“一流课程”建设背景下农林院校普通化学实验教学改革探研

摘要：在“一流课程”建设背景下，化学作为农林院校必不可少的基础课，承载着农林专业课程建设的重要使命。针对农林院校普通化学实验课程存在教学内容一成不变、教学模式缺少创新，学生实验操作能力欠缺、学习态度消极，考核方式传统等方面的问题，可通过优化教学设计，运用讨论、启发、互动、案例等教学方法进行教学改革，运用现代信息技术精讲课堂教学内容、拓展学生学习资源，并通过创新改革课程考核方式对学生进行综合性评价，以提升普通化学实验课程的高阶性、创新性和挑战度，提高课程质量，给课程建设提出新的发展方向。

关键词：高校；普通化学实验；一流课程；教学改革；课程建设

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）22-0017-04

2019年4月，教育部高等教育司司长吴岩提出全面推进新工科、新医科、新农科、新文科建设，面向所有高校、所有专业，全面实施一流课程建设“双万计划”，从而在全国高校掀起一场“质量革命”，以实现高等教育的内涵式发展。而一流课程建设的重难点在于提高课程的高阶性、创新性和挑战度。高阶性是指培养学生解决复杂问题的高级思维和综合能力，使学生把知识、能力、素质进行有机融合。创新性是指通过讲授具有前沿性和时代性的课程内容，利用先进和互动的教学形式，打造探究性与个性化的学习成果。挑战度是指增加课程的难度，无论教师还是学生都需要“蹦一蹦才能够得着”，需要教师和学生付出更多的精力和时间[1]。普通化学是高等农林院校植物生产类、动物生产类、林学类、食品和生物学科等专业的重要基础课，而普通化学实验则是普通化学不可或缺的重要组成部分，是学生进入大学后最先接触到的一门实验课。学生的动手实践能力、基本实验素养、操作技能技巧都可以在该课程中得到训练，能为以后三年化学实验课和专业实验课的学习提供必备的能力。因此，把普通化学实验建设为农林院校的“一流课程”势在必行。本文通过沈阳农业大学普通化学实验教学团队近年来在教学过程中的教学改革与实践，对普通化学实验“一流课程”的建设进行探讨。

一、农林院校普通化学实验教学存在的问题

1.教学内容、模式陈旧，缺乏创新性

目前，高校农科、理科和部分工科专业都必修普通化学实验课程，教材、教学内容常年不进行更新，不同专业使用的教材都是相同的，专业的针对性不强。即使重编教材，也多是旧有内容的照搬，缺乏探究性、创新性、综合性的实验内容和设计，不利于培养学生的科学精神和创新能力。而创新能力塑造是高等教育人才培养的重要目标，也是一流课程建设的主要目标[2]。另外，部分农林院校的教师、实验室资源相对短缺，实行大班授课（30人左右一组），教师上课经常是“流水式”作业，机械化讲解，学生不经过思考，直接进行实验。整个教学过程基本上没有给学生预留自主探索和讨论的时间，使得一些学生在实验课后还是一头雾水，根本谈不上培养独立思考问题、解决问题能力，更谈不上创新能力的提高。

2.学生缺乏学习主动性，动手实践能力差，重视程度低

农林院校的普通化学与普通化学实验基本在同期开课，大多安排在一年级上学期。新生入学前长期接受“应试教育”，入学后普遍有着“松口气”的想法，且缺少了父母和班主任的监督与管理，学习主动性不高。另外，因为中学阶段的教学过程大多重理论、轻实验，学生很少进实验室，没有经过相关的训练，导致动手实践意识淡泊，操作也很不规范。另外，相对于理论课，实验课学分设置低、学时少，学生也没有真正领悟到实验课学习对今后从事科研工作的重要性，普遍不重视。

3.考核方式单一，没有进行过程考核以形成综合性评价

因为学时少，教学任务繁重，教师多简化课程的考核，只根据实验报告册和期末笔试成绩进行评价。然而部分学生实验报告册内容相似，很难区分实验认真程度[3]。此外，期末考试采用笔试，部分学生只关注期末试题本身的知识内容，忽视了课上的操作训练。可见，单纯的实验报告和期末考试难以对学生实验课成绩进行科学评定，不能引起学生对实验课的重视，也不利于调动学生参与课堂活动、课上动手操作的积极性。

