師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室建設(shè)的探索與實(shí)踐

劉坤輝，孫艷輝，袁廷，祖莉莉，范樓珍,＊

1 北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室，北京 100875

2 華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，廣州 510006

1 引言

高等學(xué)校教研室是校-院系-教研室三級(jí)管理體系和內(nèi)部治理體系的重要組成分，是高校組織教學(xué)、開展教研、培養(yǎng)人才的基本單元。高校教研室在我國(guó)已有70多年的歷史，至今仍是基層教學(xué)組織最主要的形態(tài)[1,2]。進(jìn)入90年代后，向歐美學(xué)習(xí)和借鑒高等教育模式成為了我國(guó)改革發(fā)展的主流，教研室開始向研究所(中心)轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)教研室逐漸落寞。進(jìn)入新時(shí)代，人們逐漸意識(shí)到全面振興本科教育離不開教研室的底部支撐。因此，2018年以來，黨中央和教育部密集出臺(tái)多份與基層教學(xué)組織建設(shè)相關(guān)的文件。在后疫情時(shí)代，習(xí)近平總書記指出要總結(jié)應(yīng)對(duì)新冠疫情以來大規(guī)模在線教育的經(jīng)驗(yàn)，利用信息技術(shù)更新教育理念、變革教育模式。在高等教育數(shù)字化、高校新基建等政策環(huán)境下，信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得校內(nèi)及跨校教研活動(dòng)異?；钴S。2021年7月，教育部發(fā)布《關(guān)于開展虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)工作的通知》，拉開了高?；诨ヂ?lián)網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)基層教學(xué)組織的序幕，并在2022年2月和5月公布了2批次，共657個(gè)虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)名單[3-5]。由北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院范樓珍教授牽頭申請(qǐng)的師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室獲批開展試點(diǎn)建設(shè)。按照教育部規(guī)劃部署的虛擬教研室建設(shè)任務(wù)，我們開展了包括共建優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)新教研形態(tài)、輻射教育模式等內(nèi)容的探索和建設(shè)。本文對(duì)虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)一年多以來的實(shí)踐和探索情況做了回顧總結(jié)，并展望了后續(xù)進(jìn)一步的工作計(jì)劃。

2 建設(shè)進(jìn)展

2.1 組織運(yùn)行機(jī)制

師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室是第一批試點(diǎn)建設(shè)的課程類虛擬教研室，成員涵蓋6所教育部直屬師范院校，來自包含中西部院校在內(nèi)的“全國(guó)高師物理化學(xué)教研會(huì)中心組”等30多所高等師范院校的物理化學(xué)教師。虛擬教研室于2022年4月23日組織參與單位教師代表召開線上籌備會(huì)議，商討虛擬教研室的組織架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，并陸續(xù)成立虛擬教研室管理委員會(huì)，整體負(fù)責(zé)虛擬教研室運(yùn)行架構(gòu)規(guī)劃以及學(xué)術(shù)咨詢，成立虛擬教研工作委員會(huì)，具體執(zhí)行虛擬教研室的運(yùn)轉(zhuǎn)與資源建設(shè)，在此基礎(chǔ)上，在一些重要參與虛擬教研室建設(shè)的師范院校設(shè)置師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室分室，逐步形成點(diǎn)、線、面到立體的組織管理架構(gòu)(圖1)，會(huì)同全國(guó)師范院校的物理化學(xué)教師共建共享物理化學(xué)課程資源。

圖1 師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室組織管理架構(gòu)

2.2 教研活動(dòng)開展情況

試點(diǎn)建設(shè)以來，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室開展了一系列的線上線下教研活動(dòng)(圖2)。通過虛擬教研室app的平臺(tái)，虛擬教研室的成員們?cè)诰€上召開研討會(huì)，討論物理化學(xué)課程建設(shè)的重點(diǎn)。虛擬教研室?guī)ь^人范樓珍教授和高靚輝教授等在線上進(jìn)行跨國(guó)多校區(qū)同步進(jìn)行的全球課堂示范課程，向中西部院校輻射先進(jìn)的教學(xué)模式，拓展國(guó)際視野。邀請(qǐng)華中師范大學(xué)原弘教授在線上進(jìn)行教學(xué)研討示范，原教授以物理化學(xué)課程中的克拉佩龍方程為例，深入淺出地給虛擬教研室的成員分享了如何在物理化學(xué)課程中講透科學(xué)規(guī)律。作為教育部課程思政教學(xué)名師，范樓珍教授在線上分享了如何有效地在物理化學(xué)課程中傳遞價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)全過程育人的課程理念。同時(shí)，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室還共同承辦了一系列教學(xué)研討會(huì)，包括2022和2023年度的高等學(xué)校物理化學(xué)課程教學(xué)研討會(huì)、全國(guó)高師第24屆物理化學(xué)教學(xué)研討會(huì)等教學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議線下教研活動(dòng)，豐富和拓展虛擬教研室成員的溝通與交流方式。在虛擬教研室app平臺(tái)上，虛擬教研室成員一起開展了物理化學(xué)課程知識(shí)圖譜的梳理和建設(shè)探索，目前有知識(shí)單元28個(gè)，知識(shí)點(diǎn)61個(gè)，教研成果15項(xiàng)，教學(xué)資源83項(xiàng)，教研資料27項(xiàng)。

