“3+1+2”新高考模式弃物理化学背景下大学基础实验课程改革探索与实践
时间：2023-05-28 18:35:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
权 祥 褚 惠 李 梦
(1.徐州工业职业技术学院，江苏 徐州 221140；
2.江苏省郑集中学城区分校，江苏 徐州 221116)
2014年国务院发布《关于深化考试招生制度改革的实施意见》，标志着新一轮高考招生制度改革的启动。2021年包括江苏省在内的8个省率先实行了“3+1+2”新高考模式,这次高考改革方案相对于过去12年一直采用的“语数外”记总分，选修科目记等级的方案来说，变化非常大。据江苏省教育厅统计，2021年选修物理、化学的考生仅占总考生人数的14.83%。以材料工程学院高分子智能材料专业为例，全班总人数37人，物理、化学同时选修的人数为17人，即专业内有20人是只选择了单科物理的理科学生或纯文科学生，占到班级总人数的54.05%。在物理、历史二选一的前提下,大部分考生为了获得较高分数放弃物理科目，而选择物理、化学组合的考生就更少，这就导致普通理工类学校招不到学习物理、化学的学生[1，2]。理工科专业的本科和高职学生在低年级的时候还要求学习大学物理、化学原理以及相关实验课程,高考非物理、化学组合的考生不但在学习大学物理、化学理论课程时会有很大的困难，在实验环节也会显得束手无策[3，4]。学生的高中物理、化学基础知识的差异化也会给大学物理、化学基础课程的教学产生不利影响[5，6]。
湖北汽车工业学院的周晓红、陈杰老师把本院学生按不同选课类型分类进行大学化学基础实验的讲授，取得一定效果，但对师资和跨学科组班学生的管理提出了很高的要求[7]。
湖南工学院的高宁宁、龚升高老师针对大学生高中理科基本知识越来越薄弱的特点，制定了全方位、多层次的教学改革方案。利用加大课堂实验演示力度、小组实验强化、强化师资培训、设置习题讨论课等手段，整体上取得了一些效果，但个别高中理科知识薄弱的学生会缺乏存在感[8]。浙江工业大学的杨则金老师对大类招生背景下材料学科的基础实验课程教学进行探索研究，对实验室实验过程提出了改进方法，对教学内容也提出一些增补意见，主要为增加相应的教授高中物理、化学知识的课程[9]，但多学习一门课程会增加学生学习的负担，这种方法不具有普适性。
大学物理、化学基础实验课，是学生学习理工类学科的重要基础课程。因此，大学物理、化学实验课程教学效果的优劣，会直接影响学生对机电、信息、材料、化工相关专业的兴趣和后续专业综合实践、毕业设计学习的主动积极性，对培养理工类专业人才而言，探讨“3+1+2”新高考模式下大学物理、化学基础课程的教学模式、丰富实验教学改革的内容具有重要意义。
部分学生高考时未选考物理、化学学科，进入到大学的机电、信息、材料、化工类专业后，无论是“大学物理”和“化学理论”课还是大学物理、化学实验课都与高考选考物理、化学的学生有着很大的差异,这种基础知识上的差距以及上课效果的差异使得教师在教学过程中很难保持教学进度一致。传统课堂教学会出现质量下降的趋势。由于目前大部分高校教师资源和实验设备有限，无法将选考物理、化学和非物理、化学组合的学生进行分类培养。在实验环节，未选择物理、化学的学生会轻易放弃实验操作，课程结束时拷贝他人实验数据，造成教学效果的下滑。
针对在“3+1+2”新高考模式下出现的理工类专业非选修物理、化学科目的学生学习大学基础物理、化学实验困难的问题，课程组从提前测试分组、课前学案预习、课中分组操作、课后互动反馈等环节，借助学习通教学平台，运用微课、MOOC等教学手段，有效提升了大学物理、化学实验课的教学质量。
