基于SPOC+數(shù)字化教學(xué)模式下的高校有機化學(xué)實驗應(yīng)用APP探索實踐與思考

苗芳芳，賈臨芳，王 燕，羅，梁 丹

（北京農(nóng)學(xué)院 生物與資源環(huán)境學(xué)院，北京 102206）

疫情的突發(fā)，使得全國上下處于防疫的特殊時期，根據(jù)教育部的《指導(dǎo)意見》，全面貫徹“聽課不停學(xué)”的精神指示，數(shù)字化平臺被搬上教學(xué)的平臺，成為主要媒介，在課程教學(xué)中，發(fā)揮了舉足輕重的作用，使得教學(xué)能夠“隔空”順利完成?！队袡C化學(xué)實驗》是有機化學(xué)教學(xué)體系中的重要組成部分，是各大高?；瘜W(xué)工程與工藝、生物工程、應(yīng)用化學(xué)、植物保護(hù)、生物技術(shù)等眾多專業(yè)學(xué)生的必修課程之一。它綜合了有機化學(xué)領(lǐng)域中各分支學(xué)科所需要的基本操作技能和基本研究方法，在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中占有相當(dāng)重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力、科學(xué)探究能力、科研創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)，在理論實踐和工業(yè)生產(chǎn)銜接上占據(jù)了重要的位置。學(xué)好有機化學(xué)實驗對培養(yǎng)具有實踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才發(fā)揮著舉足輕重的作用。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和移動客戶端的迅速普及和快捷使用，SPOC、APP 等優(yōu)勢平臺在教育媒介等方面得到迅猛發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)的方便、快捷、交互性，給在線課程提供了更加豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，可以讓學(xué)習(xí)者隨時隨地獲取重要的資源和資料。但是線下的課堂教學(xué)依舊不能被完全取代，主要取決于線上線下教學(xué)的學(xué)習(xí)效果的對決。線下教學(xué)充分發(fā)揮了教學(xué)的時空性，讓課堂主體和教學(xué)者在課堂中可以實現(xiàn)課堂的有效互動，及時解決現(xiàn)場教學(xué)疑問，通過課堂主體的反饋，可以有效調(diào)整課堂的內(nèi)容和教學(xué)的深度，這些是線上教學(xué)無法實現(xiàn)的。疫情當(dāng)前時，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)成為符合國情、學(xué)情的重要教學(xué)媒介，如何設(shè)計、組織教學(xué)，結(jié)合SOPC，有效開展完全線上實驗教學(xué)模式顯得尤為迫切，其次，將線下反饋與學(xué)生課堂測驗做融合，制定出適合高校大學(xué)生的混合式有機化學(xué)實驗教學(xué)方案。

1 實驗學(xué)情分析

目前，在傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗教學(xué)過程中，老師首先進(jìn)行實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗操作步驟及注意事項等幾個方面的知識講解。部分危險實驗步驟會進(jìn)行演示和媒體播放觀摩。在此過程中，教師會認(rèn)真詳細(xì)地講解實驗操作過程中的注意事項和細(xì)節(jié)，主要是為了規(guī)范學(xué)生操作，提醒學(xué)生安全注意事項，防患未然，有效避免操作過程中可能發(fā)生的危險。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)可以讓學(xué)生鞏固理論知識的基礎(chǔ)上，養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣。但是隨著傳統(tǒng)教學(xué)模式的固化，在這種實驗教學(xué)模式中，老師需要講解的內(nèi)容很多，僅相關(guān)實驗裝置的搭建，講解和演示就大約需要一個多小時左右。接著，學(xué)生再按照課堂上教師的演示流程操作，由于熟練度不夠，又要花費將近倆小時。然而，在老師的講解過程中，由于課堂持續(xù)時間較長，學(xué)生已經(jīng)很難一直集中精力去注意和記錄實驗數(shù)據(jù)結(jié)果。同組合作的同學(xué)中，又存在開小差，不認(rèn)真聽講的，這樣的教學(xué)模式，雖然可以鞏固學(xué)生基本操作，但是難免使學(xué)生產(chǎn)生一時的懈怠和疲憊。

大學(xué)有機化學(xué)實驗教學(xué)主要以有機合成、取代、酯化等反應(yīng)為載體，并將單獨進(jìn)行的某些基本操作，例如：蒸餾、回流、萃取、重結(jié)晶、熱過濾等基本操作，分散到每一個有機實驗中。這些基本操作可以讓學(xué)生對課本中的有機化學(xué)反應(yīng)，有更直觀的認(rèn)識和掌握；其次，每個實驗的基本步驟可以重復(fù)基本實驗操作，為將來化工和工業(yè)生產(chǎn)及理論研究奠定了扎實的基礎(chǔ)。例如：我校開設(shè)的粗苯甲胺提純的實驗，該實驗中涉及了熱過濾和重結(jié)晶的反應(yīng)、熱過濾漏斗的使用、蒸餾等基本實驗步驟。通過這次實驗，同學(xué)們可以去驗證苯甲胺的熔點；其次，也可以掌握熱過濾漏斗使用的基本原理和操作注意事項。這樣才可以進(jìn)一步加深學(xué)生對于理論課上所學(xué)知識點的理解。

