王 岩
(广西现代职业技术学院,广西 河池 547000)
学科核心素养是教师育人价值的综合体现,要求能够促进学生终身学习和适应社会发展的关键品格和核心能力。广西现代职业技术学院工业分析技术专业的学生生源多样化,结构复杂,其文化、专业基础知识及个人素养有所不同,总的来说他们专业知识相对薄弱,缺乏学习热情,而化学课程要求他们不仅要掌握化学知识的基本理论,还要养成对实验仪器规范操作的习惯和严谨、求实务实的科学作风,训练观察、思考、操作、表达等综合能力,激发创新精神及应用能力,这将直接影响学生核心素养的养成。本文针对学生特点,以仪器分析课堂为例,为使每个学生都具备适应终身发展的核心素养,对高职化学课堂混合式教学进行探索与实践。
2016年9月发布的《中国学生发展核心素养》,明确了中国学生应具备的核心素养内容,围绕“全面发展的人”总体目标,将人的发展分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养。
核心素养的培养是一个动态发展的过程,针对不同阶段和不同培养对象,其培育的方式、内容应有不同;针对高职学生,他们已具备比较成熟的心智并具有一定的认知能力,因此,教师必须充分考虑学生现有的知识和学习生活体验,探究适合学生全面发展的教学环境,积极主动开发培养学生核心素养的学习内容。
近几年,随着教育资源平台的不断开发汇聚,教师方便借助资源平台来拓宽教学资源的广度,为混合式教学提供了基础。核心素养的培养与混合式教学模式具有价值目标的同一性,均体现了以人为本、以学生为中心的发展理念,混合式教学将传统的课堂教学和线上教学有机融合,包含了线上线下丰富的学习资源、多维度的学习目标以及课堂讲授和虚拟教室结合的学习环境等特点,既体现出学生的主体性,又发挥了教师的主导性,是培养学生核心素养目标实现的有效手段。借助混合式教学模式,以化学专业中仪器分析课程为载体,以核心素养培养为目标对混合式教学进行设计。一方面,教师利用学院数字化教学平台、“职教云平台”等资源平台建立课程网站并提前发布学习任务,学生进入自主学习,归纳和整理疑难问题;另一方面,通过线下教师多元化教学模式的针对指导,让学生在解决问题的过程中利用观察、比较、分析、综合、归纳、抽象等科学研究方法,推进理论知识与技能的深度融合,使学生在真实生活情境下理解所学知识,运用所学知识解决实际问题的能力,提高化学学科核心素养。
教师育人的根本目的是促进人的全面发展,提高人的素质。所以,教师应在专业知识的讲授中渗透人文教育,使学生树立起正确的科学价值观。一方面,通过线上教学平台发布化学发展史、化学与科技进步、化学与生活等资料,让学生自主学习,了解课程发展的历程,古代研究者的发明,课程知识对科技发展与生活进步带来的影响;另一方面,教师在线下结合专业知识有意识地去引导学生思考、探讨人生价值,培养他们的社会意识、激发爱国热情、增强服务社会的使命感和责任感。例如,学生通过线上学习古现代中国科技发展、同时期世界文明发展概况等资料,培养学生的民族自豪感和文化认同感,树立起以爱国主义为核心的伟大民族精神,引发学生追求科学技术进步的使命感和自信心,激发科研报国热情。又如,线下教师在讲解材料的性能表征章节中,要引导学生采用多种手段分析事物的本质,对于材料的性能特征,要利用多种仪器设备进行测试和分析,才能对材料有全方位的了解。让学生学会运用辩证的思维去看待社会及学习与生活中的现象,培养学生的辨证逻辑思维能力。
仪器分析课程实验用到的大部分仪器为大型精密仪器,由于价格昂贵,不能满足每个学生一台仪器的教学条件,在教学过程中,多个学生使用一台仪器,一旦损坏,维修费用高且用时较长,耽误学习进度,因此,学生在使用过程中要有较高的操作要求,未经培训或者对操作流程不熟悉者,严谨擅自使用,避免发生安全事故。尽量避免安全事故是学生在实训室学习过程中的使命,只有树立这样的责任意识和担当精神,才能算是一名合格的学生、合格的社会主义接班人。安全的实训室才是教学的基础保障,才是高校发展的有力保障,因此,做好实训室安全刻不容缓,为此,可在线上开设实训室安全知识专栏,内容主要包括仪器分析实训室安全事故的主要类型、产生的原因、一些典型案例及对应的防患措施。另外,引进实训室安全考试系统,该系统可以让学生从化学安全、电气安全、特殊设备等多个方面学习安全知识,所有需要进入实训室的人员均需通过测试,测试成绩合格者方可进入实训室。课堂上,教师组织学生对实训室安全事故进行演练,让学生以小组为单位,表演模拟实训室安全事故的发生及防患措施并进行角色互换,让学生身入其境,认识到实训室安全关乎着自己、他人及社会的安危,做好实训室安全工作是每个学生的担当与使命。
