智慧教学模式在《分析化学实验》中的创新研究与应用

高 婧 王月娇 娄振宁 康平利 冯小庚 熊 英

（辽宁大学化学院 辽宁·沈阳 110036）

分析化学实验是化学学科的基础课程之一，但在传统的实验教学中，无论是学生方面、课程方面还是考核方面都存在着诸多问题。本文分析了目前分析化学实验课程的现状，并以“EDTA标准溶液的配制和标定”为例，将智慧教学理念应用到本实验的教学改革中，借助“超星学习通”平台从课前、课上和课后三个方面进行了改革设计。通过本次教学实践探索，增加了学生对实验课程的学习兴趣，也提高了学生分析问题及实际动手能力。

智慧教学(intelligent teaching)的核心教育理念是“以学生为中心”，是一种基于学生学习数据分析和“互联网和智能终端”等信息技术的教学模式，尊重学生的个体差异和个性化需求。智慧教学并非是单纯的运用互联网和大数据进行的教学，而是通过教师“智慧”的教，促进学生“智慧”的学。智慧教学过程应该体现的是：教学决策数据化、资源推送智能化、交流互动立体化、学习指导个性化、教学反馈即时化、考核评价多元化。

1 分析化学实验存在的问题

在传统的分析化学实验教学授课模式中先由老师讲解实验目的、原理、实验过程以及注意事项等，学生听完老师讲解后按照板书内容进行课堂实验，“依样画葫芦”，无暇进行思考探究，对实验方案的设计没有完全理解，只是被动学习，实验结束后撰写实验报告。这种使得部分学生养成了课前不预习，课上不动脑思考，课后抄报告的习惯，因此很难达到预期的实验效果。在新的历史时代背景下，高校实验教学如何主动应时而变，转变教育理念，满足新时代创新型人才培养需求是实验教学改革亟需解决的关键问题。

第一，教学观念方面。当前高校化学实验教学都还停留在传统的教学观念，一般都还是教师作为主体，课堂上老师讲解，学生只是被动的去听，没有调动学生的主动学习积极性，学生也就没有很好的了解实验的原理及内容，这就造成了学生创造性和积极性下降。

第二，实验教学内容方面。高效实验课程内容主要依附于理论课，多年来在高校教学中实验课程没有引起足够的重视，学生和老师都把主要的精力放在理论课的学习中，这就造成了学生对实验课没有主动学习的兴趣，只是被动的参与，作为得到学分的工具。基于以上因素，高校的实验课程教学效果不是很理想。因此需要改革教学内容和方式，调动学生的学习积极性。

第三，评分模式单一。现阶段，在化学实验课教学中，教学评价模式相对单一，大多数高校主要将学生实验报告成绩来进行教学评价。虽然一些高校已经使用“实验考核”进行教学评价，但主要考察的是学生之前做过的实验，具有明显的重复性，所以不能完全达到较好的效果，评价效果不理想。而且实验评价模式相对单一，会在很大程度上削弱学生的创新意识，也不符合新时期高校针对创新型人才的培养要求。

第四，教学方法单一。相对单一的高校实验教学方法是难以达到良好教学效果的原因之一，缺乏多元性。现阶段教师上课时主要以演示实验为主，在讲解完实验目的、实验原理、实验内容及注意事项之后，把主要的实验步骤演示给学生，学生在听的过程可能并没有完全理解，只要照搬的去操作，难以达到锻炼学生创新发展的要求。现今网络信息技术飞速发展，借助网络信息平台可以使高校实验教学向多元化发展，改变了以往单一的教学模式，同时与时俱进的教学模式也会更加吸引学生，提高教学效果。

2 混合式智慧教学研究路线

以学生为中心，建立教学优化体系，基于网络资源信息功能实施个性化指导，激发学生的学习动力。注重学生动手能力、引导学生创新，实施互动化、智慧化的分析化学实验教学，使学生学会学习、学会思考、学会创新。多元化教学模式，将线下网络资源与线上课堂教学深度融合，从教学设计、教学内容、综合成绩考核等层面进行改革，构建智慧教学模式体系。