二、农林院校普通化学实验教学改革策略

1.优化教学设计，提高学生学习积极性

第一，基于课堂讨论式、互动式、启发式的教学设计，培养学生高阶能力。为了建立“教师为主导、学生为主体”的教学模式，激发学生学习兴趣，教师可采用讨论、互动、启发等多种教学形式相结合的教学方法，实现师生的双向互动，提升教学效率和效果。每学期初，教师可告知学生实验课上的四个必答问题：目的原理、步骤方法、待测数据、注意事项。课上随机抽查学生上讲台脱稿讲述，然后根据学生的回答情况作预习成绩的评价。这样，既能考查学生的预习情况，又能锻炼学生的逻辑思维、语言组织、流畅表述能力。同时，教师在课上讲授过程中可随时抛出抢答问题，回答正确说明学生预习充分、理解深刻，可以给平时成绩加分，回答错误则不计分，这样的教学组织模式能鼓励学生积极思考问题，化被动接受为主动思考，使学生乐于参与课堂教学互动，主动融入教师创设的教学情境中，成为课堂的主人。例如，在化学反应热效应测定实验中，教师可提出一系列抢答问题，如：硫酸铜和锌粉称量的准确度有要求吗？冷热水混合法为什么要求热水比冷水高20℃～25℃？硫酸铜和锌粉倒入量热器中的顺序有要求吗？讨论并解答这些问题，能够培养学生辩证分析问题、独立解决问题的能力。再如，教师可让学生在课堂上独立示范相关仪器的基本操作，让其他学生挑毛病、找缺点，并进行点评，之后集体进行讨论。这样的教学活动完全以学生为中心，教学氛围轻松融洽，可以使学生全身心投入到教学过程中，培养学生独立观察与思考并解决问题的高阶能力。

第二，基于经典化学案例进行教学设计，培养学生创新能力。受学时所限，课程设置可采用基于经典案例的实践教学设计，通过经典化学实验的相关讲授，介绍原理与操作过程，快速引导学生了解化学基本操作技能与技巧。在课堂实际操作过程中，教师可流动观察并进行指导，随时纠正学生的操作错误。例如，在醋酸解离平衡常数测定的实验中，教师可对学生进行液体试剂的取用、酸碱中和滴定、液体转移与定容等基本操作的训练，使学生掌握酸度计的使用方法。教师可让学生带着问题进行课前预习，通过观看视频了解实验的步骤和方法。课堂上，教师可通过学生自主演示和操作、师生共同讨论进行总结的模式来开展以学生为主体的课堂教学。在技术、技巧等要求较高的实验操作环节，教师在点评学生的操作之后可亲自示范具体操作，展示细节，点明操作要领与注意事项，并帮助学生分析常见错误的产生原因。教师可让学生通过辩证分析教材内容，提出自己的观点，培养学生的批判和质疑精神，给学生预留深层次的思考空间，培养学生的创新能力。例如，探讨碱式滴定管的胶头部分气泡产生原因与解决处理的方法，移液管、滴定管使用过程中关于左右手操作习惯的探讨，酸度计的工作原理与测定试剂pH顺序的联系，等等。

2.充分利用现代信息技术，提高学生学习兴趣，丰富课外学习资源

“一流课程”建设强调课堂教学时间内对学生知识、能力和素养的综合培训、对学生能力和思维的训练，利用互联网和大数据等信息技术手段辅助教学，可以激发学生的学习热情，让学生体会学习的乐趣。而如何充分利用网络优势，利用多媒体教学手段辅助教学过程，调动学生自主学习的积极性显得尤为重要。随着计算机技术与网络技术的发展及其在课程教学领域的逐渐渗透，它们以独特的教学模式、便捷的学习方式、丰富的教学资源吸引了学生，对课堂教学起到了重要的补充作用。教师可在课堂上融合现代教育技术精讲实验操作技术、技巧，在课堂外利用信息技术通过多种渠道为学生提供学习资源，培养学生自主学习能力。教师可在课前、课中、课后全方位应用现代信息技术，持续提升教学质量。课前，教师可引入电子教材、易尔思平台、自建网站和MOOCs平台等，提高学生的预习效果；课中，教师可通过电子板书和动画演示等方式集中学生的注意力，再引入Flash习题、视频回放等功能，让学生产生更加浓厚的学习兴趣；课后，学生可通过易尔思平台、自建网站、MOOCs平台等进行知识的复习和回顾，从而达到更好的学习效果[4]。

