参与式现场点评考核教学模式在材料化学实验教学中的实践与探索

陈万平，　　向柏霖，　　唐莉莉

(怀化学院 化学与材料工程学院，湖南 怀化　418008)



参与式现场点评考核教学模式在材料化学实验教学中的实践与探索

陈万平，向柏霖，唐莉莉

(怀化学院 化学与材料工程学院，湖南 怀化418008)

摘要：材料化学实验课是材料化学专业开设的一门旨在帮助学生巩固专业基础知识、提高专业素养和动手能力的实践课程.为了评估学生的专业素养、运用知识的能力以及实践动手能力，通过把材料化学实验期末考试设置为实验操作考试，并要求学生自己设计实验方案、确定实验步骤、分工合作制备目标产物，同时在学生实际操作过程中进行现场点评打分.这种参与式现场点评考核的教学模式有效地促进了学生的学习兴趣和积极性，提升了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进了他们良好专业素养和创新能力的培养，为其他课程的实验教学提供了一条可供借鉴的教学模式.

关键词：材料化学实验；参与式教学

1材料化学实验教学的现状

材料化学实验课是材料化学专业开设的一门主要专业课，其开设的目的是为了帮助学生巩固专业基础知识、提高学生的实验技能、专业素养和实践动手能力.在实际的教学过程中，由于受传统教学观念的影响，实验课程被当作理论教学的附属，实验内容往往只是对材料化学的基本理论和基本知识的一种简单地直接验证；同时，传统实验教学的教学模式比较单一，实验所需的药品和仪器已经准备齐全，学生只需要按照已设计好的实验步骤就可以完成实验.由于教师包办了一切，学生的动手能力得不到有效地提高，他们提出问题、分析问题和解决问题的能力也没有得到实质性地的提高.此外，由于学校层次、学科积淀、专业定位以及学生基础等方面的原因，每个学校开设的实验内容都不相同，这种状况导致了目前材料化学实验课程仍然缺乏经典的实验教材和经典的实验内容.为了改变这种现状，很多学校开始根据自己学校的实际情况来提炼实验内容，并开展了一些教学模式方面的探索.例如，有的学校把专业实验内容设置为基础性实验、演示性实验和综合性实验等三个部分，以便于使学生在材料制备、合成以及性能表征方面有较为全面的系统的了解[1]；有的学校采取实验预习报告、实验操作技能和实验报告综合评价的办法，力图在强化管理和监督下让学生更好的参与实验[2]；有的学校开设设计性实验，要求教师仅提出实验任务和目的，实验过程完全由学生自行完成，其中包括实验仪器和药品的选择、实验方案的设计等[3]；有的学校引入开放式实验教学，即不提供固定的实验主题和内容，让学生对感兴趣的一些问题、一些想法自己去实验和探索[4]；还有的学校提出了“教学和科研互动”的教学理念，即把教师的科研课题成果引入到本科实验教学中来[5].虽然这些教学模式和实验内容可能无法在其他学校得以开展，但所有这些实践和探索都为材料化学实验课程内容的完善和教学模式的改革提供了很好的借鉴和思考.

作为一所新升格的地方本科院校，我校自2009年开设了材料化学专业.在材料化学专业的课程建设中，我们一直在对材料化学实验教学内容以及教学形式进行探索研究，力图形成具有自身特色的课程内容、教学模式和考核体系.通过在2009、2010、2011以及2012级学生中开设的材料化学实验教学，我们发现了一些普遍存在的现象和问题.例如，有的学生对实验内容不熟悉，缺乏对实验内容的有效的课前预习；有的学生缺乏严谨的科学态度，他们并不关心所得的实验结果，普遍缺乏对实验过程的思考.此外，实验过程中玩手机的、聚集在一起聊天的现象较为普遍.怎样提升学生的学习兴趣和积极性而又能较好的提高他们的专业素养和实践动手能力呢？首先，我们有意识地反复强调了如下三个方面：(1)实验安全，强调水、电和药品的使安全用；(2)实验习惯，要求勤记录多思考，强调规范操作，培养良好的专业素养；(3)实验纪律，要求实验服穿戴整齐，不准玩手机，不准聚集聊天.其次，我们把期末的课程考核设置为实验操作考试，经过几年的实践探索，逐渐探索了一条深受学生好评的教学模式.根据这种教学模式的特点，我们把它称之为参与式现场点评考核教学模式.

2参与式现场点评考核教学模式的探索

在设计2009级材料化学实验期末考试的时候，考虑到学生应试能力较强但实践操作能力薄弱的问题，我们把期末考试设置为操作考试，并设计了一个简单的制备实验“直接沉淀法制备SrF2”.考试过程中，针对学生的一些不规范操作当场进行扣分.并且，在扣分的时候，针对某些扣分点，有意识地对学生开展置疑，要求学生就自己的不规范或不合理操作进行简单的说明，然后教师加以点评.例如，某些同学在进行离心分离操作时，离心机振动幅度较大，要求他们分析可能的原因.考试结束后，很多学生反映这种考试模式比较新颖，效果非常好.通过这种教学模式，他们意识到了很多问题，知道怎样去思考，既有压力又有动力，学到了很多知识.学生的这些反映促使我们对这种实验教学模式的进一步探索.

