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化学实验改革下学生成绩评价体系的探讨

2020-12-21童惠娟姚李

安徽化工 2020年6期
关键词:考查实验室化学

童惠娟,姚李

(合肥学院能源材料与化工学院,安徽合肥230601)

化学是一门实践性很强的课程,化学实验教学在高校化学课教学中占有重要的地位,因此如何加强实验课教学,成为提高化学教学质量的关键。

近年来,随着现代计算机、Internet 等相关技术的发展和素质教育的要求,在化学实验课教学中逐渐引入了一些新的改革措施,如网络虚拟实验室、基础化学实验模块化教学、层次性实验化学教学等。采取这些改革措施的目的,在于充分激发学生对化学实验的兴趣,加深对实验原理、实验仪器和实验操作的熟悉程度,提高学生观察和分析实验现象以及对实验结果进行处理的能力,培养学生分析问题和解决问题的能力,进而培养学生的创新意识和独立进行探索性化学实验的能力,最终培养出社会需要的、有独立工作能力的创新性人才。

然而,一般高校对学生成绩的评价体系往往停留在过去,这使得这些新的改革措施未被纳入实验教学的评价体系,也就无法针对新的形势发挥评价体系的杠杆作用,引导学生充分重视和利用新的教学改革措施提高自己的基本化学实验技能;同时造成化学实验改革措施和具体化学实验教学实践相脱节,无法通过教学中发现的具体问题对改革措施的具体实施提出建议和意见。本文拟探讨新的化学实验教学改革下学生评价体系的改进,并讨论这种评价体系对教学改革提出的要求。

1 化学实验成绩评价体系的现状

在以往的大学实验化学实验课教学中,实验成绩的评价基本上是根据学生的实验报告给定的。这种评定方法虽然可以在一定程度上反映出学生对实验的学习掌握情况,但是难以全面衡量学生在实验准备、实验操作规范程度、实验操作技能高低以及在面临类似新问题时分析问题和解决问题的能力。同时,这种以实验报告为主要评价依据的评价体系将使学生忽视实验教学中的“实践性”这一特点,将精力放在如何完成实验报告上,忽视实验准备,在实验过程中缺乏实验技能和实验操作能力的锻炼,从而无法调动学生的兴趣,甚至导致学生只会“纸上谈兵”。

为此,各大专院校在化学实验教学中采用了多种改革措施,同时引入了新的评价体系与标准,并取得了比较好的效果[1-4]。在这些化学实验评价改革的具体操作中,化学实验成绩的评价主要依据于以下几个方面:

(1)平时实验完成状况,包括预习、实验态度、实验操作、实验完成以及实验报告及思考题的完成。

(2)专项测试:包括实验技术、实验操作考核、实验课程的笔试和口试等。

(3)对于综合运用知识能力和创新能力的考察:包括对未知物进行鉴定的考核、创新性实验调研和设计、小论文撰写等。

这些化学实验成绩考核手段能够比较全面地考查学生对实验的掌握情况,但是在具体实施时,往往根据各校的实际情况和具体教学需要,由各个任课老师进行调整,存在评判标准对不同任课教师、不同实验内容差异过大,针对同一个实验考查项目过多,考核内容繁琐,操作不便等缺点。

2 化学实验改革措施

近年来,根据具体的教学实践需要学生参与的特点,我们在化学实验教学中进行了多项改革举措,创建了“一体化、多层次、开放式”的创新化学实验教学体系。这些改革措施具体包括:层次性实验化学教学、基础化学实验模块化教学以及网络虚拟实验室等。

层次性实验化学教学模式是借鉴兄弟院校的经验,将化学实验教学与“大学生科技创新研究训练计划”有机地结合在一起,建立“三个层次、一个拓展”的层次性实验化学教学模式。其示意图如图1所示。

图1 层次化实验化学教学模式示意图

在不同层次下,对于学生化学实验能力的培养要求、考察项目侧重点都有所不同,从最基础的基本技能训练,逐步提高到具有一定科研性质的研究设计性实验,从而让学生在不同层次的实验教学中,逐步掌握化学实验的基本技能。