在上物理、化学实验课前，应对全班学生进行高中物理、化学基本知识的测试，根据测试结果，将不同成绩等级的学生进行平均分配，这样就可以起到小组内部互助的作用，而小组之间可以更好地竞争。课前学案预习时，未选修物理、化学的学生如果直接进入大学实验课，会由于知识的断档，很难进行有效的学习。教师应对未选修物理、化学的学生制定一份专门的预习学案，将实验课将要用到的高中物理、化学知识点进行梳理，让学生以思维导图的形式进行预习。通过学习通等平台进行任务布置，更好地评测预习的效果。课内分组实验应该细化每名小组成员的工作任务，且组员的任务应该采用串联结构，这样每一位成员的进度都会影响到全组的完成率，这样既增加了每位成员的责任感，也增强了成员间的互助性。通过学习通等教学平台及时反馈教学效果，可为下一堂课调整教学内容和难度提供依据。
3.1 新高考模式下大学基础实验课程与中学物理、化学课程衔接问题
大学基础实验课是针对理工类大学二年级学生的一类基础实验课程。对于理工类专业大学新生，中学基础物理、化学教育与大学基础实验课程有紧密的联系。新高考模式下，中学物理、化学等知识的调整将对大学基础实验的开展产生一定的影响，如何做好大学基础实验基本知识与中学基础课程的衔接有重要的研究意义。
大学基础实验课程与中学物理、化学知识体系在教学目标上存在差异，这种差异对大学教学方式、学生的学习方式与高中教学惯性之间的衔接存在一定的障碍。新高考模式下，物理、化学知识结构的调整对原有大学基础实验课也产生影响。教师要注意大学物理实验课程与中学物理、化学知识的理论梯度，教学进度要适当；
要注重加强和学生之间的课堂互动环节的设计；
在学习方式上要引导学生积极从高中实验课的思维模式上转变过来，适应大学基础实验课程的学习。
3.2 非物理、化学考生基础知识能力评测和小组互助问题
中学基础课程学习的好坏直接影响大学基础实验课程的质量。非选修物理、化学学生在基础实验课上的表现与选修物理、化学考生相比相差甚远,学生对大学物理、化学知识的理解深度、动手实验能力、课后作业的质量、课堂听讲的效率等多方面都存在全面的差距。大学基础物理、化学实验是反映理工科学生学习综合能力的第一门课程,既有实验原理需要理解,又有实验操作需要完成。选考物理、化学组合学生群体的实验课程完成水平基本和新高考改革前学生相当。高考没有选考物理、化学组合的学生缺少物理、化学思维方式,这比缺少物理、化学基础知识更加难以塑造。通过基本的高中物理、化学知识问卷能准确分类出大一学生对高中物理、化学知识的掌握情况。将学生按成绩等级进行平均分组，采用组内互助、组间竞争的模式进行实验教学。
3.3 加强学生思想政治教育, 呼吁学生向老一辈科研工作者学习
未选考物理、化学的学生考入了一个理工类的专业,高中物理、化学知识和思维上的劣势会在大二的专业课学习过程中暴露出来。在教学过程中增加思政内容，能够让学生坚定学习意志，增强学习科学文化的责任感。通过一些科学故事引导学生逐步深入科学研究。例如诺贝尔奖获得者屠呦呦教授在青蒿素的研究过程中，经历上百次的萃取失败依然不放弃，最终获得成功、造福人类。吴健雄教授在美国留学期间，验证弱相互作用下宇称不守恒的实验时，吃住都在实验室里，最终完成了验证实验。通过大量的事例让学生明白老一辈科研工作者的成功绝不是轻而易举、一朝一夕就获得的，是日积月累形成的,掌握这些技术的过程也并不都是愉悦的体验,只有乐在其中的人才不觉得整个过程都是吃苦受罪,而是拥有一种奉献社会、造福人类的幸福感。
4.1 授课方案的设计与建设
本方案以高分子智能制造专业为例，探索新高考模式弃物理、化学背景下基础实验课程的设计与建设，以便及时调整课程体系、优化培养方案、细化过程与结果考核的内容与权重；
研究大学基础实验课程与中学物理化学课程的衔接，联动线上、线下教学平台，优化大学基础实验室教学环境，构建有助于提高班级整体实验水平的小组互助成长模式，有效提升人才培养质量；
