利用元素化學(xué)在線(xiàn)課程資源開(kāi)展課堂教學(xué)改革

胡育 溫治國(guó) 史鎧 田怡 宋連香 劉琴

摘 要：樂(lè)山師范學(xué)院化學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院無(wú)機(jī)化學(xué)課程從2020年開(kāi)始啟動(dòng)線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，利用慕課、B站、超星等優(yōu)質(zhì)在線(xiàn)課程資源，采用線(xiàn)上學(xué)習(xí)、線(xiàn)下課堂互動(dòng)的模式，將原來(lái)相對(duì)枯燥的講授課程轉(zhuǎn)變?yōu)橐园咐懻摓橹鞯臓?zhēng)辯式課堂，教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提高。與上學(xué)年同期相比，學(xué)生的知識(shí)掌握能力、自主學(xué)習(xí)能力、歸納總結(jié)能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、質(zhì)疑與求證的科學(xué)素養(yǎng)均得到了有效提高。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)化學(xué); 元素化學(xué); 在線(xiàn)課程資源; 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2021）10-108-002

自2018年以來(lái)，國(guó)內(nèi)高校和機(jī)構(gòu)自主建成十多個(gè)慕課平臺(tái)，這種開(kāi)放的在線(xiàn)課程資源創(chuàng)新了優(yōu)質(zhì)教育的開(kāi)放服務(wù)模式，在培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、幫助學(xué)生鞏固和復(fù)習(xí)上面都起到了積極作用。在這種大背景之下，我院無(wú)機(jī)化學(xué)課程團(tuán)隊(duì)利用元素化學(xué)在線(xiàn)課程資源開(kāi)展線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)，通過(guò)課前線(xiàn)上學(xué)習(xí)，課堂督學(xué)、翻轉(zhuǎn)，對(duì)高效課堂發(fā)揮了積極作用。

無(wú)機(jī)化學(xué)是高等學(xué)?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，課程分成兩部分，一部分是無(wú)機(jī)基礎(chǔ)理論，另一部分就是元素化學(xué)，是培養(yǎng)化學(xué)專(zhuān)業(yè)人才知識(shí)與能力的重要組成部分。元素化學(xué)的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生理解重要元素及其化合物的特性、典型反應(yīng);在科學(xué)思維方面獲得應(yīng)有的訓(xùn)練和培養(yǎng)，能夠運(yùn)用無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論，分析和解決無(wú)機(jī)化學(xué)問(wèn)題;具有一定的創(chuàng)新意識(shí)和反思研究能力。

元素部分內(nèi)容龐雜、涵蓋面廣，雖然難度較低，卻會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)枯燥，誤認(rèn)為這些知識(shí)是簡(jiǎn)單的堆砌。加上高校課程改革后課時(shí)數(shù)大幅減少，元素化學(xué)教學(xué)面臨的客觀情況就是內(nèi)容課時(shí)少，若開(kāi)展案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂，根本無(wú)法在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)計(jì)劃。因此，利用線(xiàn)上元素化學(xué)在線(xiàn)課程開(kāi)展課堂革命，才能對(duì)學(xué)生有吸引力，讓學(xué)生理解并吸收，才能讓課堂翻轉(zhuǎn)得以真正的實(shí)現(xiàn)。

