué)的優(yōu)勢，相得益彰、優(yōu)勢互補(bǔ)實現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量，具體路徑包括以下幾個方面：

(一)，課前利用線上教學(xué)資源及學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供相關(guān)預(yù)習(xí)內(nèi)容并監(jiān)督檢查預(yù)習(xí)情況，教師在掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況的基礎(chǔ)上設(shè)計線下授課結(jié)構(gòu)及內(nèi)容。以工科班的分析化學(xué)為例，根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，課前給學(xué)生推送與課程內(nèi)容相關(guān)的現(xiàn)實社會問題、多媒體課件材料以及教材對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。針對化工專業(yè)與給排水專業(yè)的學(xué)生，可針對性推送與本節(jié)知識相關(guān)的化工生產(chǎn)檢測問題與建筑過程水質(zhì)分析問題，使學(xué)生帶著問題對課程內(nèi)容有初步的了解，通過網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí)基本可以掌握簡單的知識點。對存在一定難度的知識點而言，學(xué)習(xí)主動性較強(qiáng)的同學(xué)會通過查資料等方式尋求答案，內(nèi)化產(chǎn)生自身見解；對于學(xué)習(xí)主動性較差的同學(xué)而言，雖然無法通過自學(xué)解惑，但會帶著問題參與到線下教學(xué)活動中去，在線下找到答案，使學(xué)習(xí)更具有針對性，可有效提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)生的線上預(yù)習(xí)情況可通過線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督。

(二)，線下教學(xué)過程中教師應(yīng)有效整合利用線下教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升線下課堂效率。以工科班的分析化學(xué)為例，線下課堂前幾分鐘可引導(dǎo)學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上思考本節(jié)課的知識點與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，什么樣的條件下可利用本節(jié)課的哪個知識點解決現(xiàn)實生活中的哪類問題等。這樣，一則可以檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，此外還可以針對學(xué)生提出的解決方案進(jìn)行分析并指出存在的問題，使學(xué)生對本節(jié)課的知識點有更加深刻的認(rèn)識。在整個互動環(huán)節(jié)可充分利用線上資源及線上交流互動、呈現(xiàn)方式，使學(xué)生真正參與到課堂中來，實現(xiàn)“以學(xué)生為中心的”教育理念。

(三)，課后教師可利用線上學(xué)習(xí)系統(tǒng)監(jiān)督學(xué)生練習(xí)情況，了解學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握情況。以工科班分析化學(xué)為例，對于未能在課堂上講解的例題，教師可錄制微課視頻，課后以線上形式上傳供學(xué)生學(xué)習(xí)，課后練習(xí)也可通過線上形式發(fā)布及批閱，存在問題可通過線上形式及時與學(xué)生溝通。課前、課中、課后線上線下教學(xué)的有效結(jié)合可實現(xiàn)“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念下教學(xué)質(zhì)量的有效提升[4,5]。

3以學(xué)生為中心的分析化學(xué)實驗教學(xué)模式

分析化學(xué)實驗課是分析化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，不同于理論課，實驗課更加注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及思維方式。傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)基本遵循“學(xué)生依據(jù)實驗教材預(yù)習(xí)并完成預(yù)習(xí)報告-教師講解實驗原理及具體操作-學(xué)生在預(yù)習(xí)及教師講解的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗-整理實驗數(shù)據(jù)完成實驗報告”的模式。該教學(xué)模式重點突出了學(xué)生的操作練習(xí)，學(xué)生被動接受實驗理論知識和操作技能，自主學(xué)習(xí)、主動探究程度較低，不利于學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。其一，學(xué)生課前預(yù)習(xí)主要依賴實驗教材，預(yù)習(xí)材料種類少且形式單一，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，預(yù)習(xí)效果差。其二，由于無法及時準(zhǔn)確監(jiān)測學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，教師在課堂上會用相對較長的時間詳細(xì)講解實驗內(nèi)容，留給學(xué)生深入思考及探索的時間不足，導(dǎo)致實驗課期間部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足，注意力不集中，學(xué)生參與度低，缺乏課堂互動，學(xué)習(xí)效果不佳。其三，實驗結(jié)束后學(xué)生完成實驗報告的情況教師無法及時掌握并反饋，導(dǎo)致學(xué)生不能及時了解自己對現(xiàn)象解釋的合理性及誤差分析的正確性等信息，不利于提高學(xué)生分析解決問題的能力。實驗課成績以實驗報告成績?yōu)橹?，考核評價機(jī)制單一，過于強(qiáng)調(diào)實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性、精密度以及書寫規(guī)范。實驗過程性評價缺失，無法有針對性地評價學(xué)生對于實驗原理的理解和實驗操作技能的掌握程度，也一定程度上導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性難以調(diào)動，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與能力提升。

