化学学院有机化学虚拟仿真实验教学团队经验总结
——孙明辉、聂忠彬、相仕群、姚芬老师“虚实结合 共筑云上学堂”
科技创新是引领与促进发展的根本动力。为大力推进科创教育,学校构建的“点击、交融和沉浸”的师范生科创教育人才培养模式。而作为化学师范生实践类教学的主体的实验课程一直是教学的重点之一。化学实验是化学学科的基础和重要组成,化学理论、化学规律和成果的产生都是以实验为基础的。其中《有机化学实验》涵盖了有机化学中的基础性操作、综合性合成、设计性实验和创新性实验四个部分。通过本课程的学习,使学生掌握有机化学实验的基本操作,形成实验研究设计思路,学习研究方法,提高实际操作技能,培养学生的科学研究能力和解决实际问题。疫情突起,我们按照预案紧急切换至网络教学,教学活动不能中断,本科实验教学中心主任紧急联系各虚拟仿真实验平台公司,为学生紧急开设账号,无机、有机、分析、教法、物化以及化工实验室相关实验员教师,连夜奋战,紧急筛选能够锻炼学生能力,操作的相关实验,留足冗余量。保证三天后虚拟仿真实验正式开始授课。在此期间完成了新任课教师的相关培训,以便于顺利达成教育目标。
图 1 紧急部署实验教学中心虚拟仿真题目
学校十分重视师范生科学素养提升,构建以“点击、交融和沉浸”为主要措施的师范生科创教育人才培养模式。“点击”即以前沿案例剖析为拓展点,触动师生思科创;以综合实验设计为生长点,带动师生学科创;以创新产品研发为突破点,推动师生做科创。“交融”即专与创的融合,注重教学内容上的专业与科创相交织;成与生的融合,实现教学思想上的预设与生成相交互;破与立的融合,引导学习方式上的批判与建构相交融。“沉浸”是一种文化浸润,在欣赏感受中强化师生的科创意识,在活动参与体验中激发师生的科创能力,在学研共进中磨砺师生的科创精神。
化学实验教学,目的是使学生熟练掌握化学实验的基本操作技术和基本技能,掌握一系列化合物的合成、分离、提纯、鉴定、物性参数测定的方法。同时,通过实验教学,培养学生学会观察、记录和分析实验现象,正确撰写实验报告,培养学生严谨的科学态度和良好的实验素养,提高学生的科学实验兴趣和实践操作水平,整体提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。助力师范生的科创素养的提升。
《有机化学实验》教学目的在于让学生掌握有关有机化学实验基础理论和基本知识、基本操作技术。培养学生能以小量规模正确地进行制备实验和性质实验、分离和鉴定产品的能力。培养学生严肃、严密、严格的科学态度、良好的实验素养、创造性思维和勇于探索的精神,提高学生的动手能力和独立工作能力,使其具有一定的科研能力。培养学生主动查阅和阅读综合化学外文资料的能力,提高学生自主学习和合作学习的能力,并养成反思习惯。再次,能规范使用化学专业术语,用于教学和交流,能自主设计并讲授一节有机实验微课或活动课。
而实验教学过程中,思政教育一直是理科教学过程中的“痛点”,我们通过多种形式,助力实验教学中思政教育工作。我们一直在努力。这次遇到的新冠疫情,正是一个很好的思政教育的契机。
为了在减少人员流动的同时不落下学生课业,学校开启了线上教学,全覆盖的无限网络满足学生上网课的流量需求。虽然是线上授课,但每个老师都是兢兢业业,认真且尽责;课上的直播教学帮助学生去理解学习课堂重难点,课后的微信答疑、微课视频和直播回放帮助同学们巩固学习,查缺补漏,真真正在的做到了“停课不停学”。
在整个防疫过程中,全校师生共同努力,众志成城,疫情防控十分到位。感谢学校、志愿者以及老师们给予的足够的安全感,让我们觉得只要在学校,我们就是安全的。
姚芬老师在课前给同学们进行了疫情防控相关的介绍,助力防疫。
图 2 姚芬老师的课前防疫小知识讲座
