雙維雙層《結(jié)構(gòu)化學》混合式線上教學初探*

趙燕云，程學禮

(泰山學院化學化工學院，山東 泰安 271000)

新冠病毒疫情給學校正常的教學秩序帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，打亂了教師的教學計劃。為了貫徹落實習總書記關(guān)于堅決打贏防疫阻擊戰(zhàn)的重要指示精神，教育部適時發(fā)布了延期開學和“停課不停教、停課不停學”的指導意見[1]，高等學?；瘜W類指導委員會也發(fā)布了延期開學期間利用在線教學資源開展教學活動的指導性意見。高校教師積極響應號召，充分利用各種課程平臺和在線教學資源，積極進行線上教學的實踐和探索。經(jīng)過了一個月的不斷摸索和嘗試，高校教師普遍能夠熟練進行在線教學，課堂教學的目標也逐漸由“如何教”向“如何教好”轉(zhuǎn)變。有實力的高等院校也利用自建慕課等形式豐富線上資源，并主動公開和分享教學資源和教學方法。

《結(jié)構(gòu)化學》課程是化學(師范)、材料化學、高分子材料與工程等化學類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)主干課，其最重要的任務是講授量子力學和群論這兩大理論工具，教學內(nèi)容抽象，教學難度大，學生理解起來相對困難。地方本科院校數(shù)量眾多，教師教學任務重，但普遍師資力量、教學條件和資源有限，難以建設完善的在線課程平臺，如何有效開展《結(jié)構(gòu)化學》線上教學，保證教學質(zhì)量成為當務之急。我們利用南開大學國家級精品課程網(wǎng)站的教學資源，采用QQ群分享屏幕、釘釘直播等形式，有效地開展了《結(jié)構(gòu)化學》課堂教學。我們的教學方法有一定的代表性，期待我們的教學模式能為數(shù)量眾多的地方兄弟院校提供借鑒，并請同行批評指正。

1 遠程教學設計

疫情期間的網(wǎng)上教學面臨諸多問題，遠程教學須先圍繞課程內(nèi)容做好教學設計，尤其要設計適當?shù)膯栴}，讓學生帶著問題有目的地學習。教學設計也成為考核教師網(wǎng)上授課的重要依據(jù)。我們設計了教學內(nèi)容和科學素養(yǎng)并重，線上、線下和課堂內(nèi)、課堂外相結(jié)合的《結(jié)構(gòu)化學》課程雙維雙層教學思想和教學目標，在完成教學內(nèi)容的同時培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)(圖1)。

圖1 《結(jié)構(gòu)化學》教學設計思想及教學目標和要求體系

任課教師要提前做好網(wǎng)上教學的規(guī)劃。由于放假時疫情尚未發(fā)生，學生大多沒帶教材，因此，為便于學生自學和預習，我們提前將教材內(nèi)容、教案、課件及相關(guān)資料發(fā)給學生。授課課件也要做一定調(diào)整，便于學生使用。直播的時間和方式、直播授課前的預習要求、考核要求等，需提前通知學生，確保學生按時參與學習。網(wǎng)上授課過程要做好過程記錄，控制學生的學習進度及效率，及時進行網(wǎng)上測驗、答疑、輔導。網(wǎng)上指導和答疑時教師要有針對性地以問題為主進行交流。授課時教師應隨時利用技術(shù)手段測試學生在線學習情況，密切關(guān)注學生的學習效果，不能只是單純的授課。

2 遠程課堂教學

2.1 預習環(huán)節(jié)

采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，課前通過QQ群把教學課件發(fā)給學生，并根據(jù)教學內(nèi)容給出知識要點，讓學生利用南開大學國家級結(jié)構(gòu)化學精品課程網(wǎng)站[2]的視頻資料，帶問題進行預習。孫宏偉教授的精品課程網(wǎng)站包括了電子課件、參考書目、習題解答、素材資源、習題講解、網(wǎng)絡鏈接在內(nèi)的全部學習資料，特別是提供了全程視頻、課堂錄像和重點講解等多種形式的教學視頻，非常方便學生預習、自學和課后復習。

在開課前的建群、建立班級課堂的準備過程中，我們分享給學生“網(wǎng)紅”小說《上帝擲骰子嗎？─量子物理史話》[3]，增加課程的趣味性，并要求同學們自學緒論。要求學生預習的部分都是簡單易懂的知識點，或是與《無機化學》結(jié)合緊密的結(jié)論，更多的是下節(jié)課的課堂教學目標和任務要求，避免讓學生自學艱澀的量子力學新知識而引起畏懼心理。例如，對第一章“量子力學基礎”第1次課，要求學生弄清：(1)量子力學的起源與發(fā)展；(2)什么是“量子”。第2次課，我們準備的預習問題是：