圖2 師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室召開及承辦各類線上/線下教學(xué)研討

3 建設(shè)特色

3.1 國(guó)際特色，建設(shè)國(guó)際化虛擬教研室

虛擬教研室本身具備跨時(shí)空、跨地域的特點(diǎn)。師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室不僅在國(guó)內(nèi)多所師范院校之間開展聯(lián)合教研活動(dòng)，還將地域跨出國(guó)界，積極探索國(guó)際化的虛擬教研室。北京師范大學(xué)“物理化學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)與英國(guó)曼徹斯特大學(xué)開展了基于慕課的“物理化學(xué)”中外合作混合教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐，并籌劃組建國(guó)際化虛擬教研室。同時(shí)，在課堂上引入慕課的主持教師與課堂學(xué)生在線互動(dòng)，探索線上線下結(jié)合的全球課堂教學(xué)模式，創(chuàng)建了基于慕課的全新教學(xué)團(tuán)隊(duì)和教學(xué)環(huán)境(圖3)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)包括中國(guó)教師及研究生助教、英國(guó)教師及其助教、Wolearn英方互聯(lián)網(wǎng)組織協(xié)調(diào)人員及中方技術(shù)小組，這種教學(xué)團(tuán)隊(duì)具有超越國(guó)界的國(guó)際化合作特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，“物理化學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)英國(guó)劍橋大學(xué)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在21個(gè)校區(qū)同時(shí)開課的經(jīng)驗(yàn)，開創(chuàng)了“兩校(北京師范大學(xué)、英國(guó)曼徹斯特大學(xué))三地(北京、珠海、曼徹斯特)同上一門課”的新模式。在師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室平臺(tái)上，范樓珍教授等通過名師示范課等推廣該教學(xué)模式，向中西部院校輻射先進(jìn)的教學(xué)模式，幫助虛擬教研室的老師們拓展國(guó)際視野。當(dāng)前，我們正持續(xù)將更多的國(guó)際名校教學(xué)資源引入虛擬教研室，突破時(shí)空國(guó)界限制，開創(chuàng)基于虛擬教研室的中外合作數(shù)字化教學(xué)新模式，打造國(guó)際化高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

圖3 虛擬教研室?guī)ь^人范樓珍教授開展線上線下結(jié)合的全球課堂教學(xué)模式探索

3.2 師范特色，面向師范院校和中學(xué)化學(xué)教師

師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室是為數(shù)不多冠以師范名稱的虛擬教研室，主要的共建成員單位來自于師范院校的同行。而師范院校的化學(xué)專業(yè)則肩負(fù)著培養(yǎng)新時(shí)代創(chuàng)新型化學(xué)教育人才的重任。高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)相當(dāng)大一部分涉及物理化學(xué)課程內(nèi)容。因此，讓師范院校化學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)懂學(xué)透物理化學(xué)課程尤為重要。師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室通過共建優(yōu)質(zhì)資源、輻射教育模式等方式提升虛擬教研室成員單位教學(xué)質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，依托北京師范大學(xué)等師范院校在中學(xué)化學(xué)教材和資源開發(fā)等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，我們還將中學(xué)化學(xué)教師加入到虛擬教研室中來，協(xié)助中學(xué)教師厘清教學(xué)中涉及物理化學(xué)部分的教學(xué)難點(diǎn)。

