無機(jī)及分析化學(xué)課程體系整體優(yōu)化的改革與實(shí)踐

馬鳳霞，王 豐，李 凱，豐 利，李秀花

(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院生物與制藥工程學(xué)院，吉林 132101)

無機(jī)及分析化學(xué)課程是吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院涉農(nóng)相關(guān)專業(yè)新生入學(xué)后第一門基礎(chǔ)必修化學(xué)課。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，無機(jī)及分析化學(xué)課程教學(xué)體系要以滿足學(xué)生和社會未來發(fā)展需要為基本原則[1]，構(gòu)建本科無機(jī)及分析化學(xué)“理實(shí)一體化”課程體系。無機(jī)及分析化學(xué)理論課程主要包括無機(jī)化學(xué)四大平衡、分析化學(xué)四大滴定分析的基礎(chǔ)理論。無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)為一門獨(dú)立開設(shè)的課程，課題組提出了明確的“知識目標(biāo)”體系，制定了詳細(xì)的“能力目標(biāo)”觀測點(diǎn)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)課的量化考核方法改革[2]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了課程所要達(dá)到的“素質(zhì)目標(biāo)”。 因此，體現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，建立新的、高效的無機(jī)及分析化學(xué)理論教學(xué)體系是課程改革的重要途徑。

1 德育引領(lǐng)，課程思政，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)目標(biāo)

2016年習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人?！崩缭诮虒W(xué)中通過講述“共和國勛章”諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦從東晉葛洪所著的《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”獲得了靈感，用低沸點(diǎn)乙醚反復(fù)實(shí)驗(yàn)，以身試藥，經(jīng)歷了上百次的失敗后，1972年屠呦呦團(tuán)隊(duì)終于研制出了抗瘧疾的青蒿素的事跡，引導(dǎo)學(xué)生樹立迎難而上的科研精神。通過講述“人民科學(xué)家”國家榮譽(yù)稱號獲得者南仁東罹患肺癌，依然帶病堅(jiān)持工作，耗費(fèi)22年心血打造我國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)大科學(xué)工程，激勵(lì)學(xué)生只爭朝夕，不負(fù)韶華，教育引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，熱愛本專業(yè)，肩負(fù)起興農(nóng)報(bào)國的使命。

2 重塑教學(xué)內(nèi)容，提出了無機(jī)及分析化學(xué) “知識目標(biāo)、能力目標(biāo)”體系

無機(jī)及分析化學(xué)知識體系的更新，重在知識內(nèi)容的重構(gòu)，使基礎(chǔ)知識脈絡(luò)梳理得清晰明了。只有不斷完善教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生才能自主吸收有價(jià)值的知識，形成各種能力，自主提高素質(zhì)，才能為學(xué)生未來更好地發(fā)展奠定基礎(chǔ)。吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院開設(shè)的無機(jī)及分析化學(xué)理論課程40學(xué)時(shí)，總結(jié)歸納八個(gè)系統(tǒng)知識方向[3]，每個(gè)系統(tǒng)知識設(shè)置目標(biāo)知識點(diǎn)，融合知識目標(biāo)，歸納能力目標(biāo)。無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)共20學(xué)時(shí)，“理實(shí)一體化”教學(xué)采用項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)方法，篩選出有代表性的六個(gè)實(shí)驗(yàn)[4]。無機(jī)及分析化學(xué)理論教學(xué)的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)清單，見表1。

表1 無機(jī)及分析化學(xué)理論教學(xué)知識目標(biāo)、能力目標(biāo)清單

3 雨課堂新型教學(xué)方式在無機(jī)及分析化學(xué)中的應(yīng)用

教育部于 2018 年制定與提出的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》中明確地為信息技術(shù)與課程整合提供了制度支持[5]。由學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺——雨課堂，具有能無縫連接師生的智能終端，通過賦予課前-課中-課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)以全新的體驗(yàn)，將教與學(xué)的能量最大限度地釋放，推動教學(xué)改革[6]。課題組應(yīng)用O-PIRTAS 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革，包括七個(gè)環(huán)節(jié)：目標(biāo)(Objective)、準(zhǔn)備(Preparation)、教學(xué)視頻(Instructional video)、回顧(Review)、測試(Test)、活動(Activity)和總結(jié)(Summary)[7]。下面以配合物的組成和命名為教學(xué)案例，簡要介紹雨課堂在教學(xué)中的應(yīng)用。

3.1 課前

目標(biāo)：把低階的教學(xué)目標(biāo)移到課前，課堂時(shí)間進(jìn)行高階目標(biāo)的深層學(xué)習(xí)[7]。低階目標(biāo)：理解配合物的中心離子/原子、配位體、配位原子、配位數(shù)等基本概念。高階目標(biāo)：會正確進(jìn)行配合物的命名，分析螯合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)意識。

