新工科背景下无机化学实验线上线下混合式中英双语教学探索

张红燕，黄宏升

（贵州理工学院 化学工程学院，贵州贵阳 550003）

新工科要求把新理念、新结构、新模式、新方法和新质量等元素融入工科建设，旨在大力培养工程科技创新和产业创新及应用型人才[1]。新工科教育是在传统工科的基础上发展的卓越教育的升级版，能够进一步促使我国从工程教育大国走向强国，在新一轮工程教育改革中发挥重要影响力[2-3]。在新工科背景下，实践教学是高校教育不可或缺的核心与主体内容[4]。实践教学可以较为系统地培养学生的实践能力、分析问题能力、归纳能力，在工程教育中具有重要的作用。无机化学实验课程是贵州理工学院化学工程与工艺、新能源科学与工程专业的一门重要的实验课程，通过对课程的学习与实践，学生能够巩固和加深对已学化学基础理论知识的理解，掌握必需的无机化学实验基本知识、实验原理、基本操作与方法，培养理论联系实际的思维能力和分析、解决问题能力，培养辩证唯物主义世界观、实事求是的科学态度和良好的实验习惯，培养创新精神和探究能力，培养绿色实验和绿色发展的理念，使学生勇于面对实验中的失误和失败，敢于追求真理。

随着工商业的发展，中英双语教学成为当代高等教育的一个重要方式。在新工科背景下，结合“强责任、精技术、重实践、善管理、求创新”的高素质应用型人才培养目标，本文对无机化学实验课程进行了中英双语教学探索与实践。

1 无机化学实验中英双语教学的必要性

无机化学实验课程以无机化学理论课程为基础，是对理论课程的必要补充，通过实验对理论知识进行实践验证，能够使学生更加直观地观察实验现象，加深对理论知识的理解，培养实践动手能力和分析问题能力，也可以为后续实验课程的开设及将来的工作和科研奠定基础。2001 年8 月，教育部印发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，明确提出：“积极推动使用英语等外语进行教学”[5]。 因此，在新工科和工程教育专业认证背景下，基于学习产出的教育（OBE）理念，对无机化学实验进行中英双语教学，不仅可以帮助学生掌握一些常用仪器设备的英文名称，增加学生的专业词汇，使学生加深对科技英语表达方式的理解和应用，提高学生的英语水平，而且有助于培养学生的国际化思维、创新思维、全球化视野、运用英语进行沟通交流的能力，有利于学生综合素质的提高。

2 无机化学实验线上线下混合式中英双语教学探索

无机化学实验是贵州理工学院化学工程与工艺、新能源科学与工程专业学生进入大学的第一门实验课程，该课程对学生实验操作技能、实验态度、实验习惯和专业学习兴趣的培养起到非常重要的引导作用。立足当前教育信息化、数字化的时代背景，应用不同的教育理论、教学方式、技术手段等进行混合式教学，受到教育界的广泛关注[6]。与传统教学方式、在线教学方式相比，集二者于一体的混合式教学的优势更加明显，主要表现在以下几个方面[7]。（1）与传统教学方式相比，混合式教学的教学资源更加丰富，内容更加生动，教学时间、地点更加灵活，突破了时间和空间的限制。（2）与单一的在线教育相比，在混合式教学中，学生在教师的引导下有效学习，学生之间及师生之间交流沟通良好，关系融洽，避免了学生在线学习的孤独感和封闭性，提高了学习的效率。（3）混合式教学的课程设计巧妙合理，学习环境生动活泼，更容易引导学生进入“乐中学、学中乐、乐学中”的理想境界。因此，为了提高无机化学实验课程的教学效果，达到课程的双语教学目标，本文对课程进行了线上线下教学资源建设、多形式教学方式和多元化考核评价体系建设及实践。