3.3 專業(yè)特色，集體備課降低課程教學(xué)難度

“物理化學(xué)”是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)本科生的重要理論基礎(chǔ)課程，是從研究化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，找出化學(xué)變化中普遍性規(guī)律的一門學(xué)科，也是化學(xué)研究和應(yīng)用取得突破性進(jìn)展的前沿領(lǐng)域?qū)W科。“物理化學(xué)”經(jīng)典的內(nèi)容包括：化學(xué)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)及表面和膠體化學(xué)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，“物理化學(xué)”教學(xué)的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、側(cè)重點(diǎn)也逐漸發(fā)生變化?；瘜W(xué)熱力學(xué)部分的結(jié)構(gòu)基本保持不變；動(dòng)力學(xué)部分加入了新的動(dòng)力學(xué)研究手段；電化學(xué)部分正在傾向新能源的開發(fā)和新型電池的介紹；表面與膠體部分由于生物技術(shù)的發(fā)展，基本定理及應(yīng)用正在加重介紹；增加了光化學(xué)和光電化學(xué)等；相應(yīng)的“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)”隨著理論內(nèi)容的更新、儀器技術(shù)的發(fā)展也有很大更新和發(fā)展。在“物理化學(xué)”教學(xué)中，對(duì)數(shù)學(xué)、物理以及化學(xué)的知識(shí)掌握要求較高，概念及規(guī)律相對(duì)抽象，因此教師(尤其是青年教師)普遍認(rèn)為“物理化學(xué)”教學(xué)難度較大；學(xué)生也普遍認(rèn)為“物理化學(xué)”難學(xué)好。師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室通過名師示范課程、集體備課等方式凝練教學(xué)教案和教學(xué)模式，并通過線上視頻會(huì)議以及線下的集體研討等方式，針對(duì)物理化學(xué)課程中的具體某一知識(shí)點(diǎn)展開深入的討論，進(jìn)而通過集體備課等方式降低課程的教學(xué)難度。

4 典型案例——以華南師范大學(xué)物理化學(xué)課程建設(shè)為例

華南師范大學(xué)物理化學(xué)課程團(tuán)隊(duì)作為核心成員于2022年4月加入“師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室”。基于虛擬教研室各種類型和方式教學(xué)研討，華南師范大學(xué)以孫艷輝教授為代表的物理化學(xué)課程團(tuán)隊(duì)不斷提升教研能力和教學(xué)質(zhì)量，在物理化學(xué)課程建設(shè)中取得如下進(jìn)展。

4.1 課程思政建設(shè)取得成效

孫艷輝教授等通過虛擬教研室名師示范課，學(xué)習(xí)了范樓珍教授的“物理化學(xué)課程思政建設(shè)與實(shí)踐”示范課程，教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極開展課程思政教學(xué)改革，于2022年12月團(tuán)隊(duì)獲批華南師范大學(xué)本科質(zhì)量工程項(xiàng)目-物理化學(xué)課程思政示范課堂項(xiàng)目；2023年6月，團(tuán)隊(duì)申報(bào)的“四維四線融合的物理化學(xué)課程思政育人模式”獲第12屆華南師范大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。同時(shí)，在虛擬教研室平臺(tái)上，受華中師范大學(xué)原弘教授關(guān)于青教賽參賽示范課的啟發(fā)，2023年4-8月團(tuán)隊(duì)參加了第三屆全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽，并榮獲廣東賽區(qū)課程思政賽道特等獎(jiǎng)、全國(guó)賽二等獎(jiǎng)的成績(jī)(圖4)。

圖4 華南師范大學(xué)孫艷輝教授等榮獲第三屆全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽“二等獎(jiǎng)”

4.2 獲批校級(jí)課程教研室，推進(jìn)課程特色建設(shè)

受到師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室的輻射，孫艷輝教授等申報(bào)獲批了華南師范大學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目：物理化學(xué)課程教研室。在教研室建設(shè)中，受虛擬教研室名師示范課的啟發(fā)，孫艷輝教授等面向團(tuán)隊(duì)教師征集優(yōu)秀教學(xué)案例，錄制視頻作為“一師一優(yōu)課”資源，并上傳在線課程平臺(tái)(圖5)。同時(shí)，為了提高學(xué)校拔尖班學(xué)生的國(guó)際化水平，課程教研室邀請(qǐng)鄭奇峰和嚴(yán)勇兩位老師承擔(dān)全英文物理化學(xué)教學(xué)工作，培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際化視野。此外，為了將物理化學(xué)課程與中學(xué)化學(xué)教學(xué)做好銜接，課程教研室吸納了2-3位學(xué)科教育(化學(xué))專業(yè)的教育碩士研究生，收集整理中學(xué)化學(xué)奧賽題目中物理化學(xué)的相關(guān)題目，為化學(xué)師范專業(yè)的學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源。

圖5 華南師范大學(xué)孫艷輝教授等物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)“一師一優(yōu)課”視頻案例

4.3 獲得國(guó)家一流線上線下混合式課程認(rèn)定

在課程團(tuán)隊(duì)的共同努力下，華南師范大學(xué)物理化學(xué)課程于2023年4月被認(rèn)定為國(guó)家一流線上線下混合式課程，并依托團(tuán)隊(duì)自主建設(shè)國(guó)家高等教育智慧教育平臺(tái)的在線開放課程，開展線上線下混合式教學(xué)。

