新工科背景下無機化學實驗線上線下混合式中英雙語教學探索

張紅燕，黃宏升

（貴州理工學院 化學工程學院，貴州貴陽 550003）

新工科要求把新理念、新結構、新模式、新方法和新質量等元素融入工科建設，旨在大力培養工程科技創新和產業創新及應用型人才[1]。新工科教育是在傳統工科的基礎上發展的卓越教育的升級版，能夠進一步促使我國從工程教育大國走向強國，在新一輪工程教育改革中發揮重要影響力[2-3]。在新工科背景下，實踐教學是高校教育不可或缺的核心與主體內容[4]。實踐教學可以較為系統地培養學生的實踐能力、分析問題能力、歸納能力，在工程教育中具有重要的作用。無機化學實驗課程是貴州理工學院化學工程與工藝、新能源科學與工程專業的一門重要的實驗課程，通過對課程的學習與實踐，學生能夠鞏固和加深對已學化學基礎理論知識的理解，掌握必需的無機化學實驗基本知識、實驗原理、基本操作與方法，培養理論聯系實際的思維能力和分析、解決問題能力，培養辯證唯物主義世界觀、實事求是的科學態度和良好的實驗習慣，培養創新精神和探究能力，培養綠色實驗和綠色發展的理念，使學生勇于面對實驗中的失誤和失敗，敢于追求真理。

隨著工商業的發展，中英雙語教學成為當代高等教育的一個重要方式。在新工科背景下，結合“強責任、精技術、重實踐、善管理、求創新”的高素質應用型人才培養目標，本文對無機化學實驗課程進行了中英雙語教學探索與實踐。

1 無機化學實驗中英雙語教學的必要性

無機化學實驗課程以無機化學理論課程為基礎，是對理論課程的必要補充，通過實驗對理論知識進行實踐驗證，能夠使學生更加直觀地觀察實驗現象，加深對理論知識的理解，培養實踐動手能力和分析問題能力，也可以為后續實驗課程的開設及將來的工作和科研奠定基礎。2001 年8 月，教育部印發《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》，明確提出：“積極推動使用英語等外語進行教學”[5]。 因此，在新工科和工程教育專業認證背景下，基于學習產出的教育（OBE）理念，對無機化學實驗進行中英雙語教學，不僅可以幫助學生掌握一些常用儀器設備的英文名稱，增加學生的專業詞匯，使學生加深對科技英語表達方式的理解和應用，提高學生的英語水平，而且有助于培養學生的國際化思維、創新思維、全球化視野、運用英語進行溝通交流的能力，有利于學生綜合素質的提高。

2 無機化學實驗線上線下混合式中英雙語教學探索

無機化學實驗是貴州理工學院化學工程與工藝、新能源科學與工程專業學生進入大學的第一門實驗課程，該課程對學生實驗操作技能、實驗態度、實驗習慣和專業學習興趣的培養起到非常重要的引導作用。立足當前教育信息化、數字化的時代背景，應用不同的教育理論、教學方式、技術手段等進行混合式教學，受到教育界的廣泛關注[6]。與傳統教學方式、在線教學方式相比，集二者于一體的混合式教學的優勢更加明顯，主要表現在以下幾個方面[7]。（1）與傳統教學方式相比，混合式教學的教學資源更加豐富，內容更加生動，教學時間、地點更加靈活，突破了時間和空間的限制。（2）與單一的在線教育相比，在混合式教學中，學生在教師的引導下有效學習，學生之間及師生之間交流溝通良好，關系融洽，避免了學生在線學習的孤獨感和封閉性，提高了學習的效率。（3）混合式教學的課程設計巧妙合理，學習環境生動活潑，更容易引導學生進入“樂中學、學中樂、樂學中”的理想境界。因此，為了提高無機化學實驗課程的教學效果，達到課程的雙語教學目標，本文對課程進行了線上線下教學資源建設、多形式教學方式和多元化考核評價體系建設及實踐。

2.1 線下教學資源建設

2.1.1 自編中英雙語教材

根據貴州理工學院化學工程與工藝、新能源科學與工程專業學生的培養方案要求和課程教學大綱，在新工科背景下，本文按照基于學習產出的教育（OBE）理念，確定了無機化學實驗課程的雙語教學目標。該教學目標包括培養學生的專業技能，使其掌握實驗所涉及的實驗儀器、試劑、操作方式等，培養學生的國際化思維、創新思維以及運用外語進行溝通交流的能力。無機化學實驗課程支撐12 個畢業要求中的4 個，即“工程問題、問題分析、研究、溝通”。根據教學目標，教師編寫了有針對性的《無機化學實驗》中英雙語教材，并已于2020 年6 月由吉林大學出版社出版，目前在使用中。中英雙語教材主要有4 個特點：（1）應用廣泛，可面向理工科高校師生，除滿足本?；瘜W工程與工藝、新能源科學與工程專業學生學習需求外，還可以滿足化學、生物、材料、環境等多個相關專業學生的學習需求；（2）注重基礎，介紹實驗基礎知識，特別是在教學過程中不易詳敘的實驗室常識，以及實驗過程中不易掌握的操作技能知識，可有效指導教學和實踐；（3）邏輯性強，按照學生認知邏輯的先后順序編排，分別為進入實驗室之前需要了解、熟悉的實驗室基本常識和實驗基本操作技能，再到實驗前期較簡單的基礎型實驗，然后到實驗后期較復雜的綜合設計型實驗，最后為了方便、有效地讓學生在實驗全過程中進行雙語學習，設置了無機化學實驗專業詞匯內容；（4）創新性，與現有同類型教材不同的是，教材創新地設置了專業詞匯的內容，這對于雙語教學有較大的幫助，同時也為后續專業英語、畢業設計（論文）等課程的學習提供參考。此外，本書綜合型、設計型實驗內容的比重較大，且在實驗內容中設置了思考題，有利于學生創新思維和能力的培養。