基础化学实验模块化教学是对四大化学实验进行合并,将化学实验课程从化学理论课,包括无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等教学中抽取出来,使之不再仅仅是理论课的附属,而成为一门独立的课程。其具体做法是压缩单纯的验证性实验内容,将基本操作融入综合设计实验中。经过一段时间的改革,本课程的内容可以包括以下模块:基本操作训练实验、性质实验、合成与制备实验以及融合分析、物化的基础实验模块。

通过结合模块化教学和层次性实验化学教学模式,在这些实验模块中,均安排不同层次的实验内容,并融入一定量的交叉学科内容的综合性和设计性实验项目,目的是逐步提高学生的实验技能,并通过完成综合性实验和设计性实验项目,提供学生独立解决问题的机会,以提高学生独立解决问题的能力,培养学生的科研意识与创新意识。

网络虚拟实验室建设是以现代教育技术为手段,以计算机网络为支撑,以虚拟实验室为核心,通过实验网络预约的方式,构建开放实验室模式下的学生实验计算机网络支撑系统。网络基础化学实验教学平台的建设可以强化并在线评价实验预习效果,并实现实验管理的网络化、现代化,从而进一步推动实验教学方式和内容改革的深化,同时它也是学生与开放实验室之间的一座桥梁。

这些改革措施的实施,将实验化学教学从化学理论课中独立出来,但又和相关理论课程密切结合,同时应用到最新的网络技术,从而大大调动了学生的兴趣和积极性,有利于培养他们的创新思维能力,引导学生由过去的“学习、考试”性向“学习、思考、研究、创新”性转变。同时,这些新的改革措施,给化学实验成绩评价体系提出了新的要求,同时又为以前化学实验成绩评价体系中缺点的克服提供了一个良好的契机。

3 化学实验改革下的学生成绩评价体系

随着层次性实验化学教学、基础化学实验模块化教学和网络虚拟实验室等改革措施的深入,对化学实验课程的教学安排和学生成绩评价与以往有了很大不同。

网络虚拟实验室的建设,为学生对实验相关理论知识的掌握情况和对实验的预习情况提供了很好的考查平台。学生需要在课前进行预习,明确实验目的和原理,熟悉实验内容和步骤,写出预习报告。同时学生应通过网络虚拟实验室,自我评测对实验原理、实验过程的掌握情况。结合两部分的成绩,可以综合考查学生的预习情况。而学生由于带着问题去预习,同时需要将预习的知识通过网络进行虚拟实验操作,更容易提高对相关实验内容的兴趣、对预习过程的重视程度以及预习过程的效果。同时,网络虚拟实验室的建设也为实验课程的笔试提供了一种新的考查平台。

层次性实验化学教学、基础化学实验模块化教学等改革措施的引入则让化学实验中分层次建立统一的评价体系成为可能。在我们实际操作中,每一学期安排一个或几个模块的实验课程,如基本操作训练实验、性质实验、合成与制备实验以及融合分析、物化的基础实验模块等。在每一个模块中,根据实验内容和实验难度将实验划分为三个层次:基础性、综合性和设计性。对于不同层次的实验,在评分中对于实验原理的学习和调研、实验预习、实验操作、实验完成情况和实验报告采用不同的权重进行评价。一般来说,对于不同模块下的同一层次的实验课程,采用同样的评价方法,这样在具体操作时,就避免了评价体系针对不同教师和不同实验的差异性,同时也避免了考查内容繁琐、操作不便等缺点。对于不同层次的实验课程采用不同的评价方法,也可以反映实验考查重心的差异,从而更好地评价学生是否达到了实验的要求。特别是对基本操作训练实验模块中的实验,由于其更偏重实验操作和实验技能的训练,因此在具体评价体系中对于实验操作的比重上升,而其他部分的比重相应下降。

对于基础性层次的实验,由于这些实验往往是验证性实验,其实验原理相对明确,实验操作相对简单,因此在评价中,更着重考查学生对实验操作、实验完成和实验报告的完成情况。对实验操作和实验完成情况的考查,则在具体实施时采用减分的方法,当实验过程中发现明显有违规实验要求的操作,或未能获得相应的实验结果,则减去相应的分数。例如,基础性层次实验“酸碱标准溶液的配制与标定”,具体操作时评分标准如下:

(1)预习报告和虚拟实验操作(20%):预习认真,准备充分,虚拟实验操作完成良好,可得15分以上,其他视预习报告完成情况和虚拟实验操作完成情况酌情给分。

(2)实验操作基础分(45%):对于实验操作的评分采用扣分制。当发现违规操作,如滴定手法有误、滴定管读数有误等,则酌情扣去2~5分/项,如未能获得预期实验结果,则视其完成程度扣去相应分值。

(3)实验报告的完成情况(35%):能诚实完整地记录实验现象与结果;处理实验结果时具有逻辑推理、数据处理、做出结论的能力;能正确运用化学语言记录实验现象,分析实验结果,进行科学表达,独立撰写,可根据完成情况给予25 分以上的分值,其他视报告完成及思考题回答情况酌情给分。

对于综合性层次实验,往往实验内容的难度较高,实验操作相对复杂,同时对实验结果的分析要求提高。在具体评分时,我们仍然采用基础性层次实验的评分项,但减少对实验操作的评分比例(减至总成绩的40%),提高实验报告分数所占的权重(增至总成绩的40%)。对实验操作的评分中,更多地考查实验的总体完成情况,减少对操作细节的扣分,仅当严重操作失误时给予适当的扣分。此种评分标准的给出,一方面是基于学生在前期基础性实验中已经经过了基本实验技能的训练;另一方面也是希望通过各项权重的不同使最终成绩更多地反映出学生实验的完成情况和对实验现象、实验结果的总结分析能力。

而对于设计性层次的实验,其要求及侧重点则与基础性和综合性层次的实验有所不同。在设计性层次的实验中,考虑到其本身特点,在具体操作时采用分组操作、按组打分的实施方式,在评价体系中增加了对文献调研的权重,同时进一步减少实验操作项的得分,并在实验操作评分中增加团队协作情况的给分,并相应减少是否获得预期实验结果的给分。这也和设计性实验本身的探索性质相符。同时在实验报告中,更多地考查学生对相关文献的调研,对实验目的、实现方法的分析和实验方案的设计情况,以及在实验方法中表现出的创新意识与创新能力。其具体打分标准为:

(1)文献调研情况(35%):要求根据实验需要,能查找工具书、检索化学化工期刊,参考其他信息源获取必要的文献信息,在教师指导下独立、正确地设计实验(选择实验方法、实验条件、仪器和试剂等),撰写设计方案。视完成情况给分。

(2)实验操作得分(35%):要求实验操作规范,态度认真细致,表现出一定的团队协作意识,可得15分以上;达到实验预期的结果可得25分及以上;实验中的错误视情况扣分。

(3)实验报告的完成情况(30%):能详细描述调研情况和实验方案设计,能诚实完整地记录实验现象与结果;处理实验结果时具有逻辑推理、做出结论的能力;能正确运用化学语言记录实验现象,分析实验结果,进行科学表达。视完成情况给分。

三种层次的实验评价体系如图2所示。

图2 三种层次的实验评价体系示意图

在每次实验完成后,任课教师需根据评分标准给出相应实验的给分。在一个模块教学完成后,对基础性、综合性和设计性实验分别采用不同的权重,通过加权平均得到该模块下的总评得分。

采用这样的成绩评价体系,既操作简便,又能根据具体实验中的考查重心全面考查学生对实验的掌握和完成情况,在实施中获得了良好的效果。

4 化学实验成绩评价体系对教学改革的要求

新的化学实验成绩评价体系的具体实施对教学改革的深入发展提出了新的要求。首先,随着网络虚拟实验室的推广,对校园网络建设和网络虚拟实验室建设提出了新的要求。现有的网络虚拟实验室仅能提供基本的实验预习和自我评测功能,这就需要逐渐加大网络虚拟实验室建设,完善网络实验室功能,进一步完善多媒体模拟实验,并提供更多的实验预习、实验内容检查和自我评测功能,使得网络实验室对实验教学发挥更大的作用。其次,模块化和层次化改革的目的,就是逐步分阶段提高学生化学实验学科的学习和实验技能,而在不同层次下,对实验的具体要求和考查重心是不同的。在新的化学实验成绩评价体系下,突出了不同层次考查重心的重点考查,这和化学实验的模块化和层次化改革相符。同时,新的成绩评价体系也要求对化学实验的模块划分和不同实验的层次安排提出了新的要求,这都将在未来教学改革中得到发展。

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