基于“互联网+”的农业院校基础化学实验教学改革新思路——以甘肃农业大学为例

魏 薇，梁慧光

（甘肃农业大学理学院，甘肃兰州730070）

基础化学实验是农业院校面向大一学生开设的实验课程，且为必修课程。“为使学生掌握化学知识、掌握操作技能、发展智力”，提高学生的实践能力和综合素质，并培养学生的科学研究精神和创新精神，基础化学实验是极其重要的教学环节，具有不可替代的作用[1]。最近十多年，国内许多农林院校开展了化学实验教学改革，取消了二级学科专业课程实验，将原来的普通化学实验、分析化学实验和有机化学实验整合为基础化学实验，大幅度减少验证性实验，代之以综合性、设计性、创新性实验，实现了化学实验的宽口径大专业教育。同时，化学实验教学管理和评价体系也进行了相应的探索和实践。这一改革更好地贯彻了素质教育和创新性教育理念，更好地培养了学生的探索精神、科学思维、实践能力和创新能力。但随着教育技术、多媒体信息技术的发展，传统的“通过实验培养学生严谨的科学态度、逻辑思维能力及忠诚老实、勤俭节约的优良品质”的模式已经不能适应当前农业院校人才培养的要求[2]。另外，地方高校在农学本科层次人才培养上面临着“理论与实践脱节、学生就业难、专业人员匮乏”等尴尬局面[3]，加之西部地区本科院校实验课“软硬件基础较薄弱、经费投入相对不足”[4]，如何提高学生自主学习的兴趣，提高实验教学和实验教学管理质量是现在亟待解决的问题。

一、目前基础化学实验教学存在的问题

（一）基础化学实验教学内容不够科学

一方面，由于课时缩减，基础化学实验课程绪论、实验室安全环保教育和玻璃仪器认领、洗涤、干燥等理论内容的教育被弱化，或考核要求不高而不受学生重视。另一方面，实验操作训练雷同的实验项目普遍存在，如滴定分析模块有酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、返滴定等内容，实验基本操作内容几乎完全相同。由于重复度过高，不仅对教育资源造成浪费，同时降低学生对实验内容的兴趣和实验积极主动性，缺乏对实验课的认真态度，严格按照规定的实验模式，既抹杀了学生的实践创新意识，又大大降低了实验课的教学质量。

（二）教学模式和方法简单化

在以往的基础化学实验教学过程中以规定的教材内容为主，侧重于学生实验操作技能的培养，课堂上主要由任课教师按照教案讲解实验原理、步骤、方法、反应现象、数据分析等内容，实验室也只准备实验必需的仪器和药品，这就使得学生上实验课只能按照固定步骤操作，思维也是固定不变，学生的主观能动性没有被充分调动起来，思考问题也不积极，不能主动寻找解决问题的办法，这样造成学生的创新能力不能得到充分发展。

（三）实验教学管理体制有待完善

一是由于“1999年高校实行扩招”以来，高校学生人数猛增，“高等教育过度问题”严重[5]，仪器设备数量和质量不能满足实验教学需要。二是实验课教师教学任务过重，没有精力进行全程的巡回指导。三是基础化学实验的考核评价体系主要是依据学生在实验过程中的操作情况和实验报告书写及实验数据处理情况进行评价，由于学生在实验课中存在缺课、混课（实验课敷衍了事）及实验报告书和数据处理存在抄袭等现象，考核评价体系不能有效反映学生对知识的掌握情况和具备实验技能的高低，无法调动学生的学习积极性。四是学校对实验教学质量的监管不够，导致消极思想和情绪在师生中滋生蔓延。实际教学管理体制中那种重视理论教学、忽视实验教学和实验室建设的观念和做法，是“一条腿走路”的模式，大大阻碍了理论与实际相结合。

二、基于“互联网+”的基础化学实验教学改革思路

国家级实验教学示范中心评审指标体系中提出了实验教学的新理念[6]，即“以人为本，坚持传授知识、培养能力、提高素质的协调发展”，这一新的教学理念要求在实验教学中要重视培养学生的创新能力，激发学生的潜在学习兴趣和实践能力[7]。“互联网+”教学模式是基于“学科基本知识和拓展知识的混合”，即“混合教学模式”之一[8]，这种模式提供了一种用互联网思维解决目前基础化学实验教学中的共性问题，可有效提升实验教学质量，“促进教师的专业发展”[8]。

（一）基于“互联网+”的基础化学实验课程体系构建

将基础化学实验课程绪论、实验室安全环保教育和玻璃仪器认领、洗涤、干燥等理论内容，各实验项目的原理、装置、实验步骤、数据处理、注意事项等制作为多媒体课件，将主要操作内容录制视频，制作包括全部实验内容的实验教学视频或引进优质资源共享课，为学生提供丰富的网络学习资源。特别是借鉴“卖家秀”与“买家秀”的做法，将学生在实验过程中的常见错误操作的影像资料同时上传，在与正确操作的对比中使学生加深印象，提高学生的学习效果。