隨著信息技術(shù)發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)資源的豐富，實驗虛擬平臺及實驗操作微視頻為學(xué)生課前的預(yù)習(xí)提供了更加豐富的預(yù)習(xí)資源和多樣化的預(yù)習(xí)方式[6,7]。課前，學(xué)生通過實驗教材及線上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)，然后在虛擬實驗?zāi)M平臺進(jìn)行練習(xí)與自測，在此基礎(chǔ)上完成實驗預(yù)習(xí)報告，初步完成碎片化知識的掌握與單個知識點之間的關(guān)聯(lián)。線上預(yù)習(xí)過程教師可通過監(jiān)督學(xué)生觀看實驗操作微課以及虛擬實驗平臺完成實驗?zāi)M的情況及時了解學(xué)習(xí)動態(tài)。為了激發(fā)自主學(xué)習(xí)能力較差學(xué)生的興趣，且提升基礎(chǔ)知識掌握相對比較扎實且自主學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)知識再構(gòu)能力，教師在設(shè)計課前預(yù)習(xí)材料時可在視頻中引入相關(guān)實驗在現(xiàn)實生活或科學(xué)研究中的應(yīng)用實例，做到“以學(xué)生為中心”，切實關(guān)注到不同水平、不同專業(yè)學(xué)生的個性化問題，最大程度提高實驗預(yù)習(xí)的效果。例如在光度分析實驗中，針對化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生，可以分別制作介紹“紫外分光光度法在化工污水化學(xué)需氧量(COD)測定中的應(yīng)用分析”文獻(xiàn)的視頻，針對給水排水專業(yè)的學(xué)生，可制作介紹“分光光度法測定乙二醇鍋爐給排水及循環(huán)冷卻水中的肼”文獻(xiàn)的視頻。這些文獻(xiàn)中相關(guān)實驗用到的儀器及實驗操作過程與實際開設(shè)實驗有相似之處，學(xué)生在相關(guān)視頻觀看及原始論文閱讀的基礎(chǔ)上對所做實驗的應(yīng)用背景有更加真實的感受，深刻理解開設(shè)實驗與生產(chǎn)實際及科學(xué)研究之間的關(guān)系，以此激勵學(xué)生認(rèn)真對待教學(xué)實驗。其中，在文獻(xiàn)講解環(huán)節(jié)應(yīng)考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識水平，文獻(xiàn)講解達(dá)到激發(fā)興趣的目的即可，內(nèi)容過深過多反而會讓學(xué)生失去探究的興趣。學(xué)生也可以根據(jù)自己的實驗安排，在觀看相關(guān)視頻的基礎(chǔ)上完成實驗報告，提升預(yù)習(xí)效果。此外，在課前預(yù)習(xí)視頻的基礎(chǔ)上設(shè)置課前檢測題是解決實驗預(yù)習(xí)流于形式的又一個重要措施，通過課前檢測題的回答情況教師可檢驗學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果，及時幫助學(xué)生完成知識的內(nèi)化。教學(xué)實施中，教師要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)以線上形式提交課前測試題，課前教師可以得到學(xué)生答題的統(tǒng)計結(jié)果，為課上有效講解作好準(zhǔn)備。課上，教師在已掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況的基礎(chǔ)上設(shè)置課程流程，可先反饋預(yù)習(xí)情況，并鼓勵學(xué)生自薦給其他同學(xué)講解本節(jié)實驗課實驗原理及操作過程，在此基礎(chǔ)上組織其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充完善，其間教師通過分析方法比較、開放性提問適時引發(fā)學(xué)生思考與討論。實驗講解部分結(jié)束后鼓勵學(xué)生自薦進(jìn)行實驗演示，組織其他同學(xué)在觀看過程中糾錯，使盡可能多的同學(xué)帶著思考、帶著問題參與整個實驗，利用所學(xué)方法完成實驗內(nèi)容，樂享知識重構(gòu)與動手實踐。在教學(xué)中，教師適時引入思政教育，實現(xiàn)價值塑造和思想引領(lǐng)。利用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式開展以學(xué)生為中心的互動活動，達(dá)到激發(fā)學(xué)生參與化學(xué)實驗的興趣，進(jìn)一步內(nèi)化課前視頻所學(xué)新知識，使學(xué)生明明白白做實驗，在減少實驗操作錯誤和實驗報告錯誤發(fā)生的基礎(chǔ)上給學(xué)生提供展示的機(jī)會。課后，所有學(xué)生獨立撰寫實驗報告上傳平臺，教師線上點評反饋，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)互評與課外拓展。此外，科研興趣濃厚的學(xué)生還可以聯(lián)系相關(guān)教師及課題組，以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練培育項目為載體，深入自主探究，創(chuàng)享新知。