设计符合大部分学生能力培养的教学内容，构建层级递进的课程内容体系；
根据课程内容体系的难易程度将其划分为不同模块，学生根据实际情况进行选择，从而实现个性化的人才培养。
4.2 授课方式设计
针对新高考模式下学生具体情况和实验课程自身的特点，授课方式主要以演示法和练习法为主，讲授法为辅；
线下教学为主，线上为辅。对高分子智能制造专业物理、化学基础较差的学生，在教学平台存放针对性的教学视频供其提前补习必要的高中理科知识点。简单的实验可以让同学自己设计方案，引导学生组别之间进行竞争。危险的实验，教师先演示学生后模仿操作。抽象的实验，先提前准备动画模拟再进行实体实验。在教学过程中，老师在讲解实验时，采用问题引入式教学方法，引导学生思考，并分析学生所给答案存在的问题，使学生最大限度地扩大实验涉及的学科知识容量。
4.3 考核方案的设计
传统的考核方式是只对单个实验的实验预习、实验报告进行考核。在实验预习方面，学生往往只是把实验的预习报告一字不漏地抄下，老师很难从中了解学生真正的预习效果。而实验操作一般只讲解正确的操作，不作考核。最后的实验报告几乎千篇一律，老师只能从报告是否完整、数据处理是否准确、思考题解答是否正确来评价实验的好坏。这样传统的考核方式对实验分数的评定有些片面。所以，我们尝试着把实验考核分为三个部分。首先是预习报告，学生要在预习报告中写下实验目的、实验原理和实验步骤，以及老师在学习平台上发布的视频后提出的问题的答案，老师根据学生实验课前上交的预习报告的质量来进行打分。其次，实验过程考核分小组进行，课堂上老师根据小组的整体表现给出分数，同一小组成员分数相同。最后，实验报告以个人报告的完成质量打分。单次实验的最终成绩由预习报告、实验表现、实验报告三部分的分数按3∶3∶4的比例计算得到。
4.4 技术路线
本方案的技术路线如图1所示。资料的收集主要包括通过教育部网站查阅新旧高考物理、化学考试大纲，对新高考物理、化学的高考课程标准相关的文献资料进行调查，综合大学基础实验的内容分析，找出两者之间的衔接断点。走访中学教学一线，了解目前高中理科、文科的物理、化学的教学深度。查阅文献资料，掌握更多其他高校对新高考背景下理科专业实验课改革的方式方法。
图1 技术路线
学情分析采用以下方法。
(1)问卷调查法：采用问卷调查，通过将学生座谈和高中基础知识测评相结合的方法，对学生的实际知识能力、思想等现状进行科学的调查研究。
(2)行动研究法：通过成立学习小组，在实际的实验教学中不断优化教学方法，对比改革后教学方法与传统教学方法的优劣。
制定授课方案包括：
(1)根据学情分析结果制定符合理工类专业基础实验的授课方案。方案设计应在教学内容和目标中增加针对物理、化学薄弱学生的教学环节。教学方法以教师演示和学生练习相结合为主。小组内部要分工明确，组间要有良性竞争。
(2)制定符合新高考模式下的大学物理、化学基础实验课的考核方案。考核方案要注重学生个人的过程性考核和小组整体考核。小组整体考核有助于小组内部成员的互助和小组间的良性竞争。对高考未选考物理、化学而进入高分子智能制造专业的学生，要从实验课前的基础知识预习效果就开始考核。
对于“3+1+2”新高考模式下出现非物化考生进入到理工类专业，造成大学基础实验课程教学难的问题，需要有针对性地进行大学基础实验课程的内容和标准的调整。通过科学的高中物理、化学评测，将优良差学生平均分配到每个小组，通过组内互助、组间竞争的方式激发每位学生的学习动力，在强调课程建设的同时，增加思政元素，增强对学生的爱国主义教育。
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