“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下“工程化學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)方法探索

劉　芬，　仝小蘭，　劉淑娟，　龔　霞

(1. 東華理工大學(xué) 化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013；2. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，江西 南昌 330045)

“工程化學(xué)基礎(chǔ)”是一門適用于高校理工類各專業(yè)的基礎(chǔ)化學(xué)課程，是改革普通化學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)重要教研成果，它以物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為出發(fā)點(diǎn)，以現(xiàn)代科學(xué)工程技術(shù)中涉及的具體的化學(xué)問題為例，由淺入深地介紹了許多既具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值，又存在潛在應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)理論知識(shí)，幫助學(xué)生在實(shí)際工作中認(rèn)識(shí)、思考和解決問題的時(shí)候能夠有意識(shí)地運(yùn)用到這些化學(xué)觀點(diǎn)[1]。通過對(duì)“工程化學(xué)基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握解決工程上各種問題的基本理論，了解化學(xué)的最新發(fā)展情況，擁有定量分析和運(yùn)用所學(xué)理論解決實(shí)際問題的能力，最終具備一定的科學(xué)素養(yǎng)。

上世紀(jì)60年代，互聯(lián)網(wǎng)才剛剛誕生，經(jīng)過了短短五十幾年，世界儼然已是互聯(lián)網(wǎng)的天下，身邊各行各業(yè)幾乎都離不開互聯(lián)網(wǎng)。2012年11月在北京舉辦的易觀第五屆移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上，易觀國際董事長兼首席執(zhí)行官于揚(yáng)在發(fā)言之中，第一次提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”這一理念。于楊認(rèn)為，在未來，“互聯(lián)網(wǎng)+”公式應(yīng)該是我們所在的行業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)，在與我們未來看到的多屏全網(wǎng)跨平臺(tái)用戶場(chǎng)景結(jié)合之后產(chǎn)生的一種化學(xué)公式[2]。“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，給國內(nèi)每一個(gè)行業(yè)帶來強(qiáng)大沖擊和驅(qū)動(dòng)，怎樣找到自己所在行業(yè)的“互聯(lián)網(wǎng)+”，并利用它在各自的領(lǐng)域中創(chuàng)造一種新生態(tài)，則是各個(gè)行業(yè)需要深入思考的問題。

對(duì)于“工程化學(xué)基礎(chǔ)”這門課程的安排，起初學(xué)生會(huì)帶著些許的質(zhì)疑。首先，我們不是化學(xué)專業(yè)，為什么要學(xué)習(xí)“工程化學(xué)基礎(chǔ)”?其次，學(xué)習(xí)這門課對(duì)以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)真的有幫助嗎？最后，我們?cè)趺礃硬拍軐W(xué)好這門課？基于上述幾點(diǎn)原因，這門課在不少學(xué)生當(dāng)中得不到應(yīng)有的重視，學(xué)習(xí)效果也不夠理想。另外，對(duì)于非化學(xué)專業(yè)的大一本科生而言，這門課內(nèi)容多，課時(shí)少，理論概念多，跨度大，學(xué)習(xí)起來普遍感到有難度。所以，非化學(xué)專業(yè)的“工程化學(xué)基礎(chǔ)”課程的教與學(xué)的方法一直是相關(guān)教育工作者們關(guān)注的問題。如今，正處于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”改革的新時(shí)代，如何在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下進(jìn)行“工程化學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)，同時(shí)解決以上三個(gè)問題，提高教學(xué)質(zhì)量和效果，可以嘗試從以下幾個(gè)方面入手。

1　理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)過程當(dāng)中，筆者發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生喜愛化學(xué)，但在填報(bào)志愿選擇專業(yè)時(shí)，認(rèn)為化學(xué)專業(yè)就業(yè)前景一般，就選擇了其他專業(yè)，這類學(xué)生對(duì)化學(xué)有學(xué)習(xí)興趣。還有一類學(xué)生在中學(xué)時(shí)期就覺得化學(xué)難，不喜歡化學(xué)。更有一類，如某些生源地學(xué)生在高中時(shí)期沒選修化學(xué)，選擇的是物理。為了激發(fā)后兩類學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，必須理論聯(lián)系實(shí)際，多介紹一些和生活息息相關(guān)的化學(xué)知識(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)媒體所爆出的各種熱點(diǎn)事件及其視頻資料，剖析其中的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，將化學(xué)知識(shí)動(dòng)態(tài)化，具體化。

