大赛优秀案例分享丨王秀云团队：生态化+智慧化实验教学模式探索与实践
大赛
西浦全国大学教学创新大赛（简称“大赛”，XJTLU National University Teaching Innovation Award）由西交利物浦大学主办，领导与教育前沿院承办，澳门同济慈善会北京办事处支持，旨在发现并奖励一批将“以学生为中心”作为教学理念的高等院校的老师，传播“以学生为中心”教学的创新举措。通过帮助教师梳理个人教学创新思考、提供多重展示的机会，为教育创新者构建分享、交流、学习、成长、共创未来的平台，进而推动中国高等教育改革。
为了更好地支持和服务所有热爱教学创新探索的老师们，西浦全国大学教学创新大赛组委会将逐一分享第六届西浦全国大学教学创新大赛20组获奖选手的教学创新案例，为教育创新者们带来更多交流、学习和成长的机会。
本期分享的是第六届大赛年度教学创新二等奖、来自大连理工大学王秀云老师团队的《生态化+智慧化实验教学模式探索与实践》。
教学创新案例分享
课程名称：无机化学实验
上课学生数：8-16人
课程性质：专业核心基础课
王秀云老师团队秉承“突出学生主体地位，促进学生个性化发展”的理念， 将生态原理、生态智慧融入到教学思维和教学行为中。
团队基于以“精品资源促进学生实验预研，以探索研究激发实验兴趣，以寻方制药驱动学生探究，以融汇贯通发展学生的教学思路，及具备教学决策数据化、学习指导个性化、交流互动立体化”为特征的智慧化教学手段，实施了闭环的生态化+智慧化实验教学模式，构建了开放的、个性化的、多元化的、 协同发展的教学生态，促进了学生个性化发展。
知识目标：培养学生的知识获取能力、文献检索能力、信息素养、分析问题、解决问题能力、科研思维。
能力目标：使学生形成探究意识，能够进行全面、多角度的思考，能够建立制备及鉴定的思维方法，能够基于文献调研初步设计合成制备方法，达成“ 能够独立进行实验，能够细致观察实验现象并做出合理分析”的能力目标。
部分学生可以达到能够基于科学原理并采用科学方法进行实验设计、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理结论的高级能力目标 。
素质目标：培育学生的创新能力、解决问题能力、5C 核心素养等，同时使学生在合作中体会到科研精神。
教师将生态化+智慧化贯穿于整个教学流程之中。生态化是指：将生态原理、生态智慧融入到教学思维和教学行为中，本质上是教学思维和教学方式的生态化。智慧化是指：教学决策数据化、交流互动立体化、学习指导个性化。
生态化+智慧化是指依托物联网大数据等信息技术构建技术融合的教学生态环境，运用丰富的学习资源和手段施展高效的研与学，其理念为“以生为本， 个性化发展” ，目标是促进学生素质和能力的个性化的全面发展。
1.构建充满多样性和差异性的教学生态
教师注重发展学生的自主性、主动性和创造性，引导学生体验、质疑、反思、探究、创新，促进学生充分的、自由的、全面而个性的发展，使实验教学不再是刻板的重复与验证模式，而是师生关系融洽、气氛活跃、和谐平等、充满探究活力的教学新生态，以民主、开放的教学方式渗透创新素养的培育。
2.以自主学习资源，驱动高效实验探究的顺利实施
团队构建了以自主学习为引擎、以虚拟实验为补充、以安全培训为保障、以学情数据为依托的“四轮驱动”的自主学习资源，驱动高效实验探究的顺利实施。
学生可以通过慕课、图书馆的数据库等资源自主学习导学内容，做到实验内容了然于胸，为实操探究奠定坚实基础。
教师应用移动实验教学管理平台，实施智慧教学，通过学情分析数据精准掌握实验教学的起点、难点，实施个性化指导，师生协商决定实验的难度和深度，为每一位学生设立个性化的实验内容，提升学生学习的主动性和成就感。
教师也会应用虚拟实验室平台，通过“以虚补实、以虚促实”弥补因涉及昂贵精密仪器或高危高毒而无法开展的项目内容的缺失。
课程教学过程中应用安全准入管理平台，进行安全环保培训，学生获得安全准入证书后方可进行实验操作，保障实验探究安全开展。
3. “递进型” 教学流程