(1)Planck的量子假說中，諧振子的能量公式是什么？

(2)角動量的量子化中，角動量是以哪個物理量為單位的？

(3)你認為舊量子論的主要缺陷是什么？

2.2 簽 到

采用釘釘(DingTalk)[4]發(fā)起簽到。釘釘簽到只能通過手機版，在“在線課堂”模塊發(fā)起課程簽到，并可以設定簽到截止時間。釘釘?shù)膬?yōu)點是運行穩(wěn)定、流暢，界面簡潔。

2.3 課堂直播

目前普遍采用的課堂直播方式有QQ群、釘釘、超星學習通、超星爾雅、超星泛雅、雨課堂、云課堂、智慧樹、騰訊會議、騰訊課堂等很多種，我們最常采用的是在班級QQ群“分享屏幕”進行音頻直播。在開學初期，我們刻意繞開網(wǎng)速慢甚至無法登錄的在線課程平臺，采用QQ群分享屏幕的方式有效地開展了課堂教學。據(jù)騰訊云社區(qū)數(shù)據(jù)，QQ可以維持3億以上的用戶同時在線[5]，因此，即使是在網(wǎng)絡不佳的情況下(本班就有“蹭”鄰居網(wǎng)上課的情況存在)仍能維持在線教學。QQ群是一個多用戶協(xié)同的交流平臺，它的另一個大優(yōu)勢是可以方便地傳遞各種課堂資料。為保證授課過程的流暢性，越來越多的教師采用“自主學習+答疑”或者“自主學習+直播”的方式開課，直播課程時盡量采用語音直播，錄課堂視頻時采用“錄屏”的方式效果更好。

在不使用手寫白板的情況下，我們采用演示輔助軟件ZoomIt進行PPT課件寫屏和板書。這款寫屏軟件體積極小，完全免費，易于使用。在授課過程中，我們用ZoomIt的白板功能對公式推導、例題和重要公式進行板書，較好地模擬了傳統(tǒng)課堂教學過程(圖2)。

圖2 用ZoomIt板書一維勢箱定態(tài)Schr?dinger方程求解

2.4 課堂討論

在完成重點、難點問題的講授之后，在線建立主題討論，課堂教學進入課堂討論和輔導答疑環(huán)節(jié)。這些問題一般是比較簡單且與日常生活相關(guān)，或是具有多種可能性和爭議性的問題，或是讓學生發(fā)表自己的看法和見解。如在介紹緒論的時候，教師提出“你認為物理學在化學學科發(fā)展中起到怎樣的作用”的問題讓學生展開課題討論(圖3)。在課堂討論不活躍的情況下，會設置搶答環(huán)節(jié)，積極回答問題的前幾名同學將獲得平時成績獎勵。

圖3 利用QQ群進行課堂討論

2.5 作 業(yè)

3 教學效果評價

教學考核應該堅持過程化考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的模式，尤其要強化線下考核，通過線下考核管理線上學習行為。然而，疫情期間難以開展線下評測，過程化考核應以線上考核結(jié)果為主。網(wǎng)上授課時應及時對學習效果進行網(wǎng)上測試，我們基本能做到每周測試一次，及時掌握學生的學習進度和狀況。完成在線章節(jié)測驗也是反饋學生學習情況的重要手段。遠程教學內(nèi)容應當比傳統(tǒng)課堂精煉，但要保證教學質(zhì)量，不會比傳統(tǒng)課堂教學降低要求。從前兩章“量子力學基礎”和“原子結(jié)構(gòu)”的教學評價來看，教學效果良好。

鑒于開展線下教學環(huán)節(jié)很可能無法開展的情況下，本學期課程考核擬以以下方式進行：一是在線學習的表現(xiàn)，占20%左右權(quán)重，依據(jù)為來自考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)；二是階段小考(包括周測、章節(jié)考試等)和期中考試占20%權(quán)重；三是期末考試，占60%權(quán)重，具體考核辦法根據(jù)實際需要進行調(diào)整。

4 結(jié) 語

隨著“停課不停學”的不斷推進，各在線教學平臺如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)并活躍起來。無論選用哪一家平臺，教學的目的都是對學生的學習進行有效的監(jiān)督和管控，任課教師應即時查看平臺每門課的上課情況，幫助學校實施有效的過程性監(jiān)督，并對課程教學效果和問題學生進行預警，達到持續(xù)優(yōu)化的目的。