第一堂緒論課，就是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，在這一次課上，就要緊緊抓住學(xué)生注意力，讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)化學(xué)的樂趣，感受化學(xué)的魅力。告訴他們，實(shí)際上，每個(gè)人每天醒來之后，就從事著一系列跟化學(xué)相關(guān)的行為，洗臉?biāo)⒀莱栽绮?，涉及到日用品化學(xué)和食品化學(xué)知識(shí)，有些化妝品宣稱是純天然物質(zhì)，不含任何化學(xué)成分，但其實(shí)所有的天然物質(zhì)歸根結(jié)底都是各種化學(xué)元素組成，人體和地殼看上去截然不同，但是比較人體血液中各種元素的含量及地殼中各種元素的豐度，發(fā)現(xiàn)兩者組成基本相同，其含量趨勢(shì)線也是一致的。牛奶中為什么會(huì)被加入三聚氰胺，腌肉制品中為什么要加亞硝酸鹽，人工降雨中用到了什么物質(zhì)，這些問題都可以用化學(xué)知識(shí)來解釋。多講解與現(xiàn)實(shí)生活中密切相關(guān)的內(nèi)容，可以讓學(xué)生深切體會(huì)到所學(xué)知識(shí)與自身現(xiàn)實(shí)生活是緊密相聯(lián)的，授課并不僅只是教授知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)知識(shí)的價(jià)值，知識(shí)的力量。最后，可留出十分鐘播放由網(wǎng)友真·鳳舞九天打造的短片《瘋狂化學(xué)》，該片集科教與娛樂于一體，在青年人酷愛的強(qiáng)勁、動(dòng)感的背景音樂之下，用極具視覺沖擊的變色、氣化、結(jié)晶、燃燒、爆炸等震撼的實(shí)驗(yàn)展示了化學(xué)最美的一面。這一味學(xué)習(xí)化學(xué)的增味劑，可以將學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)一步提高。多年的教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)證明，充分利用互聯(lián)網(wǎng)上圖片加文字的新聞報(bào)道，以及一些必要網(wǎng)絡(luò)視頻資源來設(shè)計(jì)的第一次課非常成功，對(duì)于該課程后續(xù)內(nèi)容的教與學(xué)，影響也非常深刻，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的熱情，師生之間的互動(dòng)明顯增多，課堂氣氛熱烈且輕松活潑，教學(xué)效果良好[3]。

然而，課堂上的時(shí)間畢竟是有限的，學(xué)生們?cè)谡n余還有更多時(shí)間繼續(xù)學(xué)習(xí)更多化學(xué)知識(shí)，感受化學(xué)的魅力。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在信息龐雜的互聯(lián)網(wǎng)上，隨意瀏覽各大網(wǎng)站新聞時(shí)，從新聞報(bào)道的各式各樣食品安全、環(huán)境污染等事件中，思考和探究其背后的化學(xué)知識(shí)，同樣也可以潛移默化地提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

2　針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“工程化學(xué)基礎(chǔ)”課程是高校理工科的一門必修公共基礎(chǔ)課，將該課程列入教學(xué)計(jì)劃的專業(yè)眾多，方向各異，所用教材雖然只有六章，但其中包含的知識(shí)點(diǎn)非常多，涉及的內(nèi)容也非常廣。作為這門課的授課教師，要讓學(xué)生意識(shí)到，當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，化學(xué)已經(jīng)廣泛、深入地向各個(gè)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用工程領(lǐng)域滲透、交叉，并且相互促進(jìn)。目前國際上最關(guān)心的幾個(gè)重大問題——環(huán)境保護(hù)、能源的開發(fā)利用、功能材料的研制以及生命過程奧秘的探索等，都與化學(xué)密切相關(guān)。而且學(xué)生畢業(yè)后從事的其他專業(yè)的工作中，都隨時(shí)可能面臨著若干需要運(yùn)用化學(xué)知識(shí)才能夠解決的問題。本著“寬理論”、“強(qiáng)應(yīng)用”、“全素質(zhì)”的教學(xué)原則[4，5]，提升理工科院校辦學(xué)質(zhì)量和教育水平，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的創(chuàng)新型現(xiàn)代工程師的一項(xiàng)重要舉措[6，7]。因此，在教學(xué)過程中，教師必須合理利用教材和網(wǎng)絡(luò)上的海量教學(xué)資源，結(jié)合各專業(yè)的實(shí)際情況，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的篩選和優(yōu)化，以提高教學(xué)效果。