注重学生素养培养，在原有教学目标、内容、过程和评价的基础上，充分合理高效地利用信息技术及相关平台设备，支持学生开展探究及问题解决活动；充分利用网络慕课课程资源，针对学生因材施教，进行个性化定制的课程研发；创新教学模式，建构智慧教学模式流程。建立“课前推送微课视频—设计教学内容—课中指导—课后报告—教学反思”的循环优化的智慧教学流程，培养学生探究和创新的能力。创新教学内容，增加探究性、创新性和前沿性内容，完善优化分析化学实验内容。删除一些要用到对环境危害较大试剂的实验，增加贴近生活，学生感兴趣的实验。创新教学方式方法，针对不同教学内容采用虚拟实验、课堂演示、观看微课视频、线上自学、基于问题的学习（PBL）、随堂测试等多元教学方法，实施多种教学举措，促进自主学习，达成能力培养目标。

转变教学理念，提高对实验教学的重视程度。改变传统教师“灌输式”教学，学生被动式接收的模式，该项目拟通过转变教师教学观念和借助互联网平台等方法进行解决。完善实验课程内容，增加实验项目的应用性和实用性。适当增加综合、设计性与贴近生活的实验，以激发学生对化学实验的兴趣。探索多种教学方式混合式应用，提高实验教学效果。通过课前线上自学慕课视频、虚拟实验“moolsnet”操作、课后及时反馈等智慧教学模式提高学生自主学习能力，以便达到解决真实问题的目的。调整最后评分模式，注重知识、技能、能力的全方位考核，不再以学生实验报告作为唯一评分依据，而是综合学生学习过程中的线上线下综合表现、任务点完成情况、实验操作情况等全面评估学生的能力和学习态度。

3 智慧教学模式的实施——以EDTA标准溶液的配制与标定为例

首先教师的教学观念的转变。建立“学生为主体，教师为主导”的新的教学模式，将网络资源引入到课堂教学中，提高对课堂教学创新重要性的认识。其次混合式教学模式的设计。具体教学模式设计以“EDTA标准溶液的配制与标定”为例。

（1）教师教学前的准备工作。教师在课前查阅与EDTA相关文献资料、跟踪分析化学实验的最新动向及进展、联系相关学科知识，扩展本节实验课程的内容等。由分析化学实验讲授教师团队录制“EDTA标准溶液的配制与标定”的教学视频和习题，并上传到学习通平台。发布学习任务后，学生在平台提前观看并完成相关任务点，通过观看教学视频可以起到很好的预习作用，教师也可以在后台查看学生观看情况，用来给出学生的预习成绩。具体实验预习内容设计如表1。

表1：EDTA标准溶液的配制与标定的预习内容

（2）学生上课前的预习工作。从高中进入大学的学生，有些还停留在填鸭式教学模式的阶段，通过智慧教学模式，学生通过“超星学习通”平台提前观看与本节课相关微课视频，掌握实验目的、原理、操作步骤、注意事项等，操作虚拟实验，对本节课内容做充分的了解。借助“超星学习通”不仅能更好的监督学生的预习程度、预习效果，还能使同学们真正了解到本次实验中的注意事项、标准溶液配置和标定的步骤等，为课堂教学的顺利进行打下良好的基础。学生还可以通过微信、QQ群等与任课教师交流互动，及时反馈学习情况。

（3）课堂教学环节。根据数据反馈的学生情况，可以有针对性的设计教学方案，通过课前提问的形式，掌握学生对EDTA溶液配制与标定方法和金属离子指示剂原理的理解程度，促使学生主动思考，让他们踊跃参与课堂互动，真正成为课堂的主人。教师在课堂教学中与学生及时互动，教师在学生实验操作过程中可以讲授关键步骤、观察学生操作是否规范，指正错误操作，让课堂教学更高效、有更强的针对性，使每名同学都能顺利完成本次实验项目。同时课上鼓励学生以小组讨论的形式激发学生学习兴趣，实现师生互动和生生互动的教学模式。

（4）实验成绩评定。实验后教师将本实验的相关思考题布置给学生，学生认真完成实验报告及思考题部分，掌握本实验的基本知识要点。教师可在学习通后台查看学生完成任务点及回答课后题的情况，智慧教学模式对实验教学成绩的评定更加全面、具体，评定范围包括：预习报告、学习通任务点完成情况、实验操作、实验报告等。

4 总结

互联网等信息技术日益渗透到各个领域，通过线上线下混合教学的融合，使教学由知识传授转变为传授思考问题、分析问题、解决问题的方法。以“EDTA标准溶液的配制与标定”实验为例，上课前教师录制微课视频，添加习题并上传到“超星学习通”平台，学生课前完成任务点，达到提前预习的目的。课上以学生为主体，以小组讨论的方式增加师生之间互动和学生与学生之间互动。课后，通过线上成绩与线下实际操作综合给出合理成绩。