教师以科学研究的规律、思维、方法为主线组织实验教学，设计了课前预研先导→课中实践探究→课后拓展延伸的“递进型” 教学流程。通过逐层提升课程的挑战度，将教与学融于兴趣和探索进程中， 将自主学习、自主探究、自主发展贯穿于整个实验教学的始终。
教学过程中师生角色得到了改变，更加注重学生在实验教学中的主体性地位，使其角色由知识输入者转化为知识探索者，真正成为实验各个过程的主体，发挥学生的个性和特长，发掘学生的创新潜能激励学生自主创新，引导学生自我选择学术发展方向、自我设计知识结构、自我完善科研技能。
教师角色由讲授者转变为辅导者，引导学生寻求实验过程中的遇到的各种困难的解决方案。通过改变教师和学生的角色定位，充分培养学生的主人翁意识，提升学生综合素质 。
4.将预习上升为预研
将预习上升为预研，为实现高阶性、创新性课堂教学奠定前提基础；实操探究培养学生创新思维，提升学生创新能力；拓展应用满足不同层次学生个性化的需求。
在预研先导环节， 采用思维导图+问题引领的方式指导学生进行有效预研，如硫酸铜提纯实验的预研引导。
5.层次化设置实验内容
实验内容的设置注重知识的系统性和层次性，激发学生的求知欲，发挥学生的个性和特长，发掘学生的创新潜能，激励学生自主创新。
团队将实验项目横向整合，纵向打通，层次化设置项目内容，逐层提升课程的挑战度，提高学生解决复杂化学问题的能力。
课程团队围绕化学科学解决实际问题方法的主线，一体化构建了学科交叉的“制备提纯→性质测定→分析表征→综合创新”的“四位一体” 的创新实验内容， 提升课程的高阶性和挑战度，培养学生深度探究、勇于创新的精神和能力，有效解决因知识体系不系统、教学内容不高阶而导致的创新能力缺失问题，满足不同层次人才培养需求。
6.采用个性化的教学方法和手段
教师会针对不同教学环节、不同学生采用个性化的教学方法和手段，如项目式、同伴教学式、小组协作式、任务驱动式。
课前，教师依循在线学习的规律对教学全流程进行精细教学设计，发布每个小组导学及学习任务，让学生通过小组协作进行分析讨论， 提升协作学习能力。学生要明确制备方法原理及制备条件的确立依据，制定研究策略，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过任务驱动促进学生自主学习。
课中以教师为主导，发挥学生的主体参与作用， 通过创设情境，激发学生探究兴趣，形成本课程的动力引擎。同时灵活开展“翻转课堂”，结合学生认知的“最近发展区”创设问题，通过同伴教学及讨论探究的方式对达成学习的重构，促进深度学习，获得学习成效。
7.构建了科研竞赛转化案例库
课后，教师将开放实验室，使实验教学突破教材文本、教学时间和教学空间的限制，通过教学内容、教学时间和教学空间的开放，将实验内容、实验技术与科学研究、发展前沿及开发应用密切结合；将科学研究训练、实验竞赛、创新创业训练作为创新研究的载体，通过科研与教学、竞赛与教学、创新训练与教学的融合， 发挥科研、竞赛对学生创新能力培养的促进作用，实现学生多元化发展。
这种全开放式、研究式的实验教学模式，大大激发了学生进行自主学习和研究性学习的积极性，提高了学生的科学素养和创新能力。
无机化学实验是一门实验课程，教学活动以实验探究为主，总学时数为60学时。
其中，线上自学及预习报告占15%，课堂实操占 60%，文献检索及方案设计占10%，问题研讨占 15%。
本课程采用过程性与终结性结合、线上线下结合、定性定量结合、师评生评结合等多元化、全过程评价方式。课程为平时成绩（70%）， 期末考试成绩（30%），针对学有余力的学生增设了创新实验方案设计（+10分）。
平时成绩构成：平时成绩构成：预习测试（10分）、安全环保（10分）、创新表现（5分）、实验操作（35分）、实验报告（20分）、方案设计（10分）、协作讨论（10分）。
平时成绩根据过程考核评定，除考查学生的安全规范操作外，还针对实际问题的解决情况，包括设计方案、探究分析、 5C 核心素养、 以及求真求实，遵守学术规范，责任意识，绿色环保等情况进行目标达成度评价；通过科学有效的过程性评价给出学习导向，激励学生主动参与，引导学生积极探究思考、创新探索，促进学生知识、能力和核心素养的全面发展。
