李春梅 陈妍慧 尹德忠

[摘 要] 为培养新工科背景下创新型、应用型、复合型人才，引入“以学为中心”的教学理念，改变传统“以教为中心”的教学模式，将学生作为学习的主体，教师参与辅助指导，提升学生的学习积极性和课堂参与度，形成学生为主、教师为辅的教学模式，促进学生独立思考，培养学生分析问题、解决问题的能力，提升教学质量和人才培养效果。从教学目标调整、线上与线下相结合的教学方式改进和评价方式优化三方面，在“普通化学实验”教学中进行了改革探索。

[关键词] 以学为中心;新工科;教学模式;化学实验

[基金项目] 2020年度国家自然科学基金“基于双重可逆非共价键构筑高强高韧室温快速自修复弹性体及性能研究”（21905227）;2020年度西北工业大学校级教育教学改革研究项目“‘普通化学实验线上线下混合式教学模式研究”（2020JGY30）

[作者简介] 李春梅（1989—），女，陕西西安人，博士，西北工业大学化学与化工学院助理研究员，硕士生导师，主要从事自修复聚合物研究;陈妍慧（1986—），女，陕西西安人，博士，西北工业大学化学与化工学院教授，博士生导师，主要从事高分子加工研究;尹德忠（1973—），男，陕西西安人，博士，西北工业大学化学与化工学院化学实验中心主任，教授，博士生导师，主要从事相变材料研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）20-0081-04   [收稿日期] 2021-01-01

一、引言

改变传统的实验教学模式，推动实验教学方法和教学手段的更新，使学生由被动接受知识到主动求知，培养创新型、多样性人才，是新工科背景下人才培養的核心[1]。传统的实验教学是以教为主，教师讲，学生听，学生按照实验步骤按部就班，完成实验内容和实验报告，缺乏创新能力、主动性和求知欲的培养。“以学为中心”的教学模式包括学生和学习两个重要维度，更加关注学生知识、能力、素质等方面的收益，以学生的学习结果为评价标准，包括学生学到了什么知识，获得了什么能力，培养了什么综合素质。以此为目标的教学须遵从“以学为本，少教多学，以学定教”。通过“以学为中心”教学模式的转变，可提升教学效果，使学生获得有意义的学习，更能培养学生的创新、实践、动手能力，进一步提高综合素质。

“以学为中心”的教学理念源于美国20世纪90年代中期[2]，之后在西方国家迅速发展，成为主流教育理念及教学模式。近年来，该教育模式也得到国内教育界的广泛关注[3，4]。“以学为中心”的术语越来越多地进入人们的视野，以此为目的的课程改革以及培养模式逐渐被应用到教学实践中[5-7]。教师可通过引导学生自行设计实验调动学生的积极性，发挥学生的主动性和创造性。通过课前活动和生活案例引导学生参与课前预习，以解决问题代替实验模仿，最终形成主动参与、乐于探究、勤于动手、掌握收集资料进行分析并获取新知识的能力。这种模式不仅能实现获取核心知识、学以致用的知识目标和技能目标，而且在全程参与中培养学生深度分析、大胆质疑、探索前沿的方法。同时，课程实施中强调人性维度、志趣情怀塑造等情感目标，最终达成知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观的三维目标，更符合新工科背景下对创新型人才的培养要求。

化学是一门实验性和实践性科学，化学实验教学是高校化学教育的重要组成部分，与理论教学相辅相成。西北工业大学“普通化学实验”是一门面向全校工科和理科学生开展的公共实验必修课，每年选课人数超过600人。实验课教学不仅是学生验证、巩固理论知识和提高动手能力的重要环节，更是培养学生观察问题、分析问题、解决问题以及创新意识培养的关键步骤，旨在培养一批创新能力强、具有较强工程实践能力的人才。

当前，我校普通化学实验仍以实验室集中教学为主，能在相对较短的时间内训练和提高大量学生的基本实验操作技能。虽然教师精心准备了实验课教案、课堂设计和实验器具，也全程操作，向学生演示实验流程及注意事项，但这种教学方式在实施过程中存在以下弊端：（1）实验前，独立预习，缺少交流，理解片面。现有教学模式中，虽通过实验报告的预习部分督促学生预习实验，但预习过程中，学生仅看实验教材和课本，往往印象仅停留在部分文字、图片等碎片化知识上，缺乏对实验具体实施的直观认识。（2）实验中，课时有限，疲于模仿，机械操作。普化实验课的每个实验仅有2学时，课堂上，教师先讲解实验原理、装置搭接、操作过程和注意事项，学生根据实验指导书和教师讲解完成实验过程。实验课上，学生基本都是小心模仿、机械操作，无暇顾及实验设计基本理论原理、需要掌握的基本技能甚至是安全知识，遇到问题不会分析，急于求助老师。（3）实验后，完成报告，缺乏思考，参与度低。由于实验过程中学生缺乏深入思考，按部就班完成实验，填写实验结果，通常也难以认真分析处理实验数据，总结归纳实验收获，实验讨论部分完成度差。

针对上述问题，本文尝试将“以教为中心”的教学模式转变为“以学为中心”，并通过教学目标调整、改进线上（视频、课件等）与线下（课堂教学、师生互动）相结合的教学方式和优化评价方式三方面增强课程的设计性、互动性和拓展创新性，提高学生的学习积极性和学习效果，提升“普通化学实验”教学效果，如图1所示。

二、调整实验教学目标

课程的教学目标决定了课程的教学模式，从传统的“以教为主”转变成“以学为中心”的教学理念，必须对教学目标有所调整。基于“以学为中心”的教学理念，必须重视学生分析问题、主动获取知识、解决问题的能力。因此，实验的目的不是模仿和取得好成绩，也不是让学生记住几个化学反应，而是通过实验，让学生形成自己看问题的思维方式，养成分析问题、善于思考、动手解决问题的能力，教会他们能够通过化学知识分析生活和社会中面临的难题。在实验课程教学前，应让学生清楚本次实验课的目的，这样才能让学生轻松学习、主动学习，也可促进师生更好地沟通、互动，提高教学效果。因此，课程设计中，首先对教学目标进行调整，将实验课的实验操作、设备搭建、问题分析切入方式和解决问题的理论知识提前做成课程文档，让学生在课前完成基本知识的输入，提出问题，引导学生将学习重点从实验报告完成和成绩上转移到实验前、实验中和实验后整个学习过程中知识体系的构建、实验技能的掌握和学习能力的提升，做好充分准备，积极参与课程。