本月突如其来的疫情扰乱了在校大学生正常的生活节奏,为确保师生的安全,我省学校都开始利用网络平台上课,做到停课不停学。教师要积极引导学生开展有序的线上学习生活。教师不但要制定严格的考勤制度也要严格要求课堂纪律,以保证学生线上学习的高效性,同时在做好疫情防控的同时,要凝聚战疫信心、传递战疫力量,因此在课堂中融入爱国主义教育、生命教育、责任感教育和感恩教育是非常重要的。具体实施为每次课前观看正能量抗疫小视频,引起观看者思想与情感上的共鸣,疫情无情人有情,发生在自己身边的抗疫每一步,都是生动鲜活的思政教材,把党中央抗击疫情的战略部署和方针政策及时准确地传递给学生,并联系马克思主义理论进行深入分析,加倍珍惜我们党开创的中国特色社会主义,不断增强道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,让爱国主义情感汇聚成众志成城、坚决打赢防控阻击战的无穷力量,让爱国主义情感转化为全面建成小康社会、共圆复兴梦想的强大动力。其次是积极普及科学、健康的疫情防控知识,切实提高学生的防控意识,适当剖析一些不配合防控工作的反面典型案例,教育和引导全市广大师生进一步树立规则意识,进一步树立法治思维,进一步增强社会责任感。
聂忠彬老师,从当前疫情现状,个人防护给同学做了介绍。
图 3 聂忠彬老师介绍疫情现状
图 4 介绍防疫志愿者的日常
一、首先和同学讲一下吉林疫情的现状,防疫形势还是很严峻的,大家一定要保护好自己。二、观看防疫志愿者日常视频,让学生体会到防疫人员的不容易。三、然后给大家讲一下防疫知识。
例如:1.消毒防护。首先,是医用酒精,75% 浓度的效果最佳。不要把酒精大量喷洒在婴幼儿和成人身体上,防止酒精过敏;注意明火,防止火灾。70~75% 浓度的酒精棉片或酒精,不但可以杀死病毒,而且还便宜。其次,含氯消毒剂。在日常生活中, 84 消毒液、漂白粉、含氯消毒粉或含氯泡腾片等都属于含氯消毒剂。直接稀释后装在塑料容器里就可以在进行消毒杀菌。
2. 口罩的使用
生活出行选择:一次性医用口罩
就医出行:一次性外科口罩或N95口罩
佩戴方法:白色向里,蓝色面向外,将口罩罩住鼻、口及下巴,橡皮筋系在双耳后。将双手指尖放在鼻夹上,从中间位置开始,用手指向内按压,并逐步向两侧移动,根据鼻梁形状塑造并压紧鼻夹。调整系带的松紧度。
丢弃口罩的注意事项:(1)不要触碰口罩的外表面,因为可能会感染自己。(2)不要触碰别人使用过的口罩,因为可能会交叉感染。(3)不要直接放到包里、兜里等处,可用清洁的袋子装好备用。日常生活中使用过的口罩,按照生活垃圾分类标准,就近投放到垃圾容器中;就医后的口罩装袋、消毒、弃置。
聂老师身体力行,从思想和行动上给同学们做出了榜样,学校封闭管理期间作为校志愿者为学生服务。
疫情的突然降临,给吉林这个省份蒙上了一层灰沙,没有硝烟的战争打响,医生,护士和志愿者们穿上白色战甲,与病魔战斗。哪有什么岁月静好,只不过有人为你负重前行。防控疫情,人人有责,我们每个人都应该为之努力、抗争。疫情来势汹汹,虽然如此,但是我们政府也在第一时间做好了防护准备,隔离群众,寻找密接人员,安排检测等等。
纵观国外,感染人员不断上升,意大利确诊超4.7万,西班牙累计确诊超过2万,美国病例更是超过7977万例……此次疫情中,中国的防疫工作做的最好。同时,我也庆幸生在中国,在五星红旗下长大。
新冠无情人有情,面对疫情肆虐,我们更应该有自己的坚守,做好防护,努力学习,这也是为防疫做贡献。
为保证线上授课质量,《有机化学实验》授课团队的孙明辉教师带领聂忠彬、相仕群、姚芬三位老师,参考之前虚拟仿真教学的经验及实际实验教学实践摸索,主要采用了“长江雨课堂+腾讯会议+微信群”三合一的教学模式:在长江雨课堂平台上进行课程目标、教学进度以及教学相关资料的发布、教学与反馈以及课堂点名互动、随堂测验;使用腾讯会议平台进行直播授课;同时使用微瑞平台和欧倍尔平台进行虚拟仿真实验操作,实验完毕利用平台进行考核操作,课后的通过接龙小程序,邮箱等收集学生的预习以及实验报告。
教学实施路径如图1所示。
图 5 实验教学实施路径