4以學(xué)生為中心的評價機(jī)制

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)考核評價機(jī)制突出最終的考核成績，弱化了過程考核，無法全面反映學(xué)生的知識掌握情況。線上線下相結(jié)合的考核評價機(jī)制可從課前預(yù)習(xí)、課內(nèi)學(xué)習(xí)以及課后復(fù)習(xí)全過程實現(xiàn)跟蹤評價，能多方面、多角度反映學(xué)生對知識的掌握情況，反饋給教師更加全面準(zhǔn)確的信息，為優(yōu)化教學(xué)提供方向[8,9]。以“氧化還原滴定”這一章為例，預(yù)習(xí)階段在雨課堂推送多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻資源以及相應(yīng)的預(yù)習(xí)測試題，學(xué)生在截止時間之前可以多次進(jìn)行觀看及作答，預(yù)習(xí)過程中不清楚的地方還可以在討論區(qū)給老師留言；截止時間后，根據(jù)預(yù)習(xí)時長數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及預(yù)習(xí)測試題的作答情況，教師可以知道每位學(xué)生的預(yù)習(xí)詳請，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)行評價，按一定比例給出相應(yīng)成績。預(yù)習(xí)階段學(xué)生的成績可反映學(xué)生對待學(xué)習(xí)的態(tài)度，這是“以學(xué)生為中心”評價體系中的重要組成部分。課上，根據(jù)學(xué)生在線平臺及實時課堂上與教師同學(xué)互動的次數(shù)以及互動效果的反饋給出課堂平時成績，激勵同學(xué)們積極參與課堂，勇敢發(fā)表自己的見解，及時交流溝通以提升解決問題的能力。課后，實時高效的習(xí)題平臺對所有學(xué)生答題情況的分析是傳統(tǒng)教室課堂無法實現(xiàn)的，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成課后練習(xí)上傳系統(tǒng)，教師根據(jù)作答情況進(jìn)行評價考核。對于學(xué)生掌握普遍較差的知識點可錄制微課視頻進(jìn)行講解，上傳系統(tǒng)后通過學(xué)生的觀看情況進(jìn)行進(jìn)一步評價。此過程既可以對學(xué)生的知識掌握情況進(jìn)行評價，還可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行評價，真正做到線上線下同步評價，課前課后全面評價。線上答疑是學(xué)好分析化學(xué)課程的一個重要環(huán)節(jié)。線下教學(xué)過程中，由于時間及地點的限制，教師與學(xué)生之間以及同學(xué)之間答疑和討論的廣度及深度不足。在線討論和答疑可克服時間和地點上的局限性，通過“雨課堂”等線上課堂設(shè)立討論區(qū)，鼓勵引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及時發(fā)布在討論區(qū)，教師可在固定時間答疑，同學(xué)之間也可及時有效地交流討論，確保學(xué)生的問題能得到及時、正確的解答。以此引導(dǎo)學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的方式鞏固加深所學(xué)知識。此外，在線教學(xué)可通過各個在線平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，公平、客觀地量化考核學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，避免了以往以期末考試成績?yōu)橹?，平時考核不全面且不具代表性的問題。這種考試成績及過程評價并重的考核方式保證了各個教學(xué)環(huán)節(jié)的實施效果，改變了過去“一考定輸贏”的評價機(jī)制，使學(xué)生注重平時知識的積累及能力的培養(yǎng)，而不是熬夜刷題、臨陣磨槍形式的期末突擊。

5結(jié)語

與理科專業(yè)相比，工科專業(yè)的分析化學(xué)教學(xué)應(yīng)更加強(qiáng)調(diào)與實際應(yīng)用的結(jié)合，在“以學(xué)生為中心”的教育理念下，針對不同工科專業(yè)，設(shè)計與專業(yè)相匹配的知識體系與傳授模式，結(jié)合快速發(fā)展的信息技術(shù)，以線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式及評