“互联网+”模式下的高校化学实验教学改革

万俊，王育(延安大学化学与化工学院，陕西 延安 716000)

1 高校化学实验课的定义

高校化学实验课是一门以实验操作为主要内容的化学及相关专业的独立性基础课程，不仅是高校化学及相关专业教学中十分重要的一部分，也是将化学理论教学、实践教学、创新思维教学有机联系在一起的一座桥梁。化学实验教学的目的在于促进学生化学实验概念的形成，加深学生对化学基础知识的理解，培养学生观察、思考和基本的化学实验独立动手操作能力，激发学生对化学专业的学习兴趣，树立起学生严肃认真、实事求是、不断探索的学习态度，潜移默化地在学生心中形成崇尚科学、科研探索的精神情怀。基于化学实验课程的重要性，长期以来，高校对化学实验课程这一独立课程较为重视，在高校化学及相关专业学生学习中也发挥着重要作用[1]。

随着科学技术的不断发展和化学实验课程教学水平的不断提升，高校化学实验教学的相关配套设施在不断优化，实验课程内容变得越来越丰富，实验课程教学方法也变得越来越多样化。化学实验教学在高校化学及相关专业教学中占据重要位置，在加深学生对化学专业知识的理解和培养学生化学专业实践能力方面起重要作用，也有助于培养学生的独立思考和解决能力以及科研探索精神。正因如此，长期以来化学实验教学也是各大高校化学及相关专业教学建设工作的主阵地。

2 高校化学实验教学当前现状

2.1 实验教学模式落后

高校化学实验教学长期采用“教材为载体+课堂为中心”的传统教学模式，传统化学实验教学模式在实施教学时具体分为6步，即：课前老师讲解实验任务→学生按照实验指导书完成实验前预习→实验前老师讲解实验操作要领和注意事项→学生按照指导书进行实验操作→学生记录实验现象和数据→完成实验报告。在传统化学实验教学模式下，学生从始至终处在被动接受和强化记忆的状态，学生的主动思考、主动推理等学习意识没有得到启发，实验前预习、实验中操作及实验后总结基本属于机械性照搬照抄，学生对实验原理、实验操作要点和实验注意事项理解也不够深刻，学习浮于形式，学习效果被大打折扣[2]。

2.2 实验操作专业性较差

高校化学实验教学属于实践性的教学内容，教学内容和教学过程以基本的化学实验操作为主，而操作的规范性和细节是评价实验教学的主要指标。规范严谨的实验操作和清晰完整的操作细节既是专业性的体现，也是实验结果准确的保障。良好的化学实验教学工作能够为学生日后继续学习、参加工作以及进行科学研究打下良好基础。

传统高校化学实验教学普遍存在操作专业性较差的问题，主要有两方面：一方面来自教师因素。同样的化学实验教学内容不同教师的理解、教学方式以及实验操作方法都存在差异，而且当教师自身能力不足时很容易出现误操作。另一方面来自客观因素。受到化学实验室条件、空间、光线、视角等客观因素的限制，一些学生无法清楚完整地听到老师的讲解，也无法直观地看到老师的操作示范，这也导致了学生操作的规范性较差。

2.3 课堂监督指导不到位

高校化学实验室往往空间较大，加之设备噪音和通风橱噪音的影响，教师在实验室教学指导的过程中，学生无法清楚完整地接收到老师的指导信息。加之学生在传统化学实验室教学过程中生处于被动地位，学习主动性和热情不高，课堂气氛不活跃，导致教学效果不理想[3]。教师在课堂教学的过程中，受到空间、光线和视角的制约，教师不能及时对学生的实验操作进行监督指导，也不能及时地发现学生实验操作过程中出现的问题并进行纠正，这在一定程度上造成学生学习态度消极，学习过程形式化，教学质量难以提升。

2.4 过程评价不准确

完整的高校化学实验室教学效果评价包括实验过程性评价和实验结果评价。传统高校化学实验室教学效果评价中虽然对过程评价有一定要求，但是受到学生人数、实验室空间、光线、视角、评价工具等客观因素的限制，老师无法准确掌握每个学生的实验过程，最后只能是通过纸质的方式以实验结果来评价实验教学效果，无法对学生实验操作过程的规范性和细节做到准确评价。

3 “互联网+”背景下高校化学实验教学改革的必要性

“互联网+”是现代化信息技术与传统产业有机融合的一种新形态，“互联网+”与传统产业的深入融合能够促使传统产业实现产业的转型升级，为产业带来新的生机和活力。

“互联网+”与高校教育领域的融合，极大丰富了教学内容，也打破了传统教育时空限制，促使高校教育内容和模式发生变革。在“互联网+”背景下，传统的高校化学实验教学不再适应新时代大学生特征，也无法满足当今社会对新时代大学生的人才要求。“互联网+化学实验教学”下，一方面，网络教育资源能够使高校化学实验教学内容变得非常丰富，打破传统化学实验室教学的封闭式弊端；另一方面，新媒体信息平台能够有效扩展教育渠道，学生可以借助新媒体信息平台，随时随地在网络上自行搜索相关资源，进行课前预期和课后复习。