为了更好的让学生参与进来，促进他们对实验内容的组织和了解，对学生进行全方位的考查与评价，根据2009级考试情况的反馈信息，我们有意识的对考试模式进行了调整.例如，我们删掉了原来所提供的实验步骤，要求学生根据要求查找资料自己设计实验步骤，也就是让学生参与到实验教学中来.有人对这种参与式实验教学模式给出过较为确切的定义：在确定了实验主题后，预先设置部分实验条件，要求学生查阅资料、结合预设条件自设实验步骤，然后学生以团队的形式完成实验过程的教学模式[6].同时，根据教学效果和反馈的情况，我们对实验考试的预设内容进行了适时的调整.例如，在2009级实验操作考试中，我们给出了实验的目的、直接沉淀法的基本原理、实验必需的化学试剂和仪器设备、实验步骤、注意事项以及课后思考题，考试过程中仅仅针对操作过程进行扣评分.在2010和2011级实验操作考试中，我们仍然保留了直接沉淀法的基本原理以及相关的溶解度信息.在2012级实验操作考试中，我们把实验的基本原理和溶解度信息也全部都删掉了，只保留了可能用到的试剂和仪器设备.此外，考试时间也从最初的4个小时缩短到了2个小时.相比于2009、2010和2011级，2012级材料化学实验操作考试对学生在文献资料的查阅和实验步骤的设计等方面的要求有了明显的提高.为了让学生有充足的时间开展实验准备工作，实验预设内容提前一周发放到学生手里.此外，在实验操作考试过程中，每个小组对应一张考评表.监考老师需要从考试纪律、实验操作表现和实验设计等三个大的方面对学生进行扣评分.现场扣分时，监考老师还会有一张评分细则表，评分细则总较为详细的给出了一些扣分点及其相应的分值.根据学生的表现和评分细则，监考老师对学生给予扣评分，并要求在对应扣分点给出具体的扣分理由.

通过几年的摸索，我们发现学生的扣分点主要出现在四个方面：(1)明显的操作错误.例如，把洗瓶的盖子拧下来直接放在实验桌上；(2)实验操作的不规范.例如，把量筒拿在手中量取液体并直接读数；(3)某一实验步骤设计明显不合理或没有必要.例如，用氨水调节溶液的pH(该步骤在本实验中没有必要)；(4)考试舞弊.例如，考试过程中对其他组的学生给予提示或者帮助.

为了使学生了解扣分的细节，在考前说明时，我们会有意识的提及某些扣分点.例如，固体样品的称量、液体的量取和考试纪律等.但是，因为有些学生并没有养成良好的实验习惯，即使事先有提示，在实验操作过程中往往仍然会被扣分.

3参与式现场点评考核教学模式的启示

2009、2010、2011以及2012级材料化学专业的材料化学实验操作考试的实践表明这种参与式现场点评的实验操作考试，虽然实验内容简单，但是能够很好的体现出学生的学习态度、知识水平和能力高低.以实验操作考试方式出现的参与式现场点评教学模式强调了学生的参与性，让学生在实验过程中既有压力又有动力，提高了他们的学习积极性，也拓展了他们的知识面，有效地培养了他们的专业素养和创新能力.同时，通过这样的教学，能够让学生的问题和不足之处当场显露出来.例如，有的学生根本没有自己去查找内容、设计实验，而是抄袭他人的实验方案.此外，在实验过程中，有些学生由于平时没有养成良好的实验习惯，缺乏足够的专业素养，不规范操作随处可见.例如，很多同学在称量样品的时完全没有检查天平是否平衡的意识；部分同学把玻璃棒和滴管直接放在实验桌面上，根本不考虑弄脏污染的问题；有些同学在自设的实验步骤上竟然写着用蒸馏水来“溶解”碳酸锶粉末；很多同学在产物洗涤的时候根本没有想到利用乙醇洗涤以缩短干燥时间；部分同学想都不想就利用抽滤装置来分离粒径很小的SrF2絮状沉淀，虽然抽滤分离的效果很差，也不考虑利用其他方式如用电动离心机来分离产物.这种参与式现场点评考核教学模式不仅能够对学生给予全面的正肯的评价，也能引发教师对实验教学的反思而获得一定的启发.学生习惯性的不规范操作反映出在专业基础课程如无机化学和有机化学等课程的实验教学中，学生并没有得到良好的专业技能技巧的培训，没有获得良好的实验习惯和应有的化学素养.因此，教师应该有意识的在日常实验教学中加强对学生动手能力的培养，养成其良好的实验习惯.

