藥學(xué)分析化學(xué)實驗全過程教學(xué)評價效果
時間:2022-08-26 08:55:14
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[摘要]采用信息化技術(shù)構(gòu)建分析化學(xué)實驗的全過程教學(xué)評價,以維持實驗課良好的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。使用問卷星、微信群、翻轉(zhuǎn)校園、在線文檔等信息化技術(shù)工具,進行預(yù)習(xí)效果評價、技能掌握情況評價、實驗結(jié)果評價、綜合設(shè)計能力評價,以實現(xiàn)教學(xué)評價與教學(xué)活動之間不延遲,能夠快速反饋,快速改進的效果。通過教學(xué)評價的改革研究,學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)更加向好,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力更強,創(chuàng)新意識顯著形成,較好地實現(xiàn)了“以學(xué)為中心”的教學(xué)改革。
[關(guān)鍵詞]信息化技術(shù);分析化學(xué)實驗;全過程教學(xué)評價;以學(xué)為中心;教學(xué)改革分析
化學(xué)是我校藥學(xué)、藥物制劑專業(yè)的專業(yè)核心課程之一,主要培養(yǎng)學(xué)生從事藥學(xué)相關(guān)工作必需的分析化學(xué)基本理論、基本操作和基本技能。分析化學(xué)實驗是分析化學(xué)課程中重要的實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié),不但要培養(yǎng)學(xué)生的基本操作和基本技能,更要為理論的驗證及知識技能的體系化進行實踐性練習(xí)和檢驗。隨著近幾年電子產(chǎn)品的日益充實,尤其是智能手機的“人手一機”的時代到來,手機游戲、小視頻、社交軟件等事物已經(jīng)成為當代大學(xué)生日常生活中占比很高的一部分,擠占了學(xué)生本應(yīng)該從事學(xué)習(xí)的時間和精力,造成學(xué)生對所有課程的學(xué)習(xí)投入程度均出現(xiàn)顯著下降,這不單單是某一個學(xué)校或某一個課程中出現(xiàn)的問題,已經(jīng)成為現(xiàn)階段的“現(xiàn)象級”問題[1]。針對這一問題,我們在分析化學(xué)實驗的教學(xué)過程中,加大信息化技術(shù)的運用,構(gòu)建了全過程教學(xué)評價,利用信息化技術(shù)“擠占”學(xué)生打游戲、刷視頻等時間,快速評價學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況,激發(fā)他們的榮譽感,從而較好地抑制了學(xué)習(xí)生態(tài)的惡化[2-3]。
1學(xué)情分析
我校學(xué)生高考錄取的最低位次為河南省高考人數(shù)的前20%,高于公認的15%的精英教育與大眾教育的分界線,所以大部分學(xué)生都在分界線下,教育類型屬于大眾教育。學(xué)生的基礎(chǔ)一般,學(xué)習(xí)的積極性一般。通過對大一時期學(xué)生的無機化學(xué)、有機化學(xué)的標準化考試成績進行分析,學(xué)生標準化考試卷面成績標準差達到12.4,優(yōu)秀率低(<5%),及格率占比最高(>40%)。所以,表明我校大一學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度上存在較大的離散度,學(xué)習(xí)能力差異較大。從主觀方面來看,顯著地存在部分學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度不高。再通過對大一時期授課教師和學(xué)生信息員的訪談,更加驗證了學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度上差異性大的問題,也了解了學(xué)生在日常生活中使用智能手機的時間分配,更加確定了對我們對學(xué)生學(xué)習(xí)生態(tài)的理解。