化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究性學(xué)習(xí)應(yīng)用

8/8化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究性學(xué)習(xí)應(yīng)用從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)專業(yè)研究性學(xué)習(xí)的意義、原那么及模式三個(gè)方面進(jìn)行探討研究,為培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)人才提供一種新的教學(xué)、學(xué)習(xí)模式。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)；研究性學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)[1]與應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合恰好彌補(bǔ)了應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)過(guò)程中的一些缺乏[2]。21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代,隨著電腦、智能和網(wǎng)絡(luò)的豐富,越來(lái)越多的教育者傾向于多媒體教學(xué),越來(lái)越多的學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)資源,大大提高了視野和學(xué)習(xí)效率[3]。研究性學(xué)習(xí)是以培養(yǎng)學(xué)生的信息能力、思考能力、探究實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等多方面的能力,旨在塑造新型科學(xué)創(chuàng)新型人才。目前研究性學(xué)習(xí)在中小學(xué)實(shí)施比擬多[4-5],在高等教育里研究及實(shí)施的都相對(duì)較少[6-7]。應(yīng)用化學(xué)是在根底化學(xué)上開(kāi)展出來(lái)的應(yīng)用學(xué)科[8],主要以應(yīng)用為主,介于根底化學(xué)和化學(xué)工程之間。其培養(yǎng)的人才一方面需要具有根底化學(xué)知識(shí),另一方面需要以工程技術(shù)為很坐標(biāo)橫向開(kāi)展[9]。但目前應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在兩個(gè)主要問(wèn)題：一、實(shí)驗(yàn)室資源條件有限,實(shí)驗(yàn)室很難到達(dá)企業(yè)或公司的實(shí)際設(shè)備條件,有些實(shí)驗(yàn)只能在書(shū)上或教師的ppt中觀看到一些圖片。二、本科應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中與企業(yè)聯(lián)系較少,不能讓學(xué)生真正走進(jìn)企業(yè)實(shí)習(xí)或是見(jiàn)習(xí),一般只能參觀。這樣就造成了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力及獨(dú)立工作能力較低下的問(wèn)題。高?；瘜W(xué)工作者已經(jīng)越來(lái)越關(guān)注研究性學(xué)習(xí),以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。綜合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與研究性學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì),將兩者結(jié)合,相互補(bǔ)充,將其應(yīng)用到應(yīng)用化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,能很好的解決應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸問(wèn)題,為培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)人才,翻開(kāi)了一個(gè)新的局面,提供了一個(gè)新的機(jī)遇,同時(shí)也是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。1網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的意義1.1樹(shù)立正確的網(wǎng)絡(luò)信息觀隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)的普及,及電腦、筆記本、智能等走遍了全國(guó),越來(lái)越多的學(xué)生接觸到新科技,新信息。當(dāng)然信息技術(shù)是新世紀(jì)應(yīng)用型人才所必須掌握的一項(xiàng)根本技能,是學(xué)生學(xué)習(xí)生活必不可少的技能。但我國(guó)的中小學(xué)及大學(xué)生在使用這些智能設(shè)備時(shí),很少將其用在學(xué)習(xí)上,大局部將其作為娛樂(lè)設(shè)備如：玩游戲、聊天、關(guān)注娛樂(lè)體壇信息、看新聞等。這就是在大量的網(wǎng)絡(luò)信息垃圾下,如何正確使用智能設(shè)備獲取我們所需要的信息與知識(shí)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用化學(xué)研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生需要樹(shù)立正確的信息觀,在網(wǎng)絡(luò)信息的海洋中抵抗各種誘惑,排除各種垃圾,牢牢記住自己的目標(biāo),尋找自己需要的知識(shí),用自己的科學(xué)觀、價(jià)值觀區(qū)分是非,正確認(rèn)識(shí)和理解網(wǎng)絡(luò)文化,也為將來(lái)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的長(zhǎng)期研究性學(xué)習(xí)打好根基。1.2提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)手應(yīng)變能力應(yīng)用化學(xué)作為以應(yīng)用為主的理科專業(yè),主要目的是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,以用為主,而大局部的理論知識(shí)都是在實(shí)驗(yàn)的根底上的,因此應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)中起著重要的作用,必須提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。但一般情況下受到學(xué)校硬件條件下的限制,很多實(shí)驗(yàn)都分組完成。分組實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎门囵B(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,但另一方面也減少了很多學(xué)生的動(dòng)手能力,還有一些學(xué)生幾乎不動(dòng)手操作。同時(shí)還有一些危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn),由于其平安性問(wèn)題,學(xué)校不會(huì)設(shè)置此類實(shí)驗(yàn),大大減少了學(xué)生面對(duì)危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)的處理能力。而網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)敲茨芎芎玫慕鉀Q這一問(wèn)題,學(xué)生可以根據(jù)需要觀看化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻,然后再虛擬仿真的化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上自己操作,加深實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的記憶和理解,進(jìn)一步加強(qiáng)動(dòng)手能力,提高應(yīng)變能力。