此外，新媒体信息平台拉近了学生之间、师生之间的距离。师生之间通过微信群、直播软件等信息平台，能够实时授课和在线交流讨论，教师还能利用虚拟仿真软件来模拟实验操作，将实验过程直观呈现在学生眼前，学生也能通过软件回放功能进行复习。基于“互联网+化学实验教学”模式下，能够建立起一种具有开放式性和趣味性的高校化学实验教学新形态。师生关系和教学方式被重新定义，学生一改以往被动角色，成为了教学的主体，而老师由以往的完全主导角色转变为辅助引导角色，改变了以往教师理论说教为主+学生机械照搬的封闭式和灌输式教学模式，满足了学生对现代化信息的探索欲。学生的学习积极性、主动性和创新思维能力也得到了激发，实验教学效果自然也会得到提升。因此，“互联网+化学实验教学”模式在高校化学实验室教学中，具有巨大的应用潜力，是“互联网+”模式下高校化学实验室教学改革的方向之一[4]。

4 “互联网+”下高校化学实验教学改革的策略分析

4.1 与时俱进构建“互联网+”创新型化学实验课教学体系

“互联网+”模式的一个突出特征是开放式。“互联网+”背景下高校化学实验教学改革，需要高校主动打破传统化学实验教学模式封闭式、机械式和灌输式的弊端，主动探索创新型实验教学课程体系，实现化学理论教学与化学实践教学二者紧密衔接。首先，高校领导层要重视化学实验教学课程体系的改革和创新型化学实验教学课程体系的建设，同时加强对化学实验教师“互联网+”教学改革理念的培养，树立起明确的创新型化学实验教学建设目标。其次，高校要深入社会开展调研，了解社会发展状态以及人才需求状况，在此基础上制定实验教学课程内容，以确保课程内容与学生能力培养和社会人才需求相匹配。最后，加强行业交流，邀请行业内优秀的学者和专家参与创新型化学实验课程体系设计和建设中。通过组织学术讲座，将学科前沿热点和研究成果引入到校园中，也能对化学实验课程改革和教师进行相关指导。

4.2 夯实“互联网+”化学实验课硬件、技术和人员基础

“互联网+化学实验课”模式需要建立在必要的现代化信息技术、硬件设备和人员能力基础之上。高校要加大现代化信息技术和设备的引进，完善化学实验教学相关基础设施，重视利用现代化信息技术手段对教师的运用能力和素养的培养，为“互联网+化学实验课”模式的构建奠定技术、硬件设备和人员能力基础。在硬件和技术方面，高校应加大对现代化信息技术和设备的资金投入，打造实验室+线上有机融合的化学实验教学新模式，同时积极引进化学实验教学课程网络资源，构建起开放式的新型实验教学平台，为教师开展网络化、开放化和多样化的“互联网+化学实验课”化学实验教学奠定硬件和技术基础[5]。在人员方面，一方面，高校要重视对化学实验教师“互联网+化学实验课”理念和技术手段运用能力的培养，可在教师考核和评级中体现；另一方面，高校化学实验教师要勇于打破固化思维，突破传统教学模式束缚，积极学习现代化信息技术和设备运用技能，并将掌握的技能用于教学工作，使化学实验教学变得生动有趣。例如，教师能通过互联网搜索网络教学资源，制作和上传多媒体课件，会使用慕课、微课、翻转课堂等新型教学形式，会运用新媒体平台与学生实现化学实验教学全程线上沟通等。

4.3 打造“互联网+”化学实验课信息化教学模式

在“互联网+”背景下，高校应结合本校化学实验教学发展现状，充分挖掘现代化信息技术手段，打造适合于本校化学实验教学的信息化教学模式。例如，利用“云班课”智慧课堂教学软件，打造“实验前+实验中+实验后”的网络化、全程化、信息化教学模式。在实验课前，教师指导学生通过线上资源、慕课、微课等方式完成对化学实验课程教学内容、教学目的、教学计划、注意事项、操作步骤的课前预习，同时利用新媒体平台完成对学生实验课前的线上测试；在实验课中，学生通过信息化技术观看老师提前制作好的实验操作示范视频，同时进行实验操作练习，师生之间通过新媒体平台可以进行在线答疑和问题讨论；在实验课后，学生通过软件回放可以随时随学习，也能与老师和学生进行问题谈论和交流分享，学生通过软件完成课后作业并向老师提交学习成果，老师通过软件对学生的学习效果做出评价。如此，便建立起了一种“互联网+”化学实验课信息化教学新模式。