通過使用中英雙語實驗教材，實驗前學生結合教材進行實驗英文預習，教學時將實驗中涉及的儀器、試劑、實驗操作等英文專業詞匯進行總結歸類，可以有針對性地理解和掌握專業英語詞匯和英文表達，鞏固專業術語，同時有利于學生創新思維和能力的培養。目前，自編教材的使用情況較好，學生普遍反映教材的實用性和針對性強。

2.1.2 自制中英雙語對照版PPT 課件

教師對每次實驗的內容、教學目標進行分析，并制作有針對性的中英文對照版PPT 課件，PPT中明確實驗目的、實驗內容、實驗原理、實驗條件等，并對照英文進行標注，具體的實驗步驟以簡圖的形式呈現，不再全部是文字，簡單明了，起到提示性作用；實驗操作以動圖的形式呈現，生動形象。PPT 課件以中英文對照形式呈現，使學生在掌握實驗內容的同時能更快地了解實驗中涉及的專業名詞。

2.2 線上教學資源建設

傳統實驗課以灌輸式教學為主，學生學習主觀能動性差，實驗前很少預習，學習效率低[8]。在教學過程中，教師利用學堂在線網絡平臺建立網絡教學資源，包括中英電子教材、中英微課課件、微課視頻、試題庫等，可使學生通過網絡教學平臺進行課前預習和課后復習；將實驗中的一些重點操作，如移液管和吸量管的使用及注意事項、容量瓶的使用及注意事項、滴定管的使用及注意事項、常壓過濾操作、減壓過濾操作等錄制成微視頻，上傳學堂在線平臺，方便學生進行課前預習，提前熟悉實驗操作，實驗中的問題也可以通過網絡教學平臺進行討論和答疑解惑，特別是實驗操作，在實驗過程中，如果個別學生的操作問題沒有被及時指正，學生可以通過觀看微課視頻進行學習和發現問題，并改正操作。實驗課后教師通過網絡教學平臺及時發布本次實驗的課后思考題，根據學生的回答情況組織討論，增強與學生之間的互動和交流，體現以學生為中心的現代教育理念，提高學生的學習興趣[9]。

2.3 多形式教學方式改革

傳統的實驗教學通常是實驗課上教師先簡單介紹本次實驗重點內容，然后進行重點操作的演示，之后學生自己動手做實驗。在此過程中，教師缺乏和學生的有效溝通互動，導致實驗課質量較低。而且無機化學實驗課程主要授課對象是大學一年級學生，大部分學生的英語基礎薄弱，對專業詞匯的掌握比較少，教師在教學過程中面臨的主要問題是學生聽不懂、不愿聽，因此，教師在教學過程中要考慮學生的英語基礎，注重培養學生的學習興趣，將實驗課的教學分為課前、課中、課后3 個環節，以學生為主體、以教師為主導，充分發揮學生的主動作用（見圖1）。

圖1 無機化學實驗線上線下教學方式

2.3.1 課前學習

有研究表明：課前學習資源的互動性不僅可以讓預習更為有效、更具吸引力，而且還可以成為學生自學能力養成的催化劑、腳手架[10]，因此，課前學習資源的準備尤為重要。教師根據實驗雙語教學大綱，將錄制的實驗微課視頻（配中英字幕）上傳學堂在線。為豐富教學內容，給學生帶來良好的視聽學習體驗，增強學生學習興趣，教師將相關網絡視頻等插入自制的雙語PPT，上傳至微信雨課堂的課件庫，發布給學生進行課前知識學習，同時在雨課堂發布本次實驗內容的預習小測題目，學生根據預習情況完成測試，教師利用雨課堂的數據分析能力，對學生的詳細預習情況進行分析，包括PPT 預習頁數，所用時間，客觀題的答題率、正確率、平均得分，預習過程中不懂的內容，主觀題可通過文本或圖片形式作答，教師進行批改。同時，教師根據實驗重點內容和需掌握的操作技能，在討論區發帖，學生進行討論。學生做好實驗預習的同時，以英文形式書寫實驗預習報告，熟悉并掌握專業英語詞匯。

