基于MOOC的“物理化學(xué)”教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

王安杏，張慶

（安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與化工學(xué)院，安徽 合肥 230011）

“物理化學(xué)”是化學(xué)化工專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，它從物理現(xiàn)象與化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系入手，運(yùn)用物理學(xué)的研究方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探究化學(xué)體系中存在的最普遍、最基本的規(guī)律和理論，是化學(xué)科學(xué)體系最為重要的理論基礎(chǔ)[1-2]?！拔锢砘瘜W(xué)”課程涉及概念和公式較多，課程理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)，對(duì)提高學(xué)生數(shù)理能力、邏輯推理能力和抽象思維能力具有重要作用。MOOC（Massive Open Online Course），又稱慕課，指大規(guī)模開放在線課程，具有大規(guī)模性、開放性、共享性、創(chuàng)新性、自主性和廣泛參與性等特點(diǎn)[3-4]。MOOC作為信息化技術(shù)與教學(xué)深度融合的產(chǎn)物，已成為“互聯(lián)網(wǎng)+”課程教學(xué)模式改革的新浪潮，為高等教育帶來了挑戰(zhàn)和機(jī)遇?；贛OOC 的發(fā)展及其先進(jìn)的教育理念，結(jié)合“物理化學(xué)”課程的特點(diǎn)，本文分析了MOOC 在“物理化學(xué)”課程教學(xué)中的作用。

1 MOOC在“物理化學(xué)”課程教學(xué)中的作用

MOOC 的出現(xiàn)為“物理化學(xué)”的課程改革提供了載體，通過將“物理化學(xué)”與MOOC有機(jī)融合，將“物理化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容以MOOC 的形式優(yōu)化整合，再將整合后的教學(xué)內(nèi)容充分碎片化，便于學(xué)生利用碎片時(shí)間高效學(xué)習(xí)。

1.1 MOOC作為一種新型在線教學(xué)模式，呈現(xiàn)形式多樣化，利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的教學(xué)模式很容易讓學(xué)生對(duì)理論性強(qiáng)的“物理化學(xué)”知識(shí)的學(xué)習(xí)感到枯燥疲倦?；谛畔⒒夹g(shù)支撐的MOOC 教學(xué)，極大地豐富了教學(xué)資源的呈現(xiàn)形式，有效地拓展了學(xué)習(xí)的時(shí)空，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)與加強(qiáng)師生交流提供了便利[5]。MOOC 呈現(xiàn)形式多樣化，使知識(shí)點(diǎn)以文本、視頻、動(dòng)畫、數(shù)字化資源、拓展資源、試題等多種形式呈現(xiàn)，使抽象的內(nèi)容變得直觀、生動(dòng)、具體，不僅可以加深學(xué)生理解記憶, 而且有助于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

1.2 MOOC將課程內(nèi)容碎片化，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供便利

由于MOOC視頻的長(zhǎng)度約10 min, 所以教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)以知識(shí)點(diǎn)為基本單元，重組整合教學(xué)內(nèi)容，確保每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的相對(duì)獨(dú)立性，便于學(xué)習(xí)者選擇[6]。同時(shí)基于MOOC 共享性、開放性等特點(diǎn)，學(xué)生可以靈活利用零碎的空閑時(shí)間學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)。基于學(xué)生基礎(chǔ)差異，利用MOOC 可以實(shí)現(xiàn)分層推送：對(duì)于基礎(chǔ)一般的學(xué)生，主要推送基礎(chǔ)知識(shí)；對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，除了基礎(chǔ)知識(shí)，還可以推送一些拓展資源，實(shí)現(xiàn)因材施教，滿足不同層次學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

1.3 集中重難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)講授，提高教學(xué)效果

將“物理化學(xué)”教學(xué)中的重難點(diǎn)及易錯(cuò)點(diǎn)做成MOOC，通過視頻、動(dòng)畫等展示給學(xué)生，有針對(duì)性地解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化，提高學(xué)習(xí)效果。

2 “物理化學(xué)”MOOC教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容的選擇

結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，按照“必需、夠用、少而精”原則[7]，以應(yīng)用為目的，優(yōu)化課程體系，整合教學(xué)內(nèi)容，以MOOC形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。為適應(yīng)不同專業(yè)的需求，內(nèi)容要有所側(cè)重，既要考慮到基本的教學(xué)內(nèi)容，又要兼顧專業(yè)的需求[8]。如針對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生，可以增加二組分系統(tǒng)氣液相圖的介紹，為學(xué)生后期學(xué)習(xí)“化工原理”中精餾部分知識(shí)打好基礎(chǔ)；還應(yīng)注意增加動(dòng)力學(xué)中的簡(jiǎn)單級(jí)數(shù)反應(yīng)和多相催化反應(yīng)的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)工程作鋪墊[9]。表1列出了不同模塊所選取的教學(xué)內(nèi)容，表2列出了部分知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

