基于“雨課堂”工科院校物理化學(xué)課堂教學(xué)改革的探索

王明艷 周麗華 張帆 盧伯南 夏海濤

摘 要：物理化學(xué)是工科院校工科專業(yè)最重要的四大基礎(chǔ)課之一，對培養(yǎng)學(xué)生各方面能力有很重要的作用。傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)是教師主講，講解過程雖細(xì)致，但由于公式繁多，學(xué)生對學(xué)習(xí)的積極性不高。本文基于雨課堂，采用“打卡通關(guān)式”教學(xué)模式，使傳統(tǒng)課堂教學(xué)多樣化，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：物理化學(xué);雨課堂;教學(xué)改革

《物理化學(xué)》是高等工科院校中材料化學(xué)、高分子工程、安全工程、制藥工程、食品工程等專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)必修理論課。它是運用物理和數(shù)學(xué)的有關(guān)理論和方法，研究化學(xué)變化基本規(guī)律的一門學(xué)科[1]。工科相關(guān)專業(yè)學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，可掌握物理化學(xué)變化中平衡規(guī)律和速率規(guī)律，加強(qiáng)對自然現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識，從而為后繼專業(yè)課程如化工原理、分離工程以及反應(yīng)工程等提供理論基礎(chǔ)，起著承上啟下的樞紐作用[2-3]。但是《物理化學(xué)》課程涉及公式較多，內(nèi)容相對抽象、難懂，造成了教師難教、學(xué)生難學(xué)的尷尬局面。同時，由于工程認(rèn)證需求，一些專業(yè)基礎(chǔ)課課時不斷壓縮，也增加了《物理化學(xué)》的教學(xué)難度。如何能夠在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)使學(xué)生掌握《物理化學(xué)》的學(xué)習(xí)方法并開拓其創(chuàng)新能力則是當(dāng)前物理化學(xué)改革的重要方向。

“雨課堂”是將Power Point、慕課和微信融為一體，于2016年由學(xué)堂在線與清華大學(xué)共同研發(fā)的新型線上教學(xué)軟件[4-5]。通過“雨課堂”在課外和課堂教學(xué)兩者之間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線[6-7]。本文針對《物理化學(xué)》目前教學(xué)存在的問題，通過“雨課堂”的應(yīng)用，對工科院?！段锢砘瘜W(xué)》課堂教學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革。

一、當(dāng)前工科院校《物理化學(xué)》的教學(xué)過程中存在的問題

（1）基礎(chǔ)知識難掌握。大學(xué)生在經(jīng)過了大學(xué)一年級高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無機(jī)、分析以及有機(jī)化學(xué)五大基礎(chǔ)課程的熔煉，才進(jìn)入《物理化學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，《物理化學(xué)》對學(xué)生基礎(chǔ)理論知識要求高，涉及的公式煩瑣、概念抽象，學(xué)生面對大量的基礎(chǔ)理論知識時常感力不從心。

（2）自學(xué)效果不佳。各個高校面臨專業(yè)工程認(rèn)證，專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時大幅減少，有些內(nèi)容只能讓學(xué)生自學(xué)，但在沒有監(jiān)督時，學(xué)生自學(xué)的效果不佳。

（3）抄襲作業(yè)嚴(yán)重。物理化學(xué)知識的掌握必須通過大量習(xí)題的練習(xí)，但是由于沒有習(xí)題課，學(xué)生做作業(yè)遇到困難較多，造成大量抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。

（4）成績評定方式不科學(xué)。課堂人數(shù)多，課時少，造成教師無法準(zhǔn)確掌握每個學(xué)生的課堂表現(xiàn)，從而形成了過程考核的客觀性、公平性大大降低。

二、工科院校物理化學(xué)課堂教學(xué)改革

解決當(dāng)前工科院校《物理化學(xué)》的教學(xué)過程中存在的問題，關(guān)鍵是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，高效利用好較少的課時讓學(xué)生掌握物理化學(xué)基本理論，我們提出如下教學(xué)改革思路。

（一）針對不同專業(yè)突出專業(yè)特色，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

《物理化學(xué)》教材中開篇學(xué)習(xí)的部分是熱力學(xué)，這部分內(nèi)容公式多而且每個公式有特定的使用條件，抽象、難理解，需要應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的知識進(jìn)行推導(dǎo)。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時，就已經(jīng)喪失信心，提不起對后續(xù)課程的興趣。因此，我們適當(dāng)減少公式推導(dǎo)過程的講解，減少與專業(yè)不太相關(guān)內(nèi)容。同時，針對不同專業(yè)，增加與專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容。例如：針對藥劑和制藥工程專業(yè)，適當(dāng)增加與其專業(yè)密切相關(guān)的化學(xué)動力學(xué)、表面與膠體等章節(jié)的學(xué)時;針對材料化學(xué)專業(yè)，適當(dāng)增加電化學(xué)、表面等章節(jié)的學(xué)時;針對食品工程與生物工程專業(yè)增加動力學(xué)、膠體和界面等章節(jié)的學(xué)時。

（二）基于雨課堂，引入“打卡通關(guān)式”教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

借助“雨課堂”教學(xué)平臺，打通課前、課中以及課后三個教學(xué)環(huán)節(jié)，將“打卡通關(guān)式”教學(xué)模式引入《物理化學(xué)》教學(xué)過程。將慕課、微課、在線課程、精品課程等教學(xué)資源進(jìn)行整合設(shè)計融入教學(xué)，把《物理化學(xué)》中一個個碎片化的知識點設(shè)計成一個個關(guān)卡。將雨課堂作為平臺，將慕課、微課、在線課程、精品課程等作為教學(xué)資源，以“打卡通關(guān)”作為教學(xué)模式，打通課上、課下，學(xué)生、教師之間的壁壘，實現(xiàn)課堂互動永不下線。