1.3培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,發(fā)散思維應(yīng)用化學(xué)培養(yǎng)的畢業(yè)生生主要面向的是公司和企業(yè),需要具備公司和企業(yè)所需要的必備的根本能力。在以后的工作中處處存在危機(jī),處處存在問(wèn)題,需要學(xué)生具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,將每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作及可能存在的問(wèn)題都需要考慮到,將問(wèn)題或者危險(xiǎn)扼殺在搖籃中,且需要發(fā)散思維,有應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的能力。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)中無(wú)法進(jìn)行公司或企業(yè)中的大型實(shí)驗(yàn),網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能很好的彌補(bǔ)這一缺陷,能讓學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真觀察,思維擴(kuò)散,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,步步為營(yíng),從而到達(dá)鍛煉邏輯思維的開(kāi)展和縝密科研態(tài)度的培養(yǎng)。1.4自主研究創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí),與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式不同,在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中老師不在是主導(dǎo),而是協(xié)助的作用。學(xué)生自主研究設(shè)計(jì),提出問(wèn)題,驗(yàn)證問(wèn)題,探討分析,利于創(chuàng)造性思維的形成。在團(tuán)隊(duì)合作中,任務(wù)明確,有利于團(tuán)隊(duì)協(xié)作。2網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的原那么2.1引導(dǎo)啟發(fā)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí)中,教師不在起主導(dǎo)作用,而是引導(dǎo)啟發(fā)的作用。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中教師需要以培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合能力為主要目標(biāo),選擇設(shè)計(jì)適宜的問(wèn)題或創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)問(wèn)題,引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,發(fā)散其思維,增強(qiáng)動(dòng)手能力。引導(dǎo)學(xué)生制定學(xué)習(xí)目標(biāo),正確完成目標(biāo)并在不斷的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)良好的習(xí)慣及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2.2個(gè)性主體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí),學(xué)生要意識(shí)到其主體的定位,不再是跟著老師的思維走。而是在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的根底上,自己思考設(shè)計(jì)合理的研究方案,提出系列可能存在的問(wèn)題。在老師和同學(xué)的幫助下,自行解決驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題,最終完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。在研究性學(xué)習(xí)中需注重每個(gè)學(xué)生的個(gè)性差異、認(rèn)知能力、思維方式的特異性,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)充分考慮到個(gè)性主體性原那么,同時(shí)教師與學(xué)生是平等的。2.3資源豐富、共享網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施,一個(gè)重要的客觀條件就是網(wǎng)絡(luò)資源的豐富和各種仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件的支持。目前國(guó)外有很多組織或者機(jī)構(gòu)在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),如VSL(VisualSystemsLaboratory)虛擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、VRICHEL(VirtualRealityinChemicalEngineeringLaboratory)實(shí)驗(yàn)室、虛擬工程/科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等,而國(guó)內(nèi)也有很多大學(xué)創(chuàng)立了自己的虛擬實(shí)驗(yàn),這些與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的軟件及虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的物質(zhì)根底,但并不是所有的學(xué)校都有比擬全面的軟件平臺(tái)。資源共享將是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的一個(gè)開(kāi)展趨勢(shì),我們可以聯(lián)合國(guó)內(nèi)各大高校實(shí)施聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、建立網(wǎng)絡(luò)高速公路或者實(shí)施網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)?zāi)甑确绞酱龠M(jìn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享,一方面提供了根底,另一方面也擴(kuò)展了學(xué)生的視野范圍,給學(xué)生一個(gè)更大更好的學(xué)習(xí)及展示平臺(tái)。2.4有效評(píng)價(jià)研究性學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的一個(gè)主要模探索式,在整個(gè)過(guò)程中并不會(huì)因?yàn)榻處煿δ艿母淖?而使得教學(xué)過(guò)程無(wú)法控制。研究性學(xué)習(xí)仍然是一個(gè)可以操控的學(xué)習(xí)模式,這就需要學(xué)生在探索過(guò)程中及時(shí)的交流、反應(yīng)給老師,然后老師及時(shí)地給學(xué)生一定的評(píng)價(jià)與指導(dǎo),就像風(fēng)箏一樣,線永遠(yuǎn)在老師的手里,學(xué)生既是主體風(fēng)箏,自由學(xué)習(xí)。兩者之間存在著辯證統(tǒng)一的關(guān)系。3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)的模式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究性學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ讲灰粯?在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在較多的不確定性,需要一個(gè)設(shè)定一個(gè)比擬合理的模式來(lái)作為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)的支撐。在結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、研究性學(xué)習(xí)及應(yīng)用化學(xué)這三個(gè)因素的根底上,我們提出了如下列圖的學(xué)習(xí)模式。