最后通過對學(xué)生學(xué)前的調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn),學(xué)生對自我學(xué)習(xí)的態(tài)度認知雖然存在一定的不足,學(xué)習(xí)的能力自我評價不科學(xué),但在榮譽感、上進心方面依然是存在的。所以,總體來看,學(xué)生更加需要一種習(xí)慣性的約束行為。因此,采用信息化技術(shù)構(gòu)建全過程教學(xué)評價系統(tǒng),實時評價學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和達成度,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,不失為一種有效的途徑。
2基于信息化技術(shù)的全過程教學(xué)評價設(shè)計
2.1采用翻轉(zhuǎn)校園進行考勤
按照學(xué)校的統(tǒng)一部署,學(xué)生手機均安裝“翻轉(zhuǎn)校園”app,上課期間通過翻轉(zhuǎn)校園app的考勤功能快速反饋學(xué)生的到課情況。因分析化學(xué)實驗課程的特殊性,往往需要化學(xué)分析實驗室、分析天平室、精密儀器室3個實驗室同時使用,學(xué)生是否一直在實驗室進行實驗,教師難以做到時刻把握。在實驗課堂中,通過“翻轉(zhuǎn)校園”app的定位功能進行不定時考勤,可較好地監(jiān)控學(xué)生的在課情況[4]。
2.2采用問卷星進行預(yù)習(xí)效果評價
傳統(tǒng)的實驗預(yù)習(xí)過程,往往采用學(xué)生書寫預(yù)習(xí)報告、預(yù)習(xí)實驗教材、觀看儀器設(shè)備操作視頻等形式進行。但通過長期教學(xué)過程發(fā)現(xiàn),由于缺乏必要的教學(xué)監(jiān)控手段,學(xué)生的預(yù)習(xí)流于形式,預(yù)習(xí)報告往往是簡單地復(fù)制實驗教材內(nèi)容,甚至在抄寫時未摻雜個人的思考成分。發(fā)布的儀器設(shè)備操作視頻學(xué)生的觀看熱情不高,造成實際預(yù)習(xí)效果很差,尤其我們在課堂中示教進行提問的過程中明顯發(fā)現(xiàn)這些事情。針對于以上這些問題,要把學(xué)生的預(yù)習(xí)不流于形式,而讓學(xué)生真正在實驗課前了解實驗內(nèi)容,清晰實驗操作過程,梳理實驗流程,引發(fā)學(xué)生獨立思考。我們在實驗課前,在“問卷星”網(wǎng)站中設(shè)置思考問題,使學(xué)生深入思考,理清實驗中的條件選擇。例如在苯甲酸的含量測定實驗中,設(shè)置苯甲酸樣品的取用量計算、加入中性乙醇的目的以及如何配制中性乙醇、如何判斷終點、在實驗過程中的誤差可能出現(xiàn)的地方這幾個問題。這些問題的導(dǎo)入,使學(xué)生在預(yù)習(xí)時必須深入思考,利用理論課堂中所學(xué)習(xí)的條件計算和誤差分析方法,去理解一個滴定分析實驗從設(shè)計到產(chǎn)生的過程,而不是單單地去理解實驗要做什么,[收稿日期]2022-03-02怎么做。教師還可以通過問卷星的網(wǎng)站,時時查看學(xué)生的知識掌握程度,便于在課堂上有的放矢進行個體化學(xué)習(xí)指導(dǎo)[5]。
2.3在微信群中進行操作技能評價
我們在實驗課堂中,仍然是傳統(tǒng)的課堂組織形式,首先是教師講授實驗原理、實驗步驟,演示實驗中的規(guī)范操作,然后由學(xué)生進行練習(xí)。但學(xué)生進行操作技能練習(xí)的效果實際上無法進行評價,因為學(xué)生在實際練習(xí)的過程中,指導(dǎo)老師無法達到每人都兼顧到。所以為保證每個學(xué)生的技能練習(xí)效果,讓學(xué)生在進行充分操作技能練習(xí)后,由其他同學(xué)協(xié)助進行自己操作視頻的錄制。例如我們在滴定管、移液管的基本操作中,學(xué)生進行充分的訓(xùn)練后,拍攝自己的操作視頻,然后將錄制的視頻上傳至微信班級群中,由各實驗組的組長組織本組學(xué)生進行個人互評,討論小組成員操作的不規(guī)范之處,并與自己的操作進行比較,加深對操作規(guī)范性的理解。最后,由教師再對視頻進行每個人的點評,使基本操作的規(guī)范性練習(xí)得到保障,且能夠在課堂內(nèi)完成,實現(xiàn)快速評價、快速改進[6]。
2.4采用excel在線文檔進行實驗結(jié)果評價