準(zhǔn)備：進(jìn)行課前準(zhǔn)備，由于缺乏學(xué)習(xí)動機(jī)和先前知識基礎(chǔ)，學(xué)生會出現(xiàn)“不看”或“看不懂”視頻的情況[7]，這個(gè)環(huán)節(jié)布置了思考題：復(fù)習(xí)核外電子排布和理解配位鍵的特點(diǎn)。

教學(xué)視頻：主要由學(xué)生在課外自學(xué)完成教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)。教師可以根據(jù)課程特點(diǎn)和自身的教學(xué)實(shí)際，調(diào)整O-PIRTAS的每個(gè)環(huán)節(jié)，選擇最適合的模式[7]。錄制視頻到熟練制作有一個(gè)逐步學(xué)習(xí)的過程?？梢詴簳r(shí)用手機(jī)錄屏或用PPT來代替。至少提前一周上傳視頻/PPT內(nèi)容到雨課堂，預(yù)留好跟視頻內(nèi)容相關(guān)的問題，讓學(xué)生帶著疑問去學(xué)習(xí)。

3.2 課中

師生微信掃碼進(jìn)入雨課堂，開啟授課簽到，節(jié)省大班授課點(diǎn)名時(shí)間，隨機(jī)點(diǎn)名抽查簽到情況，同時(shí)進(jìn)行提問，檢查預(yù)留問題，以此可以了解學(xué)生的情況，遇到學(xué)生不懂的知識點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講授。

回顧：利用10～15分鐘簡要回顧已經(jīng)上傳的視頻/PPT內(nèi)容，回答同學(xué)提出的質(zhì)疑?；仡櫗h(huán)節(jié)起承上啟下的作用。

測試：題型主要以單選題和填空題為主，學(xué)生作答討論、教師答疑解釋。使用雨課堂進(jìn)行課堂測驗(yàn)。及時(shí)反饋?zhàn)鞔鹎闆r，激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)熱情。

活動：通過面對面的課堂時(shí)間進(jìn)行互動、交流、合作，實(shí)現(xiàn)能力目標(biāo)，培養(yǎng)合作意識。小組合作學(xué)習(xí)共同總結(jié)出配合物的命名規(guī)則，學(xué)習(xí)討論創(chuàng)新項(xiàng)目同學(xué)合成出的含有螯合配體鄰二氮菲和乙二胺的多酸結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)一步理解螯合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。將X-射線單晶衍射儀測晶體結(jié)構(gòu)的學(xué)科前沿知識引入教學(xué)。理實(shí)一體化項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)，結(jié)合鄰二氮菲分光光度法測定鐵的含量實(shí)驗(yàn)加深對螯合物的理解。

總結(jié)：對整個(gè)教學(xué)過程和內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、反思和提升，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。布置課后個(gè)人/小組作業(yè)，下節(jié)課課前準(zhǔn)備活動及簡要介紹視頻/PPT內(nèi)容，開啟下一個(gè)循環(huán)。

3.3 課后

學(xué)生利用手機(jī)中的視頻/PPT復(fù)習(xí)講過內(nèi)容，完成個(gè)人作業(yè)，檢查對知識的學(xué)習(xí)情況。小組同學(xué)集中討論本次課學(xué)習(xí)心得，完成小組作業(yè)。學(xué)習(xí)下節(jié)課配位平衡的視頻/PPT內(nèi)容。

教師通過雨課堂平臺上傳相關(guān)課程資料后，通過查看學(xué)生課前和課后閱讀課件的情況，及時(shí)了解學(xué)生對學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握情況，并在教學(xué)過程中有針對性地講解。雨課堂平臺促進(jìn)了師生之間的互動，加強(qiáng)了師生之間的溝通交流。學(xué)生可以通過雨課堂平臺提出問題、完成測試、課程問卷反饋等。教師可以根據(jù)雨課堂課堂報(bào)告了解學(xué)生出勤、回答問題及知識掌握情況，能夠更好地進(jìn)行課程總結(jié)。實(shí)際應(yīng)用中需要教師對自己教學(xué)活動進(jìn)行合理的創(chuàng)新，需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，錄制視頻和后期制作工作量較大，因此課程的團(tuán)隊(duì)建設(shè)尤其重要。

4 結(jié) 語

基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下重構(gòu)無機(jī)及分析化學(xué)課程體系教學(xué)內(nèi)容，以傳授知識為載體，實(shí)現(xiàn)德育引領(lǐng)與能力培養(yǎng)。無機(jī)及分析化學(xué)課程利用雨課堂的混合式教學(xué)方式對教學(xué)效果、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)生自學(xué)能力的提高均有一定的幫助。不僅培養(yǎng)了學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)，團(tuán)隊(duì)合作意識，加強(qiáng)了科研創(chuàng)新，也培養(yǎng)了學(xué)生分析問題與解決問題的能力。