教学创新案例精彩展示
6月，王秀云老师受邀参与第七届大赛线上分享，请点击以下视频观看完整在线分享及大赛决赛精华分享。
案例分享完整版
大赛决赛精彩展示精华版
教学创新背后的故事
Q：您做教学创新的初衷是什么？
王秀云：当前是信息爆炸时代， 在信息技术面前，由于学生学习内容的开放性，学生的认识领域大为拓展、吸纳知识的途径由单一变为多元， 教师不再是学生唯一的知识来源，教师在知识和信息方面的优势将逐渐淡化。为了应对教育信息化的挑战，教师必须要改变角色，更新教育理念， 由“授之于鱼”向“授之以渔”转变， 塑造学生具备未来社会所必须的品格、能力、思维与行为方式，实现中华民族的腾飞。
这种教学理念的改变，落实到实验教学上，体现为以下问题的解决：如何构建能够满足多样性的学生的不同层次的实验需求？如何应用现代信息技术，满足学生个性化需求，有效提高化学实验教学育人质量？如何在提高学生实验操作技能的同时使学生的创新能力得到同步提高？如何在化学实验教学中强化学生的安全环保意识的同时，更好地培养学生人文情怀？
为此我与团队不断改革、探索、实践，最终形成了生态化+智慧化的实验教学模式， 有利发挥了学生个体的主动性，促进学生个性化的发展，并在探究过程中实施素质教育， 使创新能力和核心素养得到同时培养，以适应新时代教育信息化对实验教学的教与学的新要求。
Q：您的教学创新过程中遇到的最大挑战是什么，您是如何解决的？
王秀云：生态化+智慧化教学模式中，虽然是以学生为主体的教学模式，但由于教师的角色是学生学习的引导者和指导者，是学生发展的促进者和支持者，是知识学习的设计者和导演者， 因此对教师知识水平和能力要求非常高。教师要从一个“教书匠”向“科研型”转型， 要有科研思维、前沿视野和深厚理论基础，因此要紧跟时代步伐，时刻给自己充电， 具备“能思维、能应用、能创新”的能力来引导、指导学生。
Q：请简述您对教学创新本身的理解。
王秀云：教学创新应该紧紧围绕着学生的发展而展开，以提高学生的综合素质为重任，培养学生的创新意识和创新能力。为此，要把课堂交给学生，让课堂焕发活力，成为有生命的课堂。让学生实现三个转变：由被动学习向主动学习转变、由苦学向乐学转变、由维持性学习向自主创新性学习转变。
看完王秀云老师的教学创新实践后，您是否在教学创新上有一些启发？您是否希望了解更多优秀的教学创新案例，和这些创新者们拥有更多的交流切磋？点击这里，预约及参与西浦全国大学教学创新大赛6月举办的线上分享，将有6位大赛获奖选手分享优秀教学创新案例，大赛负责人解析什么是好的教学创新。
7月4日， 西浦全国大学教学创新大赛组委会将在天津南开大学举办大赛华北地区海选暨新时代本科教学创新研讨会，欢迎各位高校老师参与。
诚邀参加第七届大赛/申请成为调研员
第七届西浦全国大学教学创新大赛已开启报名，诚邀您参与大赛，在大赛平台上与其他几百位热爱教学的高校教师一起交流、学习、成长。
同时，第七届大赛设有全面实地调研参赛选手的环节，欢迎您推荐身边的老师申请成为大赛调研员，走进参赛选手的课堂近距离了解、交流教学创新案例。
请参赛选手及调研员识别下方二维码，一分钟提交报名信息。（手机端可点击其中一个二维码，放大后长按图片进行识别）
选手报名
调研员报名
选手注册报名日期：2021.05.21 - 2021.09.30
调研员注册报名日期：2021.05.21 - 2021.11.30
联系我们
邮箱：Innovation@xjtlu.edu.cn
电话：王老师 0512-88161893
微信：请搜索XJTLUILEAD添加艾力小助手微信。
西浦ILEAD作为集学位项目提供、学生学习研究与支持、教育从业者专业能力和领导力研修、教育创新全球社群运作与未来学校研究为一体的综合性教育机构，旨在支持学习者与教育者终身学习、支持教育机构发展组织学习能力。 |
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