2.1 线下教学资源建设

2.1.1 自编中英双语教材

根据贵州理工学院化学工程与工艺、新能源科学与工程专业学生的培养方案要求和课程教学大纲，在新工科背景下，本文按照基于学习产出的教育（OBE）理念，确定了无机化学实验课程的双语教学目标。该教学目标包括培养学生的专业技能，使其掌握实验所涉及的实验仪器、试剂、操作方式等，培养学生的国际化思维、创新思维以及运用外语进行沟通交流的能力。无机化学实验课程支撑12 个毕业要求中的4 个，即“工程问题、问题分析、研究、沟通”。根据教学目标，教师编写了有针对性的《无机化学实验》中英双语教材，并已于2020 年6 月由吉林大学出版社出版，目前在使用中。中英双语教材主要有4 个特点：（1）应用广泛，可面向理工科高校师生，除满足本校化学工程与工艺、新能源科学与工程专业学生学习需求外，还可以满足化学、生物、材料、环境等多个相关专业学生的学习需求；（2）注重基础，介绍实验基础知识，特别是在教学过程中不易详叙的实验室常识，以及实验过程中不易掌握的操作技能知识，可有效指导教学和实践；（3）逻辑性强，按照学生认知逻辑的先后顺序编排，分别为进入实验室之前需要了解、熟悉的实验室基本常识和实验基本操作技能，再到实验前期较简单的基础型实验，然后到实验后期较复杂的综合设计型实验，最后为了方便、有效地让学生在实验全过程中进行双语学习，设置了无机化学实验专业词汇内容；（4）创新性，与现有同类型教材不同的是，教材创新地设置了专业词汇的内容，这对于双语教学有较大的帮助，同时也为后续专业英语、毕业设计（论文）等课程的学习提供参考。此外，本书综合型、设计型实验内容的比重较大，且在实验内容中设置了思考题，有利于学生创新思维和能力的培养。

通过使用中英双语实验教材，实验前学生结合教材进行实验英文预习，教学时将实验中涉及的仪器、试剂、实验操作等英文专业词汇进行总结归类，可以有针对性地理解和掌握专业英语词汇和英文表达，巩固专业术语，同时有利于学生创新思维和能力的培养。目前，自编教材的使用情况较好，学生普遍反映教材的实用性和针对性强。

2.1.2 自制中英双语对照版PPT 课件

教师对每次实验的内容、教学目标进行分析，并制作有针对性的中英文对照版PPT 课件，PPT中明确实验目的、实验内容、实验原理、实验条件等，并对照英文进行标注，具体的实验步骤以简图的形式呈现，不再全部是文字，简单明了，起到提示性作用；实验操作以动图的形式呈现，生动形象。PPT 课件以中英文对照形式呈现，使学生在掌握实验内容的同时能更快地了解实验中涉及的专业名词。

2.2 线上教学资源建设

传统实验课以灌输式教学为主，学生学习主观能动性差，实验前很少预习，学习效率低[8]。在教学过程中，教师利用学堂在线网络平台建立网络教学资源，包括中英电子教材、中英微课课件、微课视频、试题库等，可使学生通过网络教学平台进行课前预习和课后复习；将实验中的一些重点操作，如移液管和吸量管的使用及注意事项、容量瓶的使用及注意事项、滴定管的使用及注意事项、常压过滤操作、减压过滤操作等录制成微视频，上传学堂在线平台，方便学生进行课前预习，提前熟悉实验操作，实验中的问题也可以通过网络教学平台进行讨论和答疑解惑，特别是实验操作，在实验过程中，如果个别学生的操作问题没有被及时指正，学生可以通过观看微课视频进行学习和发现问题，并改正操作。实验课后教师通过网络教学平台及时发布本次实验的课后思考题，根据学生的回答情况组织讨论，增强与学生之间的互动和交流，体现以学生为中心的现代教育理念，提高学生的学习兴趣[9]。

2.3 多形式教学方式改革

传统的实验教学通常是实验课上教师先简单介绍本次实验重点内容，然后进行重点操作的演示，之后学生自己动手做实验。在此过程中，教师缺乏和学生的有效沟通互动，导致实验课质量较低。而且无机化学实验课程主要授课对象是大学一年级学生，大部分学生的英语基础薄弱，对专业词汇的掌握比较少，教师在教学过程中面临的主要问题是学生听不懂、不愿听，因此，教师在教学过程中要考虑学生的英语基础，注重培养学生的学习兴趣，将实验课的教学分为课前、课中、课后3 个环节，以学生为主体、以教师为主导，充分发挥学生的主动作用（见图1）。

图1 无机化学实验线上线下教学方式

2.3.1 课前学习

有研究表明：课前学习资源的互动性不仅可以让预习更为有效、更具吸引力，而且还可以成为学生自学能力养成的催化剂、脚手架[10]，因此，课前学习资源的准备尤为重要。教师根据实验双语教学大纲，将录制的实验微课视频（配中英字幕）上传学堂在线。为丰富教学内容，给学生带来良好的视听学习体验，增强学生学习兴趣，教师将相关网络视频等插入自制的双语PPT，上传至微信雨课堂的课件库，发布给学生进行课前知识学习，同时在雨课堂发布本次实验内容的预习小测题目，学生根据预习情况完成测试，教师利用雨课堂的数据分析能力，对学生的详细预习情况进行分析，包括PPT 预习页数，所用时间，客观题的答题率、正确率、平均得分，预习过程中不懂的内容，主观题可通过文本或图片形式作答，教师进行批改。同时，教师根据实验重点内容和需掌握的操作技能，在讨论区发帖，学生进行讨论。学生做好实验预习的同时，以英文形式书写实验预习报告，熟悉并掌握专业英语词汇。