對(duì)于核工程專業(yè)而言，因?yàn)樗麄兪羌磳氖潞斯こ膛c核技術(shù)研究、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和管理的專門人才，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與材料的性質(zhì)這一章中原子結(jié)構(gòu)和核外電子排布這部分內(nèi)容對(duì)他們來說特別重要，需要重點(diǎn)講述。但涉及到量子力學(xué)的原子結(jié)構(gòu)模型等內(nèi)容都非常抽象，如波函數(shù)的圖形和原子軌道的徑向分布，需要借助Flash和3Dmax等動(dòng)畫軟件制作的原子軌道模型來加深理解。軟件應(yīng)用水平高的學(xué)生，在掌握知識(shí)點(diǎn)之后還可以在教師的幫助下，自己來制作相關(guān)動(dòng)畫，然后跟其他學(xué)生進(jìn)行交流。地下水工程專業(yè)的學(xué)生，則要偏重于水溶液中的化學(xué)反應(yīng)與水體保護(hù)這一章。如理解水在其中起什么作用，方程式中各種離子后面的aq符號(hào)并不是可有可無的，同時(shí)利用Flash動(dòng)畫可以讓學(xué)生清晰地理解水合過程，也可以在互聯(lián)網(wǎng)上獲取一些相關(guān)內(nèi)容的電影資源，如“家園”、“瓶裝水”等，在課后可以靜心觀賞，將課堂上的知識(shí)進(jìn)一步延伸。土木工程專業(yè)的學(xué)生，自我感覺離化學(xué)最遠(yuǎn)，但是“工程化學(xué)基礎(chǔ)”教材中的最后一章，化學(xué)反應(yīng)和材料的保護(hù)幾乎是專為他們而編寫。在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和房屋建筑的施工時(shí)，專業(yè)人員應(yīng)該熟知所用的鋼材在哪種情況才能得到最好的保護(hù)，如何減慢高分子材料的老化等，這些都可以通過互聯(lián)網(wǎng)視頻資料的演示，讓學(xué)生更深入地了解本專業(yè)的化學(xué)知識(shí)。

當(dāng)今是一個(gè)信息化的時(shí)代，信息技術(shù)深刻影響著我們每一個(gè)人，同時(shí)也影響著每一位大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生幾乎人人擁有智能手機(jī)和電腦。我國網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)施不斷改造升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面也日趨完善，這使得學(xué)生上網(wǎng)獲取信息十分便捷，他們可以通過各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，隨時(shí)訪問網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)資源，獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，各種微課、慕課都免費(fèi)提供給學(xué)生學(xué)習(xí)，其中作為重點(diǎn)推薦的是國家級(jí)精品課程 “普通化學(xué)”。此外，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和專業(yè)需要，自主地安排時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)的開放性和便利性，網(wǎng)絡(luò)課程的豐富性，為廣大學(xué)生提供了更加廣闊的學(xué)習(xí)空間[8]。

3　課堂教育結(jié)合線上互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效果

原始時(shí)代人類教育活動(dòng)已經(jīng)存在，距今已經(jīng)幾千年歷史，教育是一種永恒的社會(huì)現(xiàn)象。它是人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力量。傳統(tǒng)的課堂教育，教師直接面對(duì)學(xué)生，通過語言、板書、肢體動(dòng)作、表情等進(jìn)行直接交流，其顯著優(yōu)勢(shì)在于教師能充分發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用，全方位地組織和監(jiān)控整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程，系統(tǒng)性地進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的傳授，最終達(dá)到不偏離教學(xué)目標(biāo)的要求。教師還可以根據(jù)實(shí)際課堂教學(xué)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容。由于以上這些突出的優(yōu)勢(shì)存在，課堂教育目前不可能完全被其他教育形式取代。

然而，在教學(xué)過程中，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在“工程化學(xué)基礎(chǔ)”的學(xué)習(xí)過程中，常常會(huì)出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象，這是由于學(xué)生之中存在著基礎(chǔ)知識(shí)或自我追求的差異，一部分基礎(chǔ)扎實(shí)，對(duì)化學(xué)感興趣的學(xué)生，他們對(duì)知識(shí)的需求是更多、更深一層次的。而一部分基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中會(huì)存在較大阻力和障礙，他們的目標(biāo)只是達(dá)到考核合格。所以，對(duì)于部分自身要求較高的學(xué)生，必須為他們提供課堂以外的差異化教學(xué)。有些大一的學(xué)生在下課之后，便希望就當(dāng)天的難點(diǎn)問題與任課教師進(jìn)行求教探討，但是大一的課程往往安排得非常緊湊，課間時(shí)間十分有限，在這種情況下，學(xué)生或者教師可能都沒有適當(dāng)場(chǎng)所及足夠時(shí)間進(jìn)行深入交流。錄制微課就可以很好地為各專業(yè)學(xué)生提供差異化教學(xué)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育環(huán)境下，微課以其短小精悍的特點(diǎn)，正好符合數(shù)字化時(shí)代學(xué)習(xí)者的注意力模式，同時(shí)也能夠滿足教師和教育信息資源建設(shè)者的迫切需要。各地教育部門也都在大力推廣微課的制作和應(yīng)用。微課一般以知識(shí)點(diǎn)為單位，教學(xué)目標(biāo)單一而清晰、時(shí)長短、占用內(nèi)存小，隨時(shí)都可以使用移動(dòng)終端設(shè)備下載瀏覽。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，伴隨各種移動(dòng)終端設(shè)備如手機(jī)和Ipad等的日益普及，每時(shí)每刻都有新的消息被推送，因此互聯(lián)網(wǎng)用戶的注意力會(huì)不停地被分散，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)時(shí)注意力無法長時(shí)間集中，有研究表明新時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)用戶的“注意力模式”僅10分鐘。微課正是適應(yīng)新時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)用戶的這種“注意力模式”。其中所有相關(guān)信息和資料的展示都圍繞著一個(gè)知識(shí)點(diǎn)來進(jìn)行，它能夠解決課堂教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)問題，有著精簡、靈活、互動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式一種補(bǔ)充，能保證老師的教學(xué)期望，還能滿足學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的要求，是教師改革教學(xué)手段的最好選擇之一。觸手可及的高速互聯(lián)網(wǎng)，眾多的社交軟件，使教師和學(xué)生的線上互動(dòng)交流變得非常便捷、快速，線下沒完成的工作可繼續(xù)在線上完成。在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，教師可以上傳授課的課件，課件向所有學(xué)生開放，并附有留言欄，學(xué)生在瀏覽課件的同時(shí)，有針對(duì)性地提出問題，以便老師及時(shí)回復(fù)。在如微信、QQ等社交軟件上，我們建立了課程討論組，為學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)回顧、重點(diǎn)難點(diǎn)解析、疑難問題解答。在群組中，學(xué)生之間也能進(jìn)行在線討論和切磋交流。