表1 選取的部分教學(xué)內(nèi)容

表2 部分知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)主要包括知識(shí)點(diǎn)的導(dǎo)入，講解、舉例、總結(jié)、拓展等環(huán)節(jié)，例如關(guān)于熵判據(jù)的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以從熱力學(xué)第二定律—克勞修斯不等式引入?？藙谛匏共坏仁街荒芘袛噙^程的性質(zhì)是否可逆，并不能判斷過程的方向是否自發(fā)。實(shí)際生產(chǎn)生活中，我們經(jīng)常需要判斷一個(gè)過程進(jìn)行的方向與限度，如果用熵來判斷過程的變化方向和限度時(shí)，即為熵判據(jù)。因此將克勞修斯不等式應(yīng)用到隔離系統(tǒng)中, 就得到了熵判據(jù)，這樣很自然地就引入了熵判據(jù)。講解熵判據(jù)時(shí)，以實(shí)例說明熵判據(jù)的應(yīng)用，并與熵增加原理比較，引導(dǎo)學(xué)生思考如果將克勞修斯不等式應(yīng)用到絕熱系統(tǒng)中，那么得出的是熵判據(jù)嗎？通過內(nèi)容講解使學(xué)生真正理解熵判據(jù)，并會(huì)使用熵判據(jù)。由于熵判據(jù)需計(jì)算系統(tǒng)熵變和環(huán)境熵變，比較復(fù)雜，引導(dǎo)學(xué)生思考“對(duì)于更有實(shí)際意義的等溫等壓且無非體積功的體系，有沒有能夠直接判斷體系發(fā)生某一變化的方向函數(shù)”，為后面學(xué)習(xí)吉布斯函數(shù)判據(jù)作鋪墊。表2 列出了選取的部分知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

3 “物理化學(xué)”MOOC教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)注意問題

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)注重系統(tǒng)性

“物理化學(xué)”各模塊之間聯(lián)系緊密，相輔相成，表面現(xiàn)象和電化學(xué)等內(nèi)容就是對(duì)熱力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，反過來也為深入掌握熱力學(xué)提供新的思路和方向[12]，同時(shí)“物理化學(xué)”為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)材料類專業(yè)課程提供理論基礎(chǔ)，所以“物理化學(xué)”與其他課程中相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系也較為緊密[13]，因此在進(jìn)行MOOC 教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注重知識(shí)的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性與邏輯性。為了使學(xué)生在碎片化知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)上建立對(duì)“物理化學(xué)”課程的完整認(rèn)知，就要求統(tǒng)籌教學(xué)設(shè)計(jì)，抓住知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)部聯(lián)系，掌握知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，確保學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的連貫性。

3.2 教學(xué)設(shè)計(jì)注重整體性

在設(shè)計(jì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，要注重內(nèi)容的完整性，從知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)入、講解、舉例、總結(jié)、拓展等方面講解知識(shí)點(diǎn)，這樣才能使知識(shí)點(diǎn)的講解比較透徹，使學(xué)生比較容易構(gòu)建完整的知識(shí)體系。知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)入時(shí)可以由知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)例或知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)理論的產(chǎn)生背景導(dǎo)入，由淺入深，比較容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講解知識(shí)點(diǎn)時(shí)要以理論的實(shí)際應(yīng)用為案例。最后，總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，并以知識(shí)點(diǎn)為核心進(jìn)行拓展深化，可以介紹目前理論最新的研究成果及科學(xué)前沿，提升學(xué)生對(duì)物理化學(xué)的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)為學(xué)有余力的同學(xué)提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

3.3 教學(xué)設(shè)計(jì)注重理論聯(lián)系實(shí)踐

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)一定要理論聯(lián)系實(shí)際，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，這樣才能讓學(xué)生切實(shí)感受理論知識(shí)的實(shí)用性，著力提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。如講解“物理化學(xué)”中化學(xué)勢(shì)時(shí)，要將化學(xué)勢(shì)的物理意義解釋清楚，可以結(jié)合化學(xué)勢(shì)在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用案例進(jìn)行講解。在介紹化學(xué)勢(shì)與溫度和壓力的關(guān)系時(shí)，可以通過比較不同溫度或不同壓力下的化學(xué)勢(shì)大小，深化學(xué)生理解化學(xué)勢(shì)與溫度和壓力的關(guān)系，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)的理解記憶，這樣有利于學(xué)生將普通的數(shù)學(xué)公式與實(shí)際的“物理化學(xué)”過程緊密聯(lián)系起來，深化對(duì)理論知識(shí)的理解。

4 結(jié)束語

“物理化學(xué)”是多學(xué)科交叉構(gòu)成知識(shí)體系的一門課程，理論性和邏輯性較強(qiáng)?；贛OOC理念，結(jié)合“物理化學(xué)”課程特點(diǎn)及專業(yè)要求，以應(yīng)用為目的，對(duì)“物理化學(xué)”內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，進(jìn)行“物理化學(xué)”MOOC 教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中要突出課程的應(yīng)用性，注重知識(shí)的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性、整體性、獨(dú)立性以及理論與實(shí)踐的緊密聯(lián)系，這樣才能取得較好的教學(xué)效果。