4.4 制作全程可视化微视频，指导学生操作规范化

传统高校化学实验教学中学生以听为主，看的部分较少，而且受到众多客观因素的限制，学生很难清晰完整地看到教师全程实验操作过程和操作细节，容易在实际操作中出现操作不规范或错误的现象，影响实验教学效果。在“互联网+”模式下，教师运用微视频可以清晰、直观、完整地将全程实验操作过程和操作细节展现在学生眼前，学生通过微视频可以随时随地观看学习，而且微视频实现了听和看的紧密结合。学生在实验操作时，可以随时通过点击观看微视频进行对照操作，及时发现自身操作存的问题并及时改正。微视频全程可视化操作指导教学方式既能满足学生学习探索兴趣，又实现了化学实验操作过程和细节的完整教学，能够有效提高学生学习兴趣和操作规范性。例如在移液操作和常压过滤操作中，普遍存在学生动作不协调、仪器控制和配合不到位现象，学生可通过微视频，便可以随时点击观看操作演示视频，从而掌握操作细节。

4.5 线上检查实验操作，为教学指导、评价和改进积累素材

高校化学实验教学属于实践性质的教学课程，除了学生实验操作占主要部分，学生操作的精准性也至关重要，这也是教师应重点检查的内容。在“互联网+”模式下，教师可以要求学生通过信息化手段，将实验操作的过程以图片或视频的方式上传到网络学习平台，由教师进行线上检查和评价，指出学生存在的问题并对学生进行纠正。例如在溶液配置教学中，要求学生将溶解物质的称量、溶液的量取、溶解摇匀、定容、移液、洗涤等操作过程，录成微视频，再通过网络学习平台提交给老师，老师通过微视频在线关注学生操作，发现问题时及时对其进行纠正[6]。这样的实验操作线上检查教学模式，能够有效提升学生操作的精准性，老师也能总结积累出学生的习惯性错误操作，从而为后续改进教学积累素材。

4.6 开发开放式过程和结果评价机制，避免实验教学评价流于形式

在“互联网+”背景下，高校应利用互联网开放的特点积极尝试探索开放式化学实验教学途径。例如通过开放式化学实验项目，加深学生对化学专业知识的理解和提升学生的动手操作水平，利用现代化信息技术手段开发开放式实验教学过程和结果评价机制，在实验教学的各个阶段都能准确采集和结果评价依据，确保有据可依，避免传统化学实验教学中以结果评价为主、过程评价缺失的弊端。比如在实验前预习评价环节，用实验前线上预习测评答题的方式代替传统的预习报告，教师可有针对性地对学生进行测试，学生只有按时完成预习并通过测试才能进入到实验室操作环节，确保预习达到预期效果。

此外，在化学实验室建立实时监测系统，教师通过实时监测系统对学生实验操作过程进行观察与记录，既能及时发现学生操作问题并进行指导，又能为过程评价提供依据。在实验结果测试环节，老师结合前期实验教学情况，通过信息化学习平台有针对性地对学生进行实验结果测试，并在后台对测试结果进行统计分析。同样，学生通过信息化学习平台，可以及时了解实验教学进度情况以及过程和结果评价，也可以通过信息化教学平台向老师和学校提出反馈建议，促使开放式化学实验教学机制不断完善。

5 结语

随着“互联网+”时代的到来，“互联网+传统产业”促使着各个领域的运作方式发生着巨大变革，在此背景下高校化学实验教学也迫切需要加快向“互联网+”模式的转变。互联网、新媒体平台以及智能教学软件等现代化信息技术手段，给高校化学实验教学工作模式转变创新提供了良好机遇。现代化信息技术拥有的资源丰富、开放灵活、立体高效等显著优势，打破了时间、空间和人数对传统高校化学实验教学的限制，在高校化学实验教学中拥有十分广阔的应用空间，能够很好地辅助化学实验教学工作，从而显著提升高校化学实验教学效率和质量。

在“以学生为中心”教育理念和“互联网+”模式背景下，高校要重视“互联网+”时代给予高校化学实验教学改革创新提供的良好机遇，同时积极转变传统教学观念，探索“互联网+”模式下的高校化学实验教学与现代化信息技术有机结合的新型教学育人模式，对实现教育部倡导的新时代信息化教育改革目标，具有十分积极的现实意义。

“互联网+”高校化学实验教学改革不是简单地将二者相加，而是充分利用现代化信息技术和网络新媒体平台，将高校化学实验教学与现代化信息技术有机融合，进而打造出高校化学实验教学新形态。高校要根据自身发展现状和实际需求加大“互联网+”化学实验教学新模式建设投入，通过推行多项改革措施有效构建起创新性和开放性的高校化学实验教学平台，更好地服务于高效化学及相关专业教学。