（三）增加學(xué)習(xí)過程監(jiān)控，解決教、學(xué)脫節(jié)問題

學(xué)生在課前需要打卡預(yù)習(xí)，課中需要打卡完成課堂測試，課后需要打卡復(fù)習(xí)和完成作業(yè)。最后，直到學(xué)生完成所有關(guān)卡后，課程才算順利通關(guān)完成。通過這種游戲競技的通關(guān)方式，不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且避免了學(xué)生互相抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。同時學(xué)生可以多次練習(xí)后，直到完全掌握知識后再進(jìn)入測試，以提高自己的通關(guān)積分，在不知不覺中學(xué)生掌握了需要掌握的知識點。

隨著課時數(shù)壓縮和學(xué)生人數(shù)增加，現(xiàn)在很多教師采用PPT授課，這樣授課速度加快，授課內(nèi)容增多，但課堂內(nèi)教師沒有時間和學(xué)生進(jìn)行課堂討論，“教”與“學(xué)”脫節(jié)，老師無法把握學(xué)生對知識點的掌握情況。利用“雨課堂”的師生教學(xué)互動功能，教師可追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和學(xué)習(xí)效果，從而對教學(xué)過程作出及時的調(diào)整，便于教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行觀察與反思，加強(qiáng)過程控制力度，提高課堂效率。

（四）建立科學(xué)公正的考核評價模式

由于學(xué)時有限，課堂人數(shù)多，教師往往不能準(zhǔn)確提供學(xué)生的課堂表現(xiàn)成績，由此造成學(xué)生的成績不能實事求是體現(xiàn)學(xué)生掌握《物理化學(xué)》課程的真實水平。為了解決這個問題，公平科學(xué)評價學(xué)生的總體學(xué)習(xí)水平，基于雨課堂對《物理化學(xué)》考核方式進(jìn)行了改革。通過雨課堂教學(xué)平臺，教師通過后臺數(shù)據(jù)很容易掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)/復(fù)習(xí)情況。此外，課中出勤率、課堂研討、平時作業(yè)和小測驗成績都可以記錄在雨課堂平臺，“雨課堂”的數(shù)據(jù)匯總功能可以將學(xué)生預(yù)習(xí)時間、習(xí)題成績等相關(guān)數(shù)據(jù)隨時發(fā)布詳細(xì)數(shù)據(jù)，反饋給教師，教師可以根據(jù)情況對預(yù)習(xí)較好的學(xué)生進(jìn)行鼓勵加分，激勵學(xué)生主動進(jìn)行瀏覽，進(jìn)而保證預(yù)習(xí)質(zhì)量。

三、改革效果

針對當(dāng)前工科院校《物理化學(xué)》的教學(xué)過程中存在的問題，我們學(xué)院針對我?；瘜W(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、材料化學(xué)、高分子材料與工程、安全工程、生物技術(shù)、食品工程、制藥工程、藥劑化學(xué)等10多個工科專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)課程進(jìn)行了基于“雨課堂”打卡通關(guān)式教學(xué)改革取得一定的教學(xué)成果。

（一）學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提高，課堂教學(xué)參與率提高

通過根據(jù)不同專業(yè)特色和定位，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，使得課堂教學(xué)內(nèi)容更加切合實際。同時，引入打卡通關(guān)式教學(xué)模式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，自主學(xué)習(xí)能力提高。利用“雨課堂”發(fā)送預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)課件，從而引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成課外自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。通過高效的預(yù)習(xí)打卡過程，在課堂上學(xué)生主動根據(jù)自己的預(yù)習(xí)掌握知識情況針對性關(guān)注教師授課內(nèi)容，學(xué)習(xí)注意力比以前集中。同時，針對在課堂上不太明白或者一知半解的內(nèi)容，下課后又可以通過重復(fù)多次觀看“雨課堂”平臺上的課堂資源來深入認(rèn)識與理解知識點。學(xué)習(xí)反饋也借助雨課堂平臺而變得簡單方便，由原來每周一次的輔導(dǎo)，變成了隨時隨地線上反饋，師生間的溝通更加快捷高速。采用“雨課堂”打卡通關(guān)式教學(xué)后，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)率比以前提高了35%，自主學(xué)習(xí)能力明顯增強(qiáng)。

（二）考試成績上升

經(jīng)過在實驗班的教學(xué)改革實踐，發(fā)現(xiàn)實驗班學(xué)生遲到、逃課現(xiàn)象降低，學(xué)習(xí)風(fēng)氣好轉(zhuǎn)，課堂參與率明顯提高。期末考試平均成績高于平行班級5.6分，及格率達(dá)到90.2%。65.3%學(xué)生認(rèn)為“雨課堂”對于物理化學(xué)學(xué)習(xí)有幫助，建議繼續(xù)使用。

四、結(jié)語

顯然，合理地將傳統(tǒng)板書、PPT以及現(xiàn)代多媒體雨課堂、MOOC、微課等教學(xué)工具靈活組合，針對學(xué)生的不同起點、不同時間的學(xué)習(xí)需求，將物理化學(xué)知識點設(shè)置為一個個關(guān)卡，打通線上線下預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、提問、解答、交流之間的壁壘，將信息技術(shù)和教、學(xué)相互融合，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)《物理化學(xué)》課程的興趣和主觀能動性，從而學(xué)生遲到、逃課現(xiàn)象大大降低，考試成績有所提高，更好地掌握了《物理化學(xué)》課程的相關(guān)知識。雨課堂在工科《物理化學(xué)》教學(xué)中具有重要的應(yīng)用前景，值得物理化學(xué)教師嘗試并使用。

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