當(dāng)前實驗操作時，任課教師在理論課堂和實驗課堂通常會反復(fù)強調(diào)實驗的注意事項，例如，液體回流的過程中，需要提前加入沸石，防止爆沸，往往會有很多同學(xué)忘記這一關(guān)鍵操作，在實驗過程中引發(fā)不必要的安全事故。在反復(fù)強調(diào)的過程中，不知不覺已經(jīng)過去了三分之一的時間，留給學(xué)生動手操作的時間已經(jīng)非常有限。學(xué)生通常會在理論教學(xué)結(jié)束后，根據(jù)課堂教師所講述及課本基本操作，進(jìn)行“照方抓藥”，實驗的創(chuàng)新性及自主性完全被拋之腦后，甚至有些學(xué)生不進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，不做實驗預(yù)習(xí)報告，這樣導(dǎo)致實驗操作流于形式化，學(xué)生的實驗報告也是應(yīng)付了事，沒有實際滿足當(dāng)代社會對大學(xué)生的專業(yè)技能需求。因而，如何提高課程效率及適應(yīng)當(dāng)前教改需求，以期增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和培養(yǎng)科研創(chuàng)新精神，才是當(dāng)前迫切需要解決的問題。

2 基于SPOC 的有機化學(xué)實驗混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

SPOC（Small Private Online Course）這一概念最早是?？怂乖?013年提出，被譯為“小眾私密在線課程”。SPOC 實質(zhì)是在MOOC 教學(xué)基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮優(yōu)勢互補，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與優(yōu)質(zhì)MOOC 資源有機整合。該課程面向群體較少，針對性強，可以彌補慕課的短板和傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。它主要依托傳統(tǒng)教學(xué)的課堂流程，調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，有效提升教學(xué)質(zhì)量，滿足教師和學(xué)生的雙需求。其次，SPOC 這種混合教學(xué)模式，是線上、線下的有機集合、深度融合，它可以在各個環(huán)節(jié)充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，促進(jìn)學(xué)生對實驗意義的認(rèn)知和構(gòu)建的快速了解。而這種有機結(jié)合，需要教師和學(xué)生的有效互動和交流，學(xué)生利用SPOC 課程資源進(jìn)行有效提前學(xué)習(xí)，主動參與學(xué)習(xí)，對課程資源內(nèi)容進(jìn)行再吸收、提問，疑惑，解決疑惑、師生共同解決問題的再塑造教學(xué)過程。在這個過程中，教師根據(jù)學(xué)生的自身能力和基礎(chǔ)選擇哪些內(nèi)容適合線上學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容適合線下傳統(tǒng)教學(xué)，不能一概而論。

有機化學(xué)實驗混合式教學(xué)主要包括兩部分，線上和線下。線下部分是將一些內(nèi)容相對簡單的、能夠通過觀看視頻理解的內(nèi)容，作為選擇性課程內(nèi)容進(jìn)行課下在線學(xué)習(xí)。例如：實驗裝置的搭建、實驗操作細(xì)節(jié)、安全注意事項等一些操作細(xì)節(jié)，拍成十幾分鐘左右的短視頻，并配有知識點的匯總和講解，方便學(xué)生在課余時間，合理安排學(xué)習(xí)時間，根據(jù)實驗課程的內(nèi)容或者教師的PPT，觀看相關(guān)實驗視頻，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性。線下部分，是教師根據(jù)實驗相關(guān)內(nèi)容，將之精細(xì)化，上傳到SPOC 資源平臺，主要是知識點的匯總和著重講解，比如：過濾漏斗的使用、減壓蒸餾裝置的使用、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的安全操作、重結(jié)晶等重點步驟進(jìn)行拆分講解，將課堂的重點操作步驟遷移學(xué)習(xí)，通過預(yù)習(xí)、測試、觀摩等多方位學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生快速消化吸收知識點、鞏固及查漏補缺。另外，設(shè)置了線上評測區(qū)，可以收集學(xué)生反饋信息，進(jìn)行線上模塊的調(diào)整及課堂內(nèi)容的豐富和知識結(jié)構(gòu)的細(xì)化。