参与式现场点评考核教学模式的教学效果之所以明显的比日常实验教学的教学效果要好，其原因我们认为主要是前者具备如下四个方面的特点：(1)参与式的教学让学生更多地参与了教学.他们在实验的前期准备过程中花费了较多的时间，对实验内容、目的和要求更加熟悉，在相关知识面上有了一定的扩充；(2)考核性质的教学让学生既有压力又有动力.他们在参与过程中更加认真仔细，学习态度和积极性明显得到提高.考试前，他们对实验过程、关键操作、老师的可能提问等情形都会在脑海中进行了充分的“模拟彩排”；(3)考核性质的教学对教师的要求有明显的提高.考核过程中，教师要密切关注所有学生的表现，当场及时地发现每组学生存在的可能的扣分点，这也要求教师要更加积极地投入到教学中来；(4)现场点评的教学使教学互动的情况显著增加.目标明确的教学互动促进了学生的思考，实时地帮助学生解决了问题.正是这四个方面的综合效果让考核之后的学生疾呼日常实验教学应该多引入这种教学模式.

参与式现场点评考核教学模式虽然在材料化学实验的操作考试过程中获得了不错的教学效果，但也存在一些不足和我们当前难以妥善解决的问题，主要表现为如下三个方面：(1)相比于传统的实验教学，参与式实验教学要求学生自我查阅资料、根据预设条件设计实验步骤，由于学生能力和态度上的差异会导致实验过程中的不可控因素明显增加；(2)整个教学过程包括教师选题、学生设计、实验操作、现场点评以及评价给分等过程，学生和教师的负担明显增加，因而使这种教学模式难以在日常实验教学中过多的开展；(3)现场扣分与点评往往对邻桌学生是一种“提示”，这需要教师采用一个更加弹性的评价体系，然而这种弹性评价会使部分学生产生“不公平”的感觉.

为了发挥参与式现场点评考核教学模式的优势同时弥补它的不足，我们希望在今后的材料化学实验教学中继续进行如下两个方面的探索：(1)在日常实验教学中开展三次参与式现场点评考核教学.这三次教学分别开设在一个学期的期初、期中和期末，分别起到发现问题、中期检验和期末测评的目的.同时，我们考虑把三次成绩通过某种折中的方式综合成学生的课程考试成绩；(2)在日常教学过程中有意识的强化参与式现场点评考核教学模式的某个方面.例如，某些实验强化学生的参与式教学；某些实验以考核的形式来强化学生的操作规范性，并增加平时成绩在课程最终成绩中的权重；某些实验中教师故意“找茬”学生，有目的的对学生进行分批次的现场点评，促进学生对实验过程的分析和思考.

参与式教学增加了教学过程中学生参与程度，有效地促进了学生的学习兴趣和积极性.我们把参与式教学引入到材料化学实验操作考试中后，进一步把现场点评引入到教学中来，探索出了一种新的参与式现场点评考核教学模式.这种新的教学模式让学生既有压力又有动力，使他们学到了更多的知识，意识到了更多的问题，有效地提高了他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，进而促进了他们良好专业素养和创新能力的培养.

参考文献：

[1]陈桂华,闫瑞强.材料化学专业实验教学研究[J].洛阳师范学院学报,2009(2):150-151.

[2]刘献明,傅玉琴,吉保明.材料化学实验教学质量提高与创新能力培养初探.广州化工[J].2014(8):212-214.

[3]孙建之.研究型教学在材料化学实验中的应用[J].中国教育技术装备,2011(21):120-120.

[4]钱力,郑怀礼,赵会明,等.材料化学专业开放性实验教学的设想[J].高等建筑教育,2003(2):76-77.

[5]田俐,申少华,刘清泉,等.材料化学实验与科研课题结合的教学模式[J].实验科学与技术,2011(6):131-133.

[6]陈华.参与式教学法的原理、形式与应用[J].中山大学学报论丛,2001(6):159-161.

Practice and Exploration of Participatory Instruction of Material Chemistry Experiment

CHEN Wan-ping,XIANG Bo-lin,TANG Li-li

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HuaihuaUniversity,Huaihua,Hunan418008)

Abstract：Materials chemistry experiment course has been offered to students for consolidating their major knowledge,improving their experimental skill and techniques and practical ability.In this paper,participatory instruction method is utilized to material chemistry experiment teaching,and students are required to find literatures,design experimental procedure and answer teacher’s questions.The participation experiment teaching effectively promote students’ learning interest and enthusiasm,and enhance their ability of finding problems,analyzing problems and solving problem.More importantly,participation instruction further expands students’ major knowledge,and provides one of effective teaching methods for training students’ professionalism and innovation ability.

Key words：materials chemistry experiment；participatory instruction

收稿日期：2015-12-17

基金项目：湖南省教育厅普通高校教学改革研究项目([2015]291-458)；怀化学院教学改革研究项目([2014]19-37).

作者简介：陈万平，1976年生，男，湖南益阳人，副教授，博士，研究方向：材料化学教学与研究.

中图分类号：G42

文献标识码：A

文章编号：1671-9743(2016)05-0090-03