高校普通化学实验线上教学探索研究*

曹 锰，徐 胜，张尚玺，王振希

(南昌工程学院理学院，江西 南昌 330099)

普通化学是高等学校面向理工科非化学专业学生开设的一门公共基础课。课程内容主要包括物质结构理论基础、化学热力学、化学反应的基本规律与工程实际密切有关的重要元素和化合物、新技术、新材料等基本知识[1]。课程的目的是向学生展示化学的全貌，让学生掌握基本化学原理的同时具备一定的与所学专业相关的化学知识[2]。随着科学技术的发展，社会对大学生的综合素质提出了更高的要求。化学是实践性较强的学科，因此实验教学是化学课程教学不可或缺的环节。

2020年春，由于新冠肺炎疫情影响，国内高校迟迟不能正常开学。在疫情大背景下，教育部要求停课不停学，所有课程都转为线上教学，包括实验课[3]。很明显，学生家中不具备实验条件，因此形成可操作性的普通化学实践教学范式，最大限度地保证实验教学效果成为教师必须克服的难点。近期，南开大学探索了一条基于虚拟仿真平台、雨课堂等线上教学平台、“家中实验室”的多元化学习网络，高质量地完成了有机化学实验教学[4]。与专业化学实验相比，普通化学实验的内容较少，学生的化学基础更薄弱，同时对学生的要求相对较低。因此，结合我校的教学实际情况，本文探索了一条基于虚拟仿真平台、网络直播、视频教学的学习链，让线上实践教学具有可操作性，增强了学生的主动性，全面提高了线上实验教学的质量。

1 疫情前我校普通化学实验课程的教学情况

南昌工程学院的普通化学实验课有8个学时，共有4个实验，分别为酸碱标准溶液的配置与标定、氯化钠的提纯、化学反应速率与活化能的测定、含铬废水的处理—铁氧体法。计划通过四个实验，让学生掌握一些基本的化学实验操作，例如称量、滴定、蒸发浓缩、过滤、重结晶、离子的检验、pH值的调节等等。每次实验课都分为学生预习、教师课前讲解、学生分组实验、撰写实验报告、教师评分5个阶段。在教学过程中，存在一些问题，总结起来有如下几个方面：

1.1 学生的化学实验基础参差不齐

由于各省的教育理念、教育重点的不同导致学生的基础参差不齐，例如部分省份高考只要求选择物化生、政史地中的几门课程，有的学生在高考时并未选择化学这一门学科，因此化学知识相比其他同学要薄弱很多[5]。部分条件好的中学会组织学生做一些简单的化学实验，而有些学生则从未进过化学实验室。因此，个别学生仅具有初中化学知识，且从未做过任何化学实验。学生可能缺乏基本的实验室安全知识，也不具备任何化学实验操作经验。

1.2 实验课时偏短

每次实验课课时约1.6小时，除去课前讲解时间，学生的实验时间大约为1.3小时。正常情况下大多数学生能够在规定时间内完成实验，但仍有少部分学生不能在规定时间内完成。究其原因，是少数学生无任何实验基础与经验，错误操作导致实验失败。

1.3 学生参与度不高

受到学校实验条件的限制，同时考虑到学生实验基础的问题，学生分组完成实验，3～4人每组。由于同一组内人员较多，虽然大多数同学能积极参与实验，但是少有同学能够完成实验的所有步骤。极个别同学甚至全程旁观，根本未参与到实验过程中。

2 疫情中线上实验教学的实施

新冠肺炎疫情发生以后，根据现有条件，针对上述不足之处，我们迅速做出了相应调整，在此基础上探索了一条具有可操作性的普通化学线上实验教学链，具体内容如下。

2.1 化学实验室基本安全知识教学

化学实验存在一定的安全风险，实验室安全知识是学生进入实验室之前必须具备的基本知识。在第一次实验课中采用直播教学向学生介绍实验室的基本安全知识(约10分钟)，同时辅以虚拟仿真平台中的两个线上交互实验：化学试剂安全取用与突发事故处置三维虚拟仿真[6]、化学实验室安全教育互动式3D虚拟仿真实验[7]巩固学习效果。

2.2 线上实验的具体内容教学

线上实验教学大体分为两个部分，第一部分是通过直播课堂对实验原理及数据处理进行讲解，第二部分则是组织学生观看我们制作的本次实验的一些单元操作小视频。具体实验及视频内容如表1所示。

表1 线上实验教学小视频

在教学过程中，我们会留下一定的时间，让学生对实验内容进行讨论和提问。最后我们会留下本次实验的一些数据，供学生处理并得出结论。

2.3 线上实验教学的考核

线上实验课程的总分为100分，对学生的考核主要分为三个部分，分别为：课堂考勤、实验报告、线上考试，具体内容和分配如表2所示。

表2 线上实验教学的考核

2.4 线上实验教学的课程反馈

我们探索的线上实验教学以视频教学为主，视频中的演示实验内容可以被反复观看，在非线上实验教学中仍有一定的利用价值。在我校推行本教学方案之后，师生反应良好。实验教师普遍认为，本方案最大限度地利用现有条件向学生展示了化学实验的基本内容，具有可操作性。学生们反应课程内容丰富，确实能够学习到一些化学实验室的基本知识与操作。诚然，这其中还有一些尚待改进与完善的地方，例如：缺乏与专业相关的实验、实践课与理论课不同步等等。

3 结 语

实验教学与普通化学课程密不可分，它能让学生掌握基本的实验操作，能增加学生对普通化学理论课程的学习兴趣，也能培养学生的科学素养与综合素质。我们利用有限的现有资源，探索到一条基于视频教学单元化实验操作为主的教学道路，期望对普通化学实验教学提供一定的参考价值。我们拟在后面的教学工作中，进一步研究探索，设计一些课外实验内容，以激发学生对化学实验的兴趣。