（二）基于“互联网+”的基础化学实验教学方法改革

基础化学实验的教学内容分为实验室安全环保教育和玻璃仪器认领、洗涤、干燥，分项目基本操作训练和能力拓展与提升三个模块，可充分利用网络资源，每个模块可采用不同的方法进行灵活教学。对实验室安全环保教育和玻璃仪器认领、洗涤、干燥等理论内容模块，可采用自学加在线考试的教学方法，学生自学完成后自主选择时间参加在线考试，系统评分90分以上者方可进行第二模块的学习。与“公共基础课采取翻转课堂教学改革”[9]相似，对分项目基本操作训练模块来说，也可以采取类似的“翻转实验课”，让学生自主完成特定实验项目原理、装置、实验步骤、数据处理、注意事项等内容的预习并测验，测验成绩合格后进入实验室进行实际操作训练，期间实验指导教师对原理、装置、实验步骤、数据处理、注意事项等内容不作讲解，集中精力对学生的操作、数据记录和实验报告撰写等进行指导，给学生营造一个对自己的实验操作技能学习负责的氛围。第三模块能力拓展与提升模块主要为综合性、设计性、创新性试验内容，由学生课前根据教师提供的原理、试剂及装置设计实验方案进行预习，在实验室独立完成实验，教师做必要的指导并对学生的整体表现（包括方案的科学性、操作的规范性、结果的可靠性和报告的规范性）进行量化评价，最大程度的拓展学生的创新思维和能力。

（三）基于“互联网+”的基础化学实验考核体系改革

基础化学实验成绩由理论成绩和操作成绩两部分构成，其中理论成绩为前两个模块成绩的均值，操作成绩为第三个模块所有量化评价的均值。这种评价考核体系有诸多优点，一是强化了基础化学实验理论部分的基础知识和基本技能的学习和考核要求，显著提升了实验理论学习效果和效率。二是克服了传统评价考核体系中以实验报告为主要依据的弊端，使评价结果更加科学、客观和公正。三是引导学生更加重视实验课程的学习，减少实验课缺课、混课、实验报告抄袭等现象，从而提升实验课教学质量。

（四）基于“互联网+”的基础化学实验教学管理改革

化学实验教学管理改革的目标应该是充分提升人员、场地及设备的工作与使用效率，以及获得更好的教学效果。充分利用网络资源强化基础化学实验教学，能最大限度地减少指导教师的课堂教学强度，使教师有更多的精力与学生互动，更好的对学生实验过程进行细致指导。对于学生来说，在确保原有教学内容不变，教学效果提高的前提下，能减少雷同实验操作训练的课时，增加了更多的实验内容的学习，增强了学生对实验课的兴趣。同时，可以将性质实验，仪器分析实验内容加入到基础化学实验体系中，主要以动画和视频形式进行展示，特别是现代仪器分析实验模块的气相色谱、液相色谱、毛细管电泳、超临界萃取等分离技术，红外光谱、紫外光谱、质谱、核磁共振谱等结构表征和检测技术，均可通过网络教学加在线测验，既拓展了学生实验技能，保证了教学质量，又节约师资和场地资源，这将使化学实验教学管理的效能大幅度提升。

（五）基于“互联网+”的基础化学实验师生信息交流平台搭建

为了促进师生交流，分享彼此的基础化学实验知识、实验操作方法和注意事项，可利用话题、圈子、投票等目前流行的交流方式搭建师生信息交流平台。话题即为开放式平台，师生共同参与，不管是学生还是教师，在平台里交流都是平等的，可引入“点赞”，拉近师生距离，还可为师生推送最新最热的话题动态，更好地促进学生与学生、教师与学生的交流和知识分享。当学生想和拥有相同兴趣的同学一起交流，或教师想和特定学生一起交流而不被打扰，就可利用圈子来实现。当整个实验课程结束或某个实验专题告一段落时，教师可发起投票，让学生表达对课程的真实感受和意见建议，从学生的视角提出课程中需要改进的部分，使教师更好的完善自己的教学工作。

三、结束语

“互联网+”作为一种新业态，“互联网+各个传统行业”的模式已经引发了社会经济和科学技术的巨大变革，将这一模式引入到农业院校基础化学实验教育中，在课程建设、教学方法、教学模式、考核制度、管理制度和师生信息交流平台搭建等诸多方面展现出明显的优势，这同样会促进我国高等教育的改革和发展，最终会助推我国大学向“双一流”的目标快速前进。