在滴定分析實驗過程中,一種重要的指標就是滴定的精密度要高,要求滴定分析結(jié)果的相對平均偏差小于0.3%。由于該指標為明確要求的,為避免學(xué)生在結(jié)果上弄虛造假,所以采用excel在線文檔的方式,實行對分析結(jié)果的快速評價[7]。首先建立excel在線文檔,教師在設(shè)計的excel文檔中包括學(xué)生的姓名、稱量的質(zhì)量和滴定的體積,在結(jié)果欄中輸入相對平均偏差的計算公式,然后在結(jié)果欄中設(shè)置“條件格式”、“突出顯示單元格規(guī)則”,將“小于0.3%”的結(jié)果設(shè)置為淺紅色填充。最后在學(xué)生的微信群中分享,并在實驗室的投影儀上進行投屏。學(xué)生滴定完畢后,無需經(jīng)過計算,快速將滴定數(shù)據(jù)上傳至在線文檔。達到標準的就顯示紅色填充,未達到標準結(jié)果,教師在課堂上與學(xué)生一起進行結(jié)果分析,找出問題所在。
2.5設(shè)計型實驗的快速評價及復(fù)盤
為了檢驗學(xué)生對所培養(yǎng)的技能是否能夠完成系統(tǒng)化的工作任務(wù),在分析化學(xué)實驗課程中設(shè)置了“HCl-NH4Cl混合溶液含量測定”、“胃舒平中Mg2+、Al3+的含量測定”、“混合堿的成分鑒別及含量測定”、“CaCO3的含量測定(鉻黑T指示劑)”、“未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定”、“紫草油中紫草素的含量測定”、“白酒中甲醇含量的氣相色譜法測定”、“制藥廢水的pH值測定”8個設(shè)計型實驗。由學(xué)生組成實驗小組,隨機抽取實驗項目,進行設(shè)計、實施、評價。但在設(shè)計型實驗中,通過多年的觀察,學(xué)生最易想到的解決方式就是上網(wǎng)搜索相關(guān)的內(nèi)容,甚至直接復(fù)制下來,較少去考慮實際樣品的測定問題,尤其是沒有從學(xué)習(xí)的知識方面來應(yīng)用,來進行設(shè)計,沒到達到采用設(shè)計型實驗使知識體系系統(tǒng)化的教學(xué)目的。因此我們通過5步完成設(shè)計型實驗的實施。第1步,學(xué)生小組設(shè)計實驗原理部分,并用PPT分享實驗的設(shè)計原理,然后小組之間討論、教師點評,使實驗原理正確。第2步,學(xué)生根據(jù)原理設(shè)計實驗所用的耗材,由教師提出合理性建設(shè),并購置所需要的試劑。第3步,不再讓學(xué)生設(shè)計詳細的實驗方案,由老師按照學(xué)生討論好的實驗原理給出實驗框架,關(guān)鍵的數(shù)據(jù)由學(xué)生討論決定。如樣品的取用量、指示劑的選擇、溶劑的選擇、滴定劑的選擇及濃度,結(jié)果計算方法等。在“問卷星”中由教師設(shè)計成調(diào)查問卷形式,學(xué)生將關(guān)鍵數(shù)據(jù)上傳,這樣能夠用手機端快速知道設(shè)計結(jié)果,便于快速反饋結(jié)果。第4步,學(xué)生進行實踐操作,將結(jié)果上傳至Excel在線文檔中,教師隨時掌握實驗結(jié)果。第5步,根據(jù)實驗結(jié)果,對結(jié)果不滿意的小組進行復(fù)盤,找出問題所在,提高學(xué)生解決問題的能力。
2.6利用信息化技術(shù)提升實驗中的創(chuàng)新意識
作為本科生,學(xué)生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)是人才規(guī)格中重要的一項。如何在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,成為分析化學(xué)實驗教學(xué)改革中的一個發(fā)起點。在實驗教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題始終貫穿于整個過程中,因此,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,從發(fā)現(xiàn)問題開始。例如在水硬度的測定實驗中,講述了水的硬度在衛(wèi)生方面的影響之后,啟發(fā)學(xué)生去查閱水的硬度在工業(yè)生產(chǎn)中的危害,并如何去消除硬水對工業(yè)生產(chǎn)的影響。學(xué)生通過網(wǎng)上查詢之后,了解了水結(jié)垢在鍋爐中引起熱效降低,甚至爆炸的事情。如何去消除水垢?