3 基于SPOC+模式下的特殊混合式實驗教學(xué)模式

疫情期間，基于SPOC 的混合式教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)前特殊學(xué)情，需要根據(jù)實際情況做出調(diào)整?；ヂ?lián)網(wǎng)作為各類豐富資源的承載體，涵蓋大量的視頻及文字教學(xué)材料。疫情期間，網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源更是像雨后春筍般涌現(xiàn)，供不同階段學(xué)習(xí)群體進(jìn)行選擇。有基礎(chǔ)類的、有拓展延伸類的；有完整的課堂教學(xué)實錄、更有具體知識點的微課短視頻，而且多數(shù)免費且可共享。教學(xué)者和學(xué)習(xí)者都可以根據(jù)自身實際情況選擇適合自己的資源。然而再多的豐富資源，都需要完全調(diào)動學(xué)生積極性，尤其在宅家的限制條件下，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣逐步下降。如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，就需要教學(xué)者花費一番心思。當(dāng)前，在網(wǎng)絡(luò)平臺風(fēng)靡一時的有抖音、快手、嗶哩嗶哩等APP，它們以涉及面廣，有趣等特點吸引著大眾群體。結(jié)合這些平臺的應(yīng)用，可以與傳統(tǒng)課堂及SPOC 混合式教學(xué)模式進(jìn)行整合，建立有特色的SPOC+的新型混合式實驗教學(xué)模式。

1）充分發(fā)揮SPOC 課程視頻實驗教學(xué)課前導(dǎo)學(xué)作用，使學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)中有充分的時間思考和發(fā)散思維，在實驗過程中發(fā)生思想碰撞，形成創(chuàng)新思維。

2）建立微信群，學(xué)生群內(nèi)打卡記錄考勤；疫情期間，各大教學(xué)直播軟件如騰訊會議等在線教學(xué)卡頓、掉線現(xiàn)象時有發(fā)生，在線教學(xué)狀況不斷，許多老師利用企業(yè)微信保證了教學(xué)的連貫性，但是此類教學(xué)軟件較為常規(guī)。而抖音和B 站直播，除了穩(wěn)定性較好外，還可以實現(xiàn)彈幕文字，實現(xiàn)學(xué)生與教師的交流互動，好似模擬現(xiàn)實課堂教學(xué)，教師可以根據(jù)彈幕文字，把握學(xué)生掌握程度和提問，及時回復(fù)和答疑，還能調(diào)動學(xué)生積極性。讓學(xué)生在自己喜歡的平臺“娛樂”學(xué)習(xí)，不再枯燥無味。學(xué)生還可以在雨課堂領(lǐng)取當(dāng)堂檢測，測試結(jié)束，教師可以第一時間在系統(tǒng)看到學(xué)生的答題情況。另外，限時答題還可以隨堂抽檢學(xué)生在線學(xué)習(xí)的“出勤率”，以防學(xué)生出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)背后的“惰性”學(xué)習(xí)模式出現(xiàn)。

3）學(xué)生可以根據(jù)在線直播課程，記錄實驗操作細(xì)節(jié)知識，包括通過MOOLSNET 移動虛擬實驗室考試模式進(jìn)行粗苯甲酸提純中純度的計算，將計算過程、結(jié)果與討論、思考題寫在表格后面，形成實驗報告，對于實驗報告可以當(dāng)天上傳至雨課堂。

除了采用不同的平臺進(jìn)行授課，調(diào)動課堂氣氛，保證實驗課程順利開展外，也需要強調(diào)實驗的進(jìn)行難易，如何將之通過視頻展示給學(xué)生的同時，注重實驗操作原理的表述，這還需要建立多模態(tài)的師生互動方式。

4 結(jié)束語

結(jié)合SPOC+可以契合當(dāng)前國情、學(xué)情，完成實驗教學(xué)課程，在結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)模式下，開發(fā)多種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，切實保證學(xué)生能夠?qū)W到實驗專業(yè)知識，掌握實際操作。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不能完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，只有通過不斷改革和完善，建立網(wǎng)絡(luò)化學(xué)實驗室，充分發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體的優(yōu)勢，將之與實驗教學(xué)有機結(jié)合，才能發(fā)揮其有效作用，才能真正打破時空的限制，為學(xué)生建立自主、自由、便捷的學(xué)習(xí)平臺。真正激發(fā)學(xué)生獨立自主的創(chuàng)新精神和研究興趣，這對于高校實驗教學(xué)改革也是一個重要的推進(jìn)。

綜上所述，線上網(wǎng)課教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)各有利弊。老師們在應(yīng)用中盡量揚長避短，發(fā)揮出網(wǎng)課便捷、資源豐富、不受時間地域限制等優(yōu)勢。同時也要盡可能關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，調(diào)整教學(xué)思路方法，提高線上教學(xué)的實效性。