在此模式中主要分為；課題確定、情境創(chuàng)設(shè)、方案制定、實(shí)踐探究、總結(jié)評(píng)價(jià)反思和實(shí)驗(yàn)拓展這六個(gè)局部,每局部都是在前一局部的根底上,但六大局部不可分割息息相關(guān)。3.1課題確定由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí)具有特定性,且現(xiàn)在各方面資源與條件并不是很豐富,不是所有應(yīng)用化學(xué)培養(yǎng)方案中的實(shí)驗(yàn)。課題確實(shí)定也是教學(xué)目標(biāo)確實(shí)定,目的是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及動(dòng)手能力,所以應(yīng)在多層次分析應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的根底上,利用網(wǎng)絡(luò)資源結(jié)合建構(gòu)主義研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)課題。如可從：煤化工-甲醇的生產(chǎn)精餾實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)與分析-水體有機(jī)化合物的測(cè)定、精細(xì)化工-水溶性漆的制備與應(yīng)用、食品分析-橘皮中果膠的提取與應(yīng)用、應(yīng)用電化學(xué)-材料外表電化學(xué)改性及其性能測(cè)試等課題。同時(shí)應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)客觀因素,以確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。3.2情境創(chuàng)設(shè)在以往的應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在教學(xué)與現(xiàn)實(shí)別離的情況,一般的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及問(wèn)題,很少將實(shí)驗(yàn)與實(shí)際的應(yīng)用或生活相連接。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教師可以利用各種資源及軟件,將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理甚至危險(xiǎn)都真正融入實(shí)驗(yàn)中,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境,然后與我們的實(shí)驗(yàn)相比照,比擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系與不同點(diǎn)。在情境創(chuàng)設(shè)的過(guò)程中,還需將如何利用網(wǎng)絡(luò)資源,通過(guò)哪些途徑可以查詢到我們所需要的信息等都融入其中。3.3方案制定在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)藏、動(dòng)手能力及分析解決問(wèn)題的能力不一致,可以將學(xué)生按一定的能力平均分組,然后學(xué)生自行分配任務(wù)。研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主探索的過(guò)程,學(xué)生可以以自己的知識(shí)儲(chǔ)藏或查到的資料為根底,設(shè)定處實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.4實(shí)踐探究在前期的準(zhǔn)備工作根底上,小組可以根據(jù)自己的設(shè)定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)踐,再以實(shí)踐的結(jié)果來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)假設(shè),然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)修正實(shí)驗(yàn)方案,最終完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)方案并不一致,所以每個(gè)小組需要及時(shí)、清楚的記錄每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)踐過(guò)程中教師應(yīng)在旁及時(shí)輔助與必要的指導(dǎo)。3.5總結(jié)評(píng)價(jià)反思在研究性學(xué)習(xí)中在注重學(xué)生創(chuàng)新能力的同時(shí)也會(huì)出行不同的問(wèn)題,需要及時(shí)的歸納總結(jié),和小組交流,這樣可以促使研究性學(xué)習(xí)順利進(jìn)行,還可在增強(qiáng)同學(xué)間、師生間的相互協(xié)作的關(guān)系。在學(xué)習(xí)結(jié)束后可以通過(guò)討論的方法對(duì)成果進(jìn)行鑒定,網(wǎng)絡(luò)互評(píng)以便于學(xué)生進(jìn)一步強(qiáng)化知識(shí)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)變能力。還可以將成果共享。3.6實(shí)驗(yàn)拓展拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣呓虒W(xué)效果,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究性學(xué)習(xí)中,實(shí)驗(yàn)拓展能在網(wǎng)絡(luò)、理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中起到一個(gè)橋梁的作用,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與運(yùn)用。同時(shí)也可以提高學(xué)生的積極性。4總結(jié)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究型學(xué)習(xí)能提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手應(yīng)變能力,將是應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主要模式之一。但這種學(xué)習(xí)方式還需要學(xué)校、教師和學(xué)生積極配合。學(xué)校需要給予政策、經(jīng)濟(jì)和人才上的支持；教師需要不斷的學(xué)習(xí)總結(jié)提升自己的能力；學(xué)生需要積極主動(dòng)參與其中,改變以往接受式的學(xué)習(xí)模式,在討論中開(kāi)拓思維、提升能力。目前這種學(xué)習(xí)模式在應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中實(shí)施的比擬少,還需要進(jìn)一步的探討和研究。[1]張新明,余繼飛．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的研究性學(xué)習(xí)綜述[J]．中國(guó)電化教育,2019,194(3)：20-23．[3]牛亮峰,孫婷,李公春,等．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)模式優(yōu)化的研究與實(shí)踐[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2019,16(6)：155-157．[4]黃榮懷．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)的根本策略[J]．教育科學(xué)研究,2019,3：19-23．[5]赤麗娟．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高中研究性學(xué)習(xí)教學(xué)模式的研究[J]．陜西師范大學(xué),2019．[6]牛淑杰．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大學(xué)英語(yǔ)研究性學(xué)習(xí)模式探析[J]．遼寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版,2019,8(1)：121-123．[7]齊欽．略論網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)造性思維培養(yǎng)