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基于创新人才培养的分析化学多元化有效教学探索

2022-10-22葛伊莉

科教导刊 2022年11期
关键词:分析化学导图多元化

葛伊莉

(湖北大学化学化工学院,湖北 武汉 430062)

引言

培养人才是高校教育的首要任务,如何提高教学质量培养适应社会发展需要的化学化工专业创新人才?如何开展学生参与度高的有效教学?李亦菲教授提出了3E(效果、效率、效益)有效教学。William Spade 提出了成果导向教育OBE(Outcome-based Education),其理念是“以学生为中心、产出为导向、持续改进”,这与我国教育教学改革“以立德树人为根本、以学生为中心、以能力为本位、以质量提升为核心”的方向一致。

近年来国内外有些高校使用了根据教育认知理论提出的BOPPPS 教学模式,其导入和学习目标教学环节注重激发学生的学习兴趣,有益于弥补传统课堂讲授中学生学习目标不清晰而导致的学习缺乏动力。课程思政是习近平总书记倡导的,如何培养具备正确世界观、人生观和价值观的德才兼备人才是高校专业教师的职责。有文献报道思维导图有利于学生知识的归纳和逻辑思维的提升。化学化工专业教学研究表明,多元化教学比单一的传统课堂讲授更利于达成学生参与度高的有效教学和提升学生的创新能力。

近年来,以OBE 的教育理念为理论指导,建构了多元化有效教学模式,使学生明确本专业毕业时应达到的知识、技能、能力价值全方位培养目标,开展分析化学课程实证研究,应用BOPPPS 教学模式设计教学活动,运用超星“学习通”和“学堂在线”等信息化教学平台以及智慧教室现代化的教学设备开展线上线下智慧教学,采用慕课、小组合作学习、课程思政案例分析、思维导图等多元化有效教学激发学生自主学习的兴趣和创新思维,解决“少数学生学习效率低或者学习缺乏动力”的问题,培养适应社会发展需要的化学化工专业创新人才。

1 以OBE 成果为导向开展有效教学

OBE是以学生为中心、学习产出为导向的教育模式。首先根据本专业对学生毕业时的要求以及社会对学生的分析化学课程的知识、技能、能力和素养需求确定教学目标,然后确定教学内容、教学设计、教学过程和教学评价。通过渗透在教学过程中的教学评价,实时调整教学尺度,持续改进教学,最终达到教学目标。

在化学化工专业的重要专业课程分析化学教学中,依据OBE 结合BOPPPS 教学模式开展教学设计,采用学习通和学堂在线等信息技术协助完成教学中的教学互动及评价,在强交互的智慧教室中开展智慧教学,营造了学生参与讨论的氛围,学习通平台的数据实时分析呈现功能为教师的教学决策提供大数据支持,并且为学生提供个性化的学习诊断,以利于开展个性化的智慧教学。学习通的抢答等随堂互动打破了传统课堂的沉闷,焕发了课堂活力。

依托分析化学教育部线下金课、在学堂在线上为学生定做的分析化学慕课、自编配套教材,基于慕课开展翻转课堂有效教学。课前教师明确课程目标,设计达成目标的活动,学生自主学习慕课和配套教材;课中质疑和讨论,通过测试题等过程评价反馈出的问题,查缺补漏,持续改进教学方式,达成三维教学目标,形成教学的闭环。注重能力和专业素质的培养,使化学专业学生达到毕业时的培养目标:能从事化学及其他相关领域的科研、教学、应用开发和管理等工作的卓越应用型及拔尖创新型高素质人才。培养化工专业学生达到毕业时成为卓越工程师的目标。

2 运用BOPPPS 模式开展有效教学

BOPPPS 是根据认知理论提出的以学生为中心、参与式学习、反馈式的有效教学课程设计模型,为顺利达到教学目标,BOPPPS构建了6 个教学环节,包括课前的导入环节(Bridge-in,简写为B),教师巧妙设计课程引入,提出与本章节教学相关的有挑战性的问题或时事新闻案例,例如在绪论课中播放分析化学在国民经济中重要作用的小视频,激发学生的学习兴趣;目标或成果(Objective or outcome,O)环节使学生明确课程的学习目标或预期学习成果;课中的前测环节(Pre-assessment,P)通过测试了解学生对课程知识的掌握程度;参与式学习(Participatory learning,P)环节引导学生主动参与教学活动;课后的后测(Post-assessment,P)环节反馈学生的学习效果和教师的教学效果;总结(Summary,S)环节梳理和总结学生所学知识点。

因此,以OBE 的成果为导向,围绕着学生在学习结束时应该达到的知识和能力去设计和组织教学活动。在分析化学课程中开展了引导学生自主学习的BOPPPS 有效教学,以配位滴定法原理章节为例,在BOPPPS 导入环节,教师首先推出思考题:配位滴定曲线与酸碱滴定法的异同点,即以问题为驱动,激发学生对知识的探索欲。在第二环节,介绍配位滴定法原理的教学目标,使学生明确本章节的三维学习目标。通过第三环节前测,学习通随堂测试如何选择金属指示剂和判断影响pM′值的因素,通过测试结果评估学生的自学效果,及时调整教学内容的深度和进度。在第四环节课中参与式学习,通过学习通的主题讨论等随堂练习或小组合作学习提升学生的参与度,加强师生及生生互动。课后的第五环节,通过后测测试题“计算工业废水中锌离子浓度”等了解学习成效。在最后总结环节,引导学生绘制本章节思维导图、分享学习心得和反馈反思。持续改进,最终达成预期学习成果。