第一，课堂上借助现代教育技术精讲教学内容，提高教学形式的先进性。传统的实验课堂上，教师多是通过板书讲解实验内容，导致部分学生看不清实验的操作细节，常见操作错误也无法逐一展示。教师除了利用多媒体讲解实验原理和操作步骤，还可重点演示操作步骤及注意事项。教师可把学生容易犯的错误做成视频，并和正确的操作示范进行对比，以强化学生的记忆。也可把实验过程中不易观察到的细节，通过多媒体进行展示。对于学生的共性错误，教师可在课堂上利用多媒体进行强化讲解，提高学生的操作规范性和实验技术水平。教师还可把对学生有潜在伤害的、对环境污染特别严重的、所需实验设备仪器昂贵且容易损坏的相关实验，用虚拟仿真的模式对学生进行实训，在节省资金同时，避免环境污染和对学生的意外伤害[5]。

第二，课堂外借助信息技术丰富教学资源，增强教学内容的互动性。为了使学生积极主动地开展自主学习，促进师生交流、生生交流，实现互动学习，教师可在易尔思慕课平台上传课程的简介、大纲、教案、习题答案、实验指导、常用仪器和基本操作的Flash动画、单元测试等学习辅助资料。此外，为了弥补MOOCs平台关于资源类型和界面美化方面的不足，教师可自主开发教学网络课件，配备在线试题库，还要提供习题答案、解题提示、重点剖析，并给出评分标准。

3.改革课程成绩评定方式，形成综合性评价，提高课程挑战度

成绩评价在教学过程中发挥着巨大的作用，是教学的重要手段和工具。对于实验课，单一的期末考试成绩作为总成绩显然不妥，因为缺乏对学生的科学实践精神的考查和实验能力的评定[6]。因此，应改用平时成绩和期末成绩相互结合的办法。平时成绩主要是看学生的预习、课堂表现和课后复习情况。教师让学生在课前进行有效的预习，可以培养学生的自学能力；课中通过课前提问、课堂讲授、实践操作、完成报告，可以提高学生的语言表达能力、分析解决问题的能力、实践动手操作能力、团结协作能力以及撰写论文报告能力，培养学生的实验素养和科学精神，进而使学生养成良好的实验习惯，为将来的科研和工作打下坚实的基础；课后通过运用教材、实验报告和网站资源的途径，可以使学生进行及时有效的复习，培养学生的归纳总结能力。基于以上方面的考量，教师可建立集平时表现、课下作业、期末成绩为一体的综合评价体系。平时表现和课下作业占总成绩的50%，重点对学生预习情况、动手能力和报告册的填写情况进行考查。学期共5次实验课，每次满分10分。具体构成为：课前提问（3分）、课上表现（3分）、实验报告（3分）、课下值日（1分），共10分。并且针对这四个环节建立详细的考核标准和评分细则，从而做到公平、公正、公开。首先，课前提问。这个环节主要分三个方面考查学生：是否能够脱稿讲述实验目的、实验原理、操作步骤、待测数据，课上针对教师随机提出的问题能否进行抢答并回答正确，参与学生点评、课堂讨论、教学互动等环节的情况。其次，课上表现。主要考查出勤情况，具体包括有无迟到、早退、实验期间无故外出等情况，还要考查学生能否遵守实验室安全规定和课堂纪律，具体包括着装、护具、喧闹、玩手机、饮食等方面的情况，以及在实验过程中能否正确进行实验操作，具体包括仪器的使用、药品的取用、基本操作技巧与方法、实验现象的准确记录、数据的正确读取等。再次，实验报告、实验记录的撰写以及数据处理和问题探讨情况。在实验报告的呈现上主要考查书写项目是否规范，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结论等方面书写是否清晰、完整；在实验现象记录与数据处理上，主要考查实验现象的准确程度、数据处理的精确度以及能否利用相关原理对现象和数据进行解释分析；在实验后的问题探讨上，主要考查能否正确、合理解释，对实验操作、数据结果、误差分析等方面能否有独到的见解和质疑。最后，课下值日。主要考查学生能否仔细清洁整理实验操作台，实验物品及药品是否放回原位，值日工作是否能够做到认真负责。期末考试则侧重于理论知识与实践能力的双重测试，占总成绩的50%，统一闭卷笔答考试。笔答卷的题型及分值如下：判断题（10分）、选择题（40分）、填空题（10分）、改错题（10分）、排序题（10分）、数据处理题（10分）、计算题（10分）。卷面成绩乘以0.5再加上平时成绩记录为学期总成绩。对课程的综合性评价虽然提高了学生学习课程的难度，也增加了教师考评学生的难度，需要教师精心进行教学设计，但收获的是更全面公正的考核和更好的学习效果。