通过学堂在线和雨课堂线上学习方式，教师可以及时掌握每位学生的预习情况，同时学生可以利用空余时间反复观看线上平台发布的微课课件和微课视频，提高学习效果。

2.3.2 课中学习

在课堂中，教师结合学生的课前学习情况及测试情况，有针对性地进行双语授课。教师将实验中的仪器、试剂、实验原理等用英文进行板书，以中英文结合的方式简单介绍本次实验内容，然后对学生的预习情况进行随机检查提问。教师可通过对学生提问，考查学生的预习情况和对专业英语词汇的掌握情况，来提升学生的口语交流能力。

2.3.3 课后总结

每次实验课后，学生对实验现象、数据等进行分析、总结，完成中英文实验报告，同时为强化英语水平，学生还要按要求阅读教师指定的与实验相关的英文文献1 篇。教师在雨课堂的讨论区发布讨论，学生根据对英文文献的阅读理解情况参与讨论。

2.4 多元化考核评价体系

教学考核是衡量教学效果的主要方式，考核方式的客观、公平和精准对于把握学生的学习效果具有至关重要的作用[11]。传统的实验考核主要是实验报告成绩结合平时实验操作情况进行。为了保证双语教学的质量，应该采用适合双语实验教学的考核方法[12]。本文针对实验课双语教学情况进行了调查研究，调查结果表明[13]：在选择考核内容方面，认为除了专业知识考核外，还应有口语能力考核的学生占比为 58%，要有听力考核的学生占比为51%；在选择考核形式方面，只有34%的学生选择闭卷考试形式（见表1）。该调研数据表明学生在对双语教学的考核中比较重视口语和听力能力的考查，更倾向于综合考核方式。因此，结合调查结果，对无机化学实验的考核方式进行了改革，以多元化考核方式进行，包括平时考核和期末考核。平时考核成绩占比为50%，其中平时成绩包括学生线上观看微课视频（占比为5%），雨课堂测试、讨论（占比为10%），线下预习实验报告（占比为5%），课中听力、口语（占比为10%），课中实验操作（占比为20%），期末考核为实验报告（中英双语）成绩，占比为50%。期末通过多元化考核方式，可以了解双语教学的效果，并进一步激发学生的学习兴趣，提高学生的专业英语水平，也符合实验双语教学的目标（见图2）。

表1 双语教学调查结果

图2 无机化学实验中英双语考核

3 双语教学质量评价

双语评价质量指标是双语教学的“指挥棒”，对双语教学的顺利开展有非常重要的监督和导向作用[14]。学生是教学活动的中心，为了对无机化学实验双语教学质量进行评价，针对贵州理工学院2021 级开课的200 名学生，利用雨课堂端，通过问卷调查对实验的开展情况和学生的满意度进行了跟踪调查。结果表明：有89%的学生能够接受无机化学实验课进行双语教学，认为双语教学有助于督促其进行英语学习，提高英语水平；有11%的学生不能接受双语教学，参与度较低，可能是由于其英语基础薄弱，对英语学习存在畏难心理，所以不能很轻松地接受。在能够接受实验进行双语教学的学生中，有51%的学生认为双语教学学习效果好，可提高英语水平，掌握专业英语词汇，有利于后续专业英语课程的学习，有30%的学生认为效果一般，有19%的学生认为学习效果不好。在满意度调查中，有37%的学生对目前的双语教学非常满意，有48%的学生表示满意，还有15%的学生不满意。在课程双语教学中面临的主要问题有很多学生反映词汇量不足、不能读懂英文内容、口语待提高等。通过问卷结果可知：大部分学生能够接受实验课程开展双语教学，而且对双语教学的效果是肯定的，也愿意通过双语教学提高自己的英语水平，但双语教学也存在一定的问题，如学生英语基础薄弱、口语水平有待提高，难以接受实验课程用双语教学，在实验过程中参与度较低等，所以，今后还需进一步根据学生的实际情况，改革教学方法，加强师生之间的英语交流和沟通，提高学生实验课的积极性和参与度，提高学生熟练应用英语进行表达和交流的能力，通过改革进一步提高双语教学质量和学生的满意度。

4 结束语

在新工科背景下，本文对无机化学实验进行了线上线下混合式中英双语教学改革探索，使教学效果和学习效果有所提高，取得了一定的成效，不仅使学生熟悉了实验室的基本常识，掌握了实验的基本操作技能，培养了学生的创新思维和能力，且学生英语水平有一定程度的提升，为后续专业英语和实验课程的学习奠定了基础。课程教学改革是一项长期的工作，需要不断深入完善和改进教学方法等，提高双语教学质量，培养出具有国际化思维、创新思维以及能够运用外语进行沟通交流的新工科人才。