1.線(xiàn)上教學(xué)資源為課堂革命提供有力保障

慕課作為一種開(kāi)放的優(yōu)質(zhì)教育資源，可幫助學(xué)生自學(xué)、復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，已被廣泛使用，并發(fā)揮了良好的線(xiàn)上輔助教學(xué)效果[1-2]。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在線(xiàn)上教學(xué)資源建設(shè)上主要包括：課程大綱、教學(xué)計(jì)劃、課件、習(xí)題庫(kù)、隨堂測(cè)（作業(yè)）、知識(shí)點(diǎn)視頻和無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科前沿。知識(shí)點(diǎn)視頻有源自中國(guó)慕課網(wǎng)、B站和超星學(xué)習(xí)通的優(yōu)質(zhì)視頻;也有根據(jù)我院學(xué)生實(shí)際情況自行錄制的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)視頻。單個(gè)視頻時(shí)長(zhǎng)均控制在10min之內(nèi)。為了便于任課教師了解學(xué)生的線(xiàn)上學(xué)習(xí)情況，我們將線(xiàn)上資源導(dǎo)入超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)手機(jī)或電腦進(jìn)入課程學(xué)習(xí)，完成任務(wù)點(diǎn)測(cè)試;后臺(tái)自動(dòng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，評(píng)估學(xué)生的線(xiàn)上學(xué)習(xí)過(guò)程。非視頻資源包括課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)資料和拓展，以教材課后作業(yè)和習(xí)題庫(kù)習(xí)題為基礎(chǔ)，用于學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)。針對(duì)少數(shù)無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)較好的學(xué)生，我們不斷更新無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)科前言，滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化需求，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的前沿研究有理性認(rèn)識(shí)。

元素化學(xué)在線(xiàn)課程資源除了來(lái)源于在線(xiàn)開(kāi)放課程資源、課程團(tuán)隊(duì)教師自行錄制及整理的文獻(xiàn)資源，還包括學(xué)生的貢獻(xiàn)。為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和文獻(xiàn)歸納整理能力、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們?cè)?018年的無(wú)機(jī)化學(xué)元素化學(xué)課堂教學(xué)中開(kāi)展了seminar教學(xué)法的實(shí)踐與探索，學(xué)生在課下收集自己感興趣領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)資料，并整理成PPT與同學(xué)們交流;我們選出優(yōu)秀的PPT，發(fā)布在元素化學(xué)線(xiàn)上教學(xué)資源包中，供下屆學(xué)生交流學(xué)習(xí)補(bǔ)充。這些元素化學(xué)線(xiàn)上資源的建設(shè)和完善大大支撐了課堂翻轉(zhuǎn)的真正實(shí)現(xiàn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

2.課堂教學(xué)革命

根據(jù)無(wú)機(jī)化學(xué)課程團(tuán)隊(duì)對(duì)元素化學(xué)部分的整體教學(xué)思路：元素教學(xué)與基礎(chǔ)理論結(jié)合[3]、課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合[4]、課堂教學(xué)與生產(chǎn)生活實(shí)際結(jié)合[5]、潛移默化進(jìn)行環(huán)保與科普教育[6]，線(xiàn)下課堂主要由知識(shí)點(diǎn)串講和師生互動(dòng)構(gòu)成。知識(shí)點(diǎn)串講主要是給學(xué)生們理順知識(shí)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體理解，建立元素化學(xué)知識(shí)的清晰脈絡(luò)。師生互動(dòng)主要圍繞問(wèn)題展開(kāi)討論。

課堂時(shí)間安排上，先進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)梳理15min左右，再進(jìn)行15min左右的提問(wèn)環(huán)節(jié)，并將重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)成5個(gè)左右的討論題。例如：1.利用分壓定律解釋為什么冬天在浴室洗澡會(huì)有窒息氣悶的感覺(jué)？教育學(xué)生注意觀察生活，利用科學(xué)知識(shí)解決生活中問(wèn)題的能力。2.已知（MnO2/Mn2+）=1.23，根據(jù)氯元素的電勢(shì)圖分析MnO2與鹽酸（1mol/L）能否發(fā)生反應(yīng)？若不能發(fā)生，你又怎么看待實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生氯氣往往可以通過(guò)MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備這一事實(shí)？鹽酸濃度從中起到什么作用，多少濃度合適？啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，從該反應(yīng)為什么會(huì)發(fā)生引發(fā)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生和哪些因素有關(guān)系的思考。濃度？環(huán)境？溫度？壓力？狀態(tài)？其本質(zhì)又是什么？鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度出發(fā)討論問(wèn)題，不僅學(xué)習(xí)了典型反應(yīng)又復(fù)習(xí)和鞏固了無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之熱力學(xué)基礎(chǔ)、能斯特方程的應(yīng)用。