孫艷輝教授以及華南師范大學(xué)物理化學(xué)課程團(tuán)隊(duì)在過去一年多里取得的成果表明，依托于共建共享理念的師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室，虛擬教研室各參與單位成員的老師們通過交流培訓(xùn)和個(gè)人努力，可以實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)課程建設(shè)水平的大幅提升，為立德樹人目標(biāo)提供堅(jiān)強(qiáng)保障。

5 建設(shè)成效與交流推廣

5.1 建設(shè)成效

師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室通過開展各種類型的教研活動(dòng)，大力提升虛擬教研室成員的教研能力，在過去一年多時(shí)間里，虛擬教研室成員單位獲得多項(xiàng)省部級(jí)以上教學(xué)成果獎(jiǎng)。表1是近期虛擬教研室成員在教學(xué)研究方面取得的一些成果。

5.2 交流推廣情況

師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室通過線上線下的方式，讓教研室的成員廣泛交流，并凝練出物理化學(xué)課程的若干教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，尤其是針對(duì)“物理化學(xué)”對(duì)數(shù)學(xué)、物理以及化學(xué)的知識(shí)掌握要求較高，概念及規(guī)律相對(duì)抽象，青年教師普遍認(rèn)為“物理化學(xué)”的教學(xué)難度較大，學(xué)生普遍認(rèn)為“物理化學(xué)”難學(xué)好等特點(diǎn)，虛擬教研室通過名師示范課程、集體備課等方式凝練教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并通過線上視頻會(huì)議以及線下的研討會(huì)等方式，向中西部地區(qū)的院系宣傳推廣先進(jìn)的教學(xué)模式。當(dāng)前，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室還將交流推廣對(duì)象擴(kuò)展到中學(xué)化學(xué)教師領(lǐng)域。

另一方面，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室積極參與化學(xué)學(xué)科虛擬教研室協(xié)作組的研討活動(dòng)，學(xué)習(xí)借鑒其他教研室先進(jìn)的管理組織模式，并參與承辦各類物理化學(xué)課程教學(xué)研討會(huì)，在會(huì)議上大力宣傳推廣虛擬教研室的建設(shè)實(shí)踐。

6 進(jìn)一步的探索計(jì)劃

在接下來的工作中，師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室基于前期試點(diǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)上，擬在以下幾方面重點(diǎn)開展工作。一是繼續(xù)完善虛擬教研室的組織運(yùn)行機(jī)制，組建更加合理且活躍的管理委員會(huì)和工作委員會(huì)，并通過機(jī)制和分工引導(dǎo)更多教師參與到物理化學(xué)課程的資源建設(shè)中來。二是在共建資源方面，著重完善知識(shí)圖譜的建設(shè)，確定知識(shí)圖譜的知識(shí)點(diǎn)和板塊，豐富知識(shí)點(diǎn)的掛載資源。三是對(duì)接教育部101計(jì)劃，深入推進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃，積極參與物理化學(xué)課程的核心教材等方面的建設(shè)，完善虛擬教研室共享資源，提供更為豐富和特色的教學(xué)大綱、教學(xué)課件、作業(yè)習(xí)題等。四是繼續(xù)開展形式多樣的線上線下結(jié)合的教學(xué)研討和名師示范課，向中西部高校輻射教學(xué)模式。五是深入探索中學(xué)化學(xué)教師參與虛擬教研室的教研活動(dòng)，向更多的中學(xué)教師提供化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科服務(wù)。

7 結(jié)語

黨的二十大報(bào)告明確了“科技、教育、人才”三位一體統(tǒng)籌部署，并首次提出推進(jìn)教育數(shù)字化，確立了教育數(shù)字化未來發(fā)展的行動(dòng)綱領(lǐng)。虛擬教研室是當(dāng)代中國(guó)高等教育教學(xué)制度的一次重要改革，探索虛擬教研室建設(shè)，可為實(shí)現(xiàn)高等教育數(shù)字化發(fā)展、加強(qiáng)基層教學(xué)組織建設(shè)以及提升本科教學(xué)質(zhì)量等提供有力的支撐和保障。師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室在過去一年多的試點(diǎn)建設(shè)中，在共建優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)新教研形態(tài)、輻射教育模式等方面開展了一些具有特色的探索性工作。展望未來，我們將在完善虛擬教研室的組織運(yùn)行機(jī)制、共建資源，尤其是知識(shí)圖譜的建設(shè)、對(duì)接教育部101計(jì)劃，以及探索國(guó)際化虛擬教研室和師范特色虛擬教研室等方面著重開展工作，爭(zhēng)取建設(shè)成為輻射中西部的物理化學(xué)課程教師之家。

致謝：感謝師范院校物理化學(xué)課程虛擬教研室以及全國(guó)高師物理化學(xué)教學(xué)中心組各成員單位的支持！