通過學堂在線和雨課堂線上學習方式，教師可以及時掌握每位學生的預習情況，同時學生可以利用空余時間反復觀看線上平臺發布的微課課件和微課視頻，提高學習效果。

2.3.2 課中學習

在課堂中，教師結合學生的課前學習情況及測試情況，有針對性地進行雙語授課。教師將實驗中的儀器、試劑、實驗原理等用英文進行板書，以中英文結合的方式簡單介紹本次實驗內容，然后對學生的預習情況進行隨機檢查提問。教師可通過對學生提問，考查學生的預習情況和對專業英語詞匯的掌握情況，來提升學生的口語交流能力。

2.3.3 課后總結

每次實驗課后，學生對實驗現象、數據等進行分析、總結，完成中英文實驗報告，同時為強化英語水平，學生還要按要求閱讀教師指定的與實驗相關的英文文獻1 篇。教師在雨課堂的討論區發布討論，學生根據對英文文獻的閱讀理解情況參與討論。

2.4 多元化考核評價體系

教學考核是衡量教學效果的主要方式，考核方式的客觀、公平和精準對于把握學生的學習效果具有至關重要的作用[11]。傳統的實驗考核主要是實驗報告成績結合平時實驗操作情況進行。為了保證雙語教學的質量，應該采用適合雙語實驗教學的考核方法[12]。本文針對實驗課雙語教學情況進行了調查研究，調查結果表明[13]：在選擇考核內容方面，認為除了專業知識考核外，還應有口語能力考核的學生占比為 58%，要有聽力考核的學生占比為51%；在選擇考核形式方面，只有34%的學生選擇閉卷考試形式（見表1）。該調研數據表明學生在對雙語教學的考核中比較重視口語和聽力能力的考查，更傾向于綜合考核方式。因此，結合調查結果，對無機化學實驗的考核方式進行了改革，以多元化考核方式進行，包括平時考核和期末考核。平時考核成績占比為50%，其中平時成績包括學生線上觀看微課視頻（占比為5%），雨課堂測試、討論（占比為10%），線下預習實驗報告（占比為5%），課中聽力、口語（占比為10%），課中實驗操作（占比為20%），期末考核為實驗報告（中英雙語）成績，占比為50%。期末通過多元化考核方式，可以了解雙語教學的效果，并進一步激發學生的學習興趣，提高學生的專業英語水平，也符合實驗雙語教學的目標（見圖2）。

表1 雙語教學調查結果

圖2 無機化學實驗中英雙語考核

3 雙語教學質量評價

雙語評價質量指標是雙語教學的“指揮棒”，對雙語教學的順利開展有非常重要的監督和導向作用[14]。學生是教學活動的中心，為了對無機化學實驗雙語教學質量進行評價，針對貴州理工學院2021 級開課的200 名學生，利用雨課堂端，通過問卷調查對實驗的開展情況和學生的滿意度進行了跟蹤調查。結果表明：有89%的學生能夠接受無機化學實驗課進行雙語教學，認為雙語教學有助于督促其進行英語學習，提高英語水平；有11%的學生不能接受雙語教學，參與度較低，可能是由于其英語基礎薄弱，對英語學習存在畏難心理，所以不能很輕松地接受。在能夠接受實驗進行雙語教學的學生中，有51%的學生認為雙語教學學習效果好，可提高英語水平，掌握專業英語詞匯，有利于后續專業英語課程的學習，有30%的學生認為效果一般，有19%的學生認為學習效果不好。在滿意度調查中，有37%的學生對目前的雙語教學非常滿意，有48%的學生表示滿意，還有15%的學生不滿意。在課程雙語教學中面臨的主要問題有很多學生反映詞匯量不足、不能讀懂英文內容、口語待提高等。通過問卷結果可知：大部分學生能夠接受實驗課程開展雙語教學，而且對雙語教學的效果是肯定的，也愿意通過雙語教學提高自己的英語水平，但雙語教學也存在一定的問題，如學生英語基礎薄弱、口語水平有待提高，難以接受實驗課程用雙語教學，在實驗過程中參與度較低等，所以，今后還需進一步根據學生的實際情況，改革教學方法，加強師生之間的英語交流和溝通，提高學生實驗課的積極性和參與度，提高學生熟練應用英語進行表達和交流的能力，通過改革進一步提高雙語教學質量和學生的滿意度。

4 結束語

在新工科背景下，本文對無機化學實驗進行了線上線下混合式中英雙語教學改革探索，使教學效果和學習效果有所提高，取得了一定的成效，不僅使學生熟悉了實驗室的基本常識，掌握了實驗的基本操作技能，培養了學生的創新思維和能力，且學生英語水平有一定程度的提升，為后續專業英語和實驗課程的學習奠定了基礎。課程教學改革是一項長期的工作，需要不斷深入完善和改進教學方法等，提高雙語教學質量，培養出具有國際化思維、創新思維以及能夠運用外語進行溝通交流的新工科人才。