課堂教學(xué)模式上以問(wèn)題為中心，“提出問(wèn)題—解決問(wèn)題—延伸思考”，通過(guò)設(shè)計(jì)生活中或是學(xué)科研究中具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生參與、思考;小組討論，喚起學(xué)生解決問(wèn)題的欲望，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣，使其養(yǎng)成質(zhì)疑與求證的科學(xué)素養(yǎng)，自主、探究與合作的學(xué)習(xí)方式。

3.多方位的課程考核體系

課程的最終成績(jī)通常由平時(shí)成績(jī)（占30%-40%）和期末成績(jī)（占60%-70%）組成。平時(shí)成績(jī)一般由學(xué)習(xí)態(tài)度和作業(yè)構(gòu)成，期末成績(jī)由閉卷筆試決定，成績(jī)都是任課老師定，將學(xué)生排除在評(píng)價(jià)主體之外[7]。由于作業(yè)相互抄襲情況普遍，平時(shí)成績(jī)及一紙?jiān)嚲砗茈y評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生通過(guò)無(wú)機(jī)化學(xué)課程學(xué)習(xí)之后的知識(shí)掌握程度、能否運(yùn)用無(wú)機(jī)化學(xué)的知識(shí)和研究方法、團(tuán)結(jié)協(xié)作、分析、探索和解決化學(xué)的實(shí)際問(wèn)題的能力及自主學(xué)習(xí)能力。因此，在考核方式上我們選擇將平時(shí)成績(jī)所占比例加大至50%，過(guò)程性評(píng)價(jià)多元化，包括：學(xué)習(xí)態(tài)度（包括考勤和線(xiàn)上學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)的完成情況，沒(méi)完成線(xiàn)上任務(wù)點(diǎn)的學(xué)習(xí)或缺課每次扣5分）、測(cè)試成績(jī)（集中測(cè)試1-2次，檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到階段教學(xué)目標(biāo)，占平時(shí)成績(jī)的40%）、作業(yè)成績(jī)（平時(shí)作業(yè)12次，任課老師抽查作業(yè)并進(jìn)行全班點(diǎn)評(píng)，學(xué)生之間交換作業(yè)互改;根據(jù)作業(yè)完成及訂正情況給出作業(yè)成績(jī)并簽名;未完成作業(yè)，當(dāng)次作業(yè)計(jì)0分。每個(gè)學(xué)生取平均分計(jì)算平時(shí)作業(yè)成績(jī)，占平時(shí)成績(jī)的20%）、課堂提問(wèn)（每個(gè)學(xué)生輪1-3次，檢驗(yàn)學(xué)生是否有效預(yù)習(xí)、有效復(fù)習(xí)鞏固，占平時(shí)成績(jī)的20%。）、學(xué)生互評(píng)（學(xué)習(xí)小組內(nèi)學(xué)生之間相互評(píng)分，之后由學(xué)習(xí)委員和學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)根據(jù)每個(gè)學(xué)生參與研討的情況和老師評(píng)價(jià)核定分?jǐn)?shù)，占平時(shí)成績(jī)的20%）。