4　多元化考核，鞏固學(xué)習(xí)成果

課程考核是教學(xué)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是檢驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要方面。在傳統(tǒng)的高校課程考核工作中，多以筆試為重點(diǎn)，往往都是以期末考試的卷面成績?yōu)橹?卷面成績約占總評(píng)60%以上)，以平時(shí)考勤及作業(yè)成績作為參考，且按一定的比例納入考核，最后得到一個(gè)總評(píng)成績，作為衡量學(xué)生掌握本課程知識(shí)情況的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣的考核方式極為單一，它只考核了理論知識(shí)的掌握，而學(xué)生的思考能力、動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力等都沒有得到體現(xiàn)，難以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求。對(duì)一門課程開展多元化考核，不僅是檢測(cè)學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況及教學(xué)效果的良好方式，也是促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和發(fā)展能力的有效途徑[9]。

在教學(xué)中還可啟用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂即顛倒課堂，是基于信息傳播的教學(xué)環(huán)境，重新設(shè)計(jì)和組織教學(xué)內(nèi)容，重新調(diào)整課堂內(nèi)外時(shí)間的教學(xué)形式。這種模式下，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。在課前學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)去使用優(yōu)質(zhì)的教育資源，按時(shí)完成教師所指定的課程內(nèi)容的自學(xué)。課內(nèi)在教師的主持下，挑選學(xué)生或是學(xué)生自薦在課堂上提出問題，教師組織討論，并在學(xué)生講解的基礎(chǔ)上再加以分析和總結(jié)。這是一個(gè)吸收消化的學(xué)習(xí)過程，以前都是學(xué)生在課后獨(dú)自完成的，現(xiàn)在可以通過教師和學(xué)生之間，學(xué)生和學(xué)生之間就課程內(nèi)容的交流探討來完成。與此同時(shí)，根據(jù)每個(gè)學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂上的表現(xiàn)及交流情況，教師可為學(xué)生評(píng)分，作為課程考核成績的一部分。其次，增設(shè)平時(shí)測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上建立在線測(cè)試系統(tǒng)?！肮こ袒瘜W(xué)基礎(chǔ)”共有六章，每章從試題庫中抽取十道選擇題，每題限時(shí)十秒鐘作答，系統(tǒng)給出測(cè)試成績作為平時(shí)成績。另外，還可以根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的瀏覽學(xué)習(xí)記錄，留言的頻率及內(nèi)容，來為學(xué)生評(píng)定平時(shí)成績。

總之，多方位多層次地對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考核，是一種“以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展”為核心的評(píng)價(jià)體系，既使得平時(shí)成績?cè)黾恿吮匾墓院蜏?zhǔn)確性，還達(dá)到了督促、激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。

5　結(jié)語

21 世紀(jì)，高等教育的核心是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的結(jié)合模式正強(qiáng)力推動(dòng)著高等教育的發(fā)展，在這樣的時(shí)代背景下，在“工程化學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中，教師應(yīng)該充分利用好“互聯(lián)網(wǎng)+”這一平臺(tái)，結(jié)合各專業(yè)的實(shí)際情況，探索并運(yùn)用多種新興的教學(xué)手段與方法，激發(fā)學(xué)生興趣，實(shí)施差異化教學(xué)，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力。還需采取多元化考核的措施，來促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，同時(shí)為提高自身教學(xué)水平和教學(xué)效果而不斷努力。