仪器分析是一门涉及分析化学、无机化学、有机化学的应用交叉综合教程,涉及的知识面广,学习难度系数比较高,是学生认为的三难(难学、难懂、难用)课程。因此,教师要进行尝试性的教学实验,以“翻转课堂”的形式改变学生被动学习的状态,探索师生互动新模式。课前,教师根据教学需要提前制作电子学习资源,并上传至线上平台,学生进行自主学习并通过线上平台与教师、同学进行交流与探讨,完成课前自主学习。课堂上,教师对学生的疑难问题进行解答,对实验内容进行讲解梳理,演示实验操作步骤,并指导学生进行分组实验。学生操作时,小组成员互相监督指正,教师进行巡视,纠正错误,对掌握不好的学生进行针对性指导。实验结束后,教师通过线上批改实验报告、答疑辅导,线下实验考核等手段及时掌握学生的学习情况。在教学实践中,充分发挥教师的主导性与学生的主体性,加强教与学的互动。
仪器分析是一门以实验为基础的课程,实验教学一方面要培养学生的观察和动手操作能力,使学生能够获得具体形象的实验事实,对实验数据进行分析,加深对所学理论知识的理解与应用;另一方面,要让学生树立起科学实验和规范操作的意识,这对开发学生的思维能力和培养责任意识具有十分重要的意义。为此,课前学生先在线上观看教师制作的微课视频,课堂上,以小组为单位进行实验操作演示,小组成员之间互相监督,互相纠正错误,教师进行巡视,对学生的操作进行点评。为使学生认识到规范操作的重要性,在全专业开展操作评比活动,让学生拍摄关于分析天平、常使用的玻璃仪器、PH计、分光光度计等仪器的操作视频和图片上传至线上平台。教师对学生提交的作品进行点评,并评选出一、二、三等奖,对学生予以奖励,极大的激发学生的实验热情,提高科学研究的积极性。实验过程的准确性是科学研究的重要环节,学生在操作时不能只注重实验结果,而忽视过程的重要性。同时,结合实验过程进行在线测试,实践教学中,教师结合实验过程开启问题引导,让学生把实验过程与理论知识联系起来,由实验过程导出理论知识点导图,在配置好的一系列铁标准溶液中,依次加入盐酸羟胺溶液、邻二氮菲溶液、乙酸-乙酸钠缓冲溶液,学生在加入溶液时要理解加入该溶液的目的与意义,并注意观察和解释实验现象。围绕实验预习系统中溶液的配置及仪器的操作,学生之间互相监督,教师巡视,及时纠正错误操作。同时针对实验过程,提出问题,让实验过程与理论知识相结合,构建思维导图。
通过仪器分析综合性实验、设计性实验,培养学生的科研素养、严谨学风和初步解决实际分析问题的能力,进而培养学生的创新意识与创新能力。教师结合仪器分析实验提出实验题目。融合线上平台和课堂答疑,师生、生生相互研讨,学生通过查阅参考文献、综合参考资料,设计小型仪器分析实验,经教师点评和小组讨论修正完善后进行实验操作。要求学生记录实验过程中出现的问题,实验结束后,小组进行讨论和总结。如在“硫氰合铁分光光度法测定牙膏中氟离子的含量”的实验中,学生发现参照查阅文献中的实验条件,反应体系不太稳定,无法很好地完成氟离子含量的测定,于是,小组内成员对该方法机理进行深入讨论和探究,最终确定Fe与SCN反应的最佳比例与最佳反应时间。实验结束后,学生对实验数据进行处理、分析和讨论,教师对实验进行点评,分析实验结果,并引导学生撰写小论文,为后期学生撰写毕业结语。学生通过设计性实验的综合过程,提高学生分析问题、解决问题和论文写作的能力,增强理论分析能力和对实验实现能力的感悟,促进学生在知识、能力、素质三方面的融合发展。
随着社会的不断发展进步,化学产品被广泛应用到人类的日常生活中,社会上的食品安全、环境污染等问题都充分体现了化学在解决实际生活问题中的作用[4]。在学生初步掌握实验的基本基础知识上,引入生活化设计实验,如“蔬菜中重金属(Pb、Gd)含量的测定,头发中铜含量的测定,饮料中安赛蜜、苯甲酸、山梨酸等防腐剂的测定”等,让学生根据已有的知识和经验,在真实的生活情境中体验化学的重要性,了解化学与日常生活紧密相关、化学对人类健康的影响,学会用所学知识和方法去检测环境等,如学生设计实验“水中铁和锰含量的检测”,通过文献查找和实验结果分析,学生认识到人们的生活方式与环境会影响水的质量,甚至会造成水污染。又如,通过设计实验“头发中铜含量的测定”,学生认识到铜含量与头发的颜色有关系,人体每日大约需要2 mg铜,若长期摄入不足,会引起头发变白,所以,人们在日常生活中要注意铜元素的补充,可以多吃动物肝脏、坚果、燕麦等食物。通过这些实验,使学生树立起科学健康的饮食习惯和生活理念。
本文结合仪器分析课程特点,借助混合式教学模式,以科学思维与核心素养培养为目标,对课堂教学进行探索与实践。通过改革,教师和学生的素养都得到了明显提高,教师通过教学平台为学生提供线上学习资源,制作微课、慕课等电子学习资料,丰富自己的专业知识,提升信息化教学方法,自身的学科素养和信息素养都得到提高。不仅培养了学生自主学习、团结协作、求真务实、辩证思维、表达交流等核心素养;同时还加强了对学生爱国主义、责任担当、科学精神、健康生活的培育。在19级工业分析技术班仪器分析课程教学中取得了良好的教学效果,对于提高教学质量、增强课堂育人功能有一定的借鉴意义。