介紹學(xué)生查閱知網(wǎng),研究最新的關(guān)于水垢消除的文獻報告,并且以所用的EDTA作為核心,設(shè)計消除水垢的綠色軟化劑。在電位法的實驗中,學(xué)生掌握了電位法測定溶液的pH值的方法后,啟發(fā)學(xué)生思考電位法對所測離子的選擇性如何?如何去保障高選擇性?讓學(xué)生在知網(wǎng)上查閱電位法的選擇性評價方面的文獻,了解之后再去查閱現(xiàn)階段提高選擇性的一些方法,培養(yǎng)學(xué)生對于分析化學(xué)中選擇性的這一問題進行深入探討,了解選擇性在臨床診斷、疫情防控、藥物代謝等方面的應(yīng)用,引發(fā)他們?nèi)ミM行提高選擇性的創(chuàng)新。
3改革效果
3.1學(xué)生的信息化技能應(yīng)用能力增強
通過信息化技術(shù)在教學(xué)評價中的應(yīng)用,學(xué)生迅速地熟練了各種信息化技術(shù)軟件的使用,對于excel在線文檔、問卷星、翻轉(zhuǎn)校園的使用都能夠很快熟練使用,能夠完成在課堂上快速進行結(jié)果提交和問卷調(diào)查。對于操作視頻的錄制,學(xué)生更加駕輕就熟,能夠?qū)τ诓僮鞯年P(guān)鍵技術(shù)點進行清晰地拍攝,保障了學(xué)生之間的相互評價和教師的點評。在查閱文獻方面,學(xué)生能夠通過網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)的社會領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域需求,明確創(chuàng)新的意義。能夠在中國知網(wǎng)上進行文獻檢索,能夠閱讀相關(guān)文獻,培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新意識。
3.2學(xué)生的自我認知方式顯著改變
在之前的傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式過程中,學(xué)生不能對自己的操作能力有良好的自我評價,操作是否規(guī)范僅僅停留在“會做”這一水平上;操作技能的訓(xùn)練自我評價停留在實驗現(xiàn)象是否正常,結(jié)果是否良好需延遲到實驗報告書寫后才知曉,不能及時進行技能的修正;對于創(chuàng)新意識的認知,更是無法知曉。通過信息化技術(shù)的實時評價,學(xué)生對自我的認知更加清晰準確。在微信群中錄制操作規(guī)范性視頻,學(xué)生迅速了解操作的不規(guī)范之處,并且都能夠自覺進行重新練習(xí)錄制,使操作完全規(guī)范。在操作技能評價中,在線excel文檔中不能突出顯示的不達標的學(xué)生,都在積極地和同學(xué)分析精密度差的原因,也能夠主動向指導(dǎo)教師請教,找出原因所在。尤其是通過網(wǎng)上調(diào)研,學(xué)生對自己的知識水平有了充分的認識,不再自滿于自身的知識水平,能夠積極主動地通過知網(wǎng)查閱最新的文獻進行學(xué)習(xí)。
3.3學(xué)習(xí)效果顯著提升
通過上述的實驗教學(xué)改革,學(xué)生預(yù)習(xí)效果顯著提升,通過抽樣調(diào)查,學(xué)生預(yù)習(xí)的參與度達90%。學(xué)生操作水平顯著規(guī)范,在實驗考核中,學(xué)生操作的規(guī)范性平均分為93分,達到了教學(xué)目標。學(xué)生的基本訓(xùn)練了達到了要求,在第4次滴定分析實驗時,95%的學(xué)生可做到相對平均偏差小于0.3%。在設(shè)計型實驗中,通過實踐證明,75%的學(xué)生可順利完成設(shè)計型實驗,結(jié)果符合要求,其他25%的學(xué)生也能夠通過復(fù)盤,了解到問題所在。
4小結(jié)
通過信息化技術(shù)在實驗教學(xué)評價中的全方位滲透,學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有了顯著的提升,學(xué)習(xí)能力有了一定程度的提高,基本操作、基本技能、綜合設(shè)計素質(zhì)各方面都能夠全部、快速地進行評價,使全過程評價順利完成,且更快速、高效,值得推廣。
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作者:信建豪 王月 龐榕 單位:黃河科技學(xué)院醫(yī)學(xué)院 鄭州工商學(xué)院