3 设计有挑战度的课程思政案例分析

“育人”如何先“育德”,习近平总书记指示:各门专业课都要守好一段渠、种好责任田。要引领大学生塑造正确的三观。因此,在分析化学教学中,依据OBE 理念,在整合教学资源时将思政内容有机融入其中,挖掘与课程相关的有挑战度的思政问题进行案例分析,在BOPPPS 的导入和参与式学习环节,将时事新闻案例以及前沿科技成果中的课程思政元素自然渗透到教学中,使学生在专业课程学习的同时实现思政教育。例如开展有挑战度的当下抗击新冠疫情的热门话题——核酸检测新闻案例分析,将医护工作者核酸检测中排查假阳性原因的案例新闻与分析科学中的误差问题相结合开展小组讨论,通过分析和讨论核酸检测中可能出现的系统误差或偶然误差的案例,宣传医护人员严谨求实的敬业精神,使学生认识到分析化学实验操作必须科学严谨才能保证实验结果准确,既加深了对误差等专业知识的理解,也培养了学生的专业素养和社会责任感。从而使学生实现专业素养目标:具有良好的政治思想品德、爱国情操和一定的职业素养。

4 开展具有高阶性的思维导图教学

金课标准中高阶性指培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。思维导图将发散思维用图片与文字相结合的形式表达出来,绘制思维导图能突出新知识的衍生,强调知识点的联结关系,重视知识的归纳总结,有利于学生逻辑思维的训练。因此,在OBE 和BOPPPS 教学中,辅助思维导图开展多元化有效教学,鼓励学生在每章学习结束后绘制每章思维导图,通过网络化地描述多个概念之间的关系深化学生对学习内容的理解。例如学习了配位滴定基本原理后,通过思维导图将配位滴定基本原理的相关知识点串联起来,通过与前一章酸碱滴定曲线类比从而达到温故而知新,章节思维导图既总结了学生新学知识以及与之前知识的关联,也培养了学生的发散思维、逻辑思维和创新思维等高阶思维能力。

5 小组合作学习及多元化教学评价

我院化学专业的培养目标中要求学生:掌握坚实的化学基本理论、基本知识和较强的化学实验技能,具有广博的知识修养和合理的知识结构,富有创新精神、实践能力和国际视野,具备良好的科学素质。开学初教师将授课班学生随机分成4 人一小组,开展课内外小组合作学习方式,小组成员相互协作探讨一些难度大的知识点或者有挑战性的问题,例如设计实验方案测定工业废水中锌离子浓度,讨论月球土壤成分分析等。小组合作学习可激发学生探索科学知识的兴趣,逐步培养学生科研协作和探索能力。学校的微格教室是功能强大的小型智慧教室,可作为学生课外交流场所,学生可在微格教室进行小组讨论和演讲,因此,在OBE 结合BOPPPS 教学模式中,辅助小组合作学习开展多元化教学探究,培养化学化工专业学生毕业时必备的科研协作及探索能力,以达成学生毕业时的知识、技能和素养及情感价值三维培养目标。

对于学生成绩的评价,不能单一看期末考试成绩,更应注重过程评价和学习参与度。为了体现学生在平时学习过程中的优良程度、学习参与度及小组合作表现,在分析化学教学中采用了多元化成绩评价,设置平时成绩占总成绩的40%,期末成绩占60%。其中平时成绩涵盖学生课外作业、随堂测试、小组合作学习、课堂讨论参与度等多方面的表现,并且小组合作学习的评分主要来自于学生小组互评和组间互评。实践表明,在分析化学教学中实施多元化教学评价,能够激励学生积极主动参与课程学习,是合理可行的。

6 结语

本教学遵循OBE 教学理念,创新建构多元化教学模式立德树人,设计BOPPPS 教学以达成与学生毕业培养目标一致的课程目标,设计课前、课中、课后各环节教学活动,挖掘和设计分析化学专业课的思政元素设计课程思政案例,找准切入点将正确的价值追求和理想信念传递给学生。运用超星学习通等现代化的信息化教学平台的大数据支持教学评价和教学管理,借助智慧教室的强交互功能助力开展多元化智慧教学,构建基于慕课的BOPPPS 教学、课程思政、思维导图、小组合作的多元化有效教学模式,初步解决了传统教学中存在的少数学生学习效率低和学习缺乏动力的问题。除了多元化评价学生“学”的效果,还可通过对学生问卷或访谈反馈教师“教”的效果。通过多元化教学评价反馈,持续改进优化以达成教学目标。整个教学过程始终围绕以学生为中心,注意采取必要的激励或引导措施,使学习参与度不高的学生及时修正学习行为。学期结束后,本教学班与采用传统教学方法的对照班同时进行相同的考试,以比较两个班级的教学效果,教学评价表明多元化教学班级成绩优良率和平均分(优良率54.54%,平均分79.07)略高于对照班级(优良率48.83%,平均分78.26),教学实践表明多元化创新教学的效果较理想。因此,本课程多元化有效教学的探究和实践,为探索培养化学化工专业学生毕业时成为适应社会需要的创新人才的教学模式做出了有益尝试。

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