這種多方位的形成性評(píng)價(jià)，讓學(xué)生參與自己的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，力求做到全面、公平、公正、高效。不僅讓課程評(píng)價(jià)體系與課程目標(biāo)達(dá)成更加呼應(yīng)，又讓學(xué)生能夠更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí)，回歸課堂，回歸學(xué)習(xí)的全過(guò)程，避免了學(xué)生考前突擊、臨時(shí)抱佛腳的不良現(xiàn)象?；Y學(xué)院化學(xué)專(zhuān)業(yè)2020級(jí)、2019級(jí)和2018級(jí)1、2班學(xué)生的無(wú)機(jī)化學(xué)2（元素化學(xué)）期末成績(jī)?nèi)鐖D所示，他們采取的教學(xué)模式分別是線(xiàn)上線(xiàn)下混合課堂教學(xué)模式、線(xiàn)上教學(xué)模式和純課堂教學(xué)模式，對(duì)比三期的期末成績(jī)分布圖，試行線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)的2020級(jí)學(xué)生期末考試成績(jī)明顯優(yōu)于疫情之下線(xiàn)上教學(xué)的2019級(jí)學(xué)生和傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式下的2018級(jí)學(xué)生。

4.課程考核體系支撐課程目標(biāo)達(dá)成

元素化學(xué)部分的課程學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：

課程目標(biāo)1：能夠運(yùn)用無(wú)機(jī)化學(xué)的基本原理和理論去理解并熟悉重要單質(zhì)和無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)、制備及應(yīng)用，初步掌握反思方法和技能，為從事中學(xué)化學(xué)教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)學(xué)科基礎(chǔ);課程目標(biāo)2：學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣不斷被激發(fā)與增強(qiáng)，能自主學(xué)習(xí)本學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，能運(yùn)用無(wú)機(jī)化學(xué)的知識(shí)和研究方法、團(tuán)結(jié)協(xié)作、分析、探索和解決化學(xué)的實(shí)際問(wèn)題;課程目標(biāo)3：增強(qiáng)民族自豪感和自信心、厚植愛(ài)國(guó)主義情懷、堅(jiān)定理想信念，理解無(wú)機(jī)化學(xué)在社會(huì)生產(chǎn)生活和學(xué)科育人中的價(jià)值。具有一定的安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展理念。

元素化學(xué)部分課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)采用“考核成績(jī)分析法”，課程考核材料包括期末考試（50%，）、測(cè)驗(yàn)（20%）、作業(yè)（10%）、小組研討+合作學(xué)習(xí)+探究性學(xué)習(xí)（10%）。隨機(jī)抽取2020級(jí)化學(xué)2班教學(xué)班級(jí)為樣本（不含重修學(xué)生），根據(jù)試卷中題目及形成性評(píng)價(jià)的每個(gè)小項(xiàng)目對(duì)課程目標(biāo)的支撐程度來(lái)計(jì)算課程目標(biāo)達(dá)成度，課程目標(biāo)達(dá)成值計(jì)算結(jié)果顯示，元素化學(xué)課程目標(biāo)達(dá)成度為0.83，課程目標(biāo)達(dá)成情況良好。

5.結(jié)語(yǔ)

利用元素化學(xué)在線(xiàn)課程資源開(kāi)展課堂教學(xué)改革以來(lái)，對(duì)比20級(jí)、19級(jí)、18級(jí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生期末考試成績(jī)，不論是平均分還是不及格率上，成績(jī)提高的效果是明顯的，接受該模式的學(xué)生人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)教學(xué)課堂。《無(wú)機(jī)化學(xué)2》教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況問(wèn)卷調(diào)查顯示75%以上的學(xué)生認(rèn)為自己教學(xué)目標(biāo)達(dá)成較好，僅僅有1%的學(xué)生認(rèn)為自己課程目標(biāo)達(dá)成較差。該模式不僅對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握具有一定的促進(jìn)作用，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析歸納解決問(wèn)題的能力、協(xié)同合作和語(yǔ)言表達(dá)能力均有大幅提高。當(dāng)然該模式仍需繼續(xù)探索和優(yōu)化。比如可以在每章結(jié)束后要求學(xué)生先自行總結(jié)，通過(guò)畫(huà)思維導(dǎo)圖的方式將知識(shí)點(diǎn)相互聯(lián)系。教師應(yīng)注重知識(shí)遷移。還有在過(guò)程考核中如何細(xì)化課程思政的具體考核內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)等。

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