三、结语

在“一流课程”建设背景下，农林院校普通化学实验教学要根据高阶性、创新性和挑战度的相关要求，通过改变教学方法深化教学改革。教师可用课前加强提问、翻转课堂、师生讨论等形式，在记忆、理解、应用等低阶性教学要求的基础上，培养学生分析、评价、独立思考与解决问题的高阶能力；以学习效果为导向，利用现代教育技术融合多种教学形式，激发学生学习兴趣，促进学生主动学习，并利用案例教学法、混合式教学法优化教学设计，注重教学理念和方法的先进性、互动性，使信息技术与实验教学深度融合，体现课程教学的创新性；采用“教为主导、学为主体”的教学模式，使学生成为课堂活动的主角，并将学生平时课上表现与期末卷面考试结合来综合评定学生成绩；强化教材内容方面的建设，适当引入探究性、创新性的教学内容，并使教师的科研与教学内容相互结合，实现科研反哺教学，体现课程内容的前沿性和先进性。

参考文献：

[1]吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[2]李莎，陈琳，吴纯正，等.农林高校无机及分析化学基础课教学改革探索与实践[J].大学化学，2023，38（12）：157-164.

[3]张贵银.改革实验实践教学培养学生创新能力[J].陕西教育，2023（08）：1.

[4]姚婉清，杨柏高，钟思诗，等.基于慕课的高校实验课程混合式教学模式研究[J].广西教育学院学报，2019（06）：177-180.

[5]龙德清，唐传球，周新.应用型本科高校有机化学实验线上线下混合式教学模式的设计与实践[J].汉江师范学院学报，2022，42（06）： 97-102.

[6]张树永.物理化学理论与实验教学内容更新与教学模式改革[J].大学化学，2019，34（11）：74-76.

Research on the Reform of General Chemistry Experimental Teaching in Agricultural and Forestry Colleges under the Background of "First Class Curriculum" Construction

Chen Wei， Mou Lin， Ma Chi， Feng Xiaojia

（Shenyang Agricultural University， Shenyang 110161， China）

Abstract： In the context of the construction of "first-class courses"， chemistry， as an essential basic course in agricultural and forestry colleges， carries the important mission of the construction of agricultural and forestry professional courses. In response to the problems of unchanging teaching content， lack of innovation in teaching modes， lack of experimental operation ability， negative learning attitude， and traditional assessment methods in the general chemistry experimental course of agricultural and forestry colleges， teaching reform can be carried out by optimizing teaching design， using teaching methods such as discussion， inspiration， interaction， and case studies， using modern information technology to refine classroom teaching content， expand student learning resources， and forming a comprehensive evaluation of students through innovative reform of course assessment methods， in order to optimize the high-level， innovative， and challenging nature of the general chemistry experimental course， improve course quality， and propose new development directions for course construction.

Key words： universities； generalchemistryexperiments； first-classcourses；teachingreform； curriculumconstruction