大類招生視角下線上線下混合式無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程建設(shè)與實(shí)踐

曲 楠

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118）

大類招生是高等院校招生時(shí)，采取按學(xué)科大類招生培養(yǎng)的一種模式。新生入學(xué)后的一年或兩年進(jìn)行通識(shí)課程與大類基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，再根據(jù)所選專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，由學(xué)生志愿、學(xué)習(xí)成績(jī)、綜合排名等信息，以公平、公開(kāi)、公正的原則進(jìn)行專業(yè)分流，最后經(jīng)過(guò)專業(yè)培養(yǎng)直至完成培養(yǎng)目標(biāo)的一種以學(xué)生為本的新型人才培養(yǎng)模式[1-2]。大類招生模式改變了以固定專業(yè)為基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的基本框架，為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)開(kāi)拓了更大空間[3]。目前，我國(guó)已有百所以上高校逐步開(kāi)始推行大類招生培養(yǎng)模式，該模式已成為高等教育人才培養(yǎng)模式改革的趨勢(shì)和方向[4-6]。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，包括MOOC、SPOC 和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)新形式不斷涌現(xiàn)。新的人才培養(yǎng)模式和時(shí)代的發(fā)展都迫切需要在教育教學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┯行У母母铮浞掷眯畔⒒夹g(shù)參與教學(xué)過(guò)程，積極運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段促進(jìn)高校教育教學(xué)質(zhì)量的提升[7]。傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)與融入現(xiàn)代信息技術(shù)的線上教學(xué)將長(zhǎng)期共存并深度融合，線上線下混合式教學(xué)新模式必將成為高校教學(xué)的“新常態(tài)”[8]。

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程是高等院校化學(xué)、化工、生物、材料、能源及環(huán)境等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也是通識(shí)教育所設(shè)課程之一，更是新生入學(xué)后的第一門(mén)化學(xué)課，對(duì)后續(xù)其他化學(xué)課程及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有重要作用。本文在大類招生背景下，結(jié)合吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)際，以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教育理念為指導(dǎo)，從課程框架、教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革，利用MOOC、微信、騰訊會(huì)議及超星學(xué)習(xí)通等現(xiàn)代信息化手段對(duì)不同地域和專業(yè)大類的學(xué)生，開(kāi)展線上線下混合式無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程建設(shè)與實(shí)踐。通過(guò)線下教學(xué)為主，線上教學(xué)為輔，將基礎(chǔ)與專業(yè)互融，教學(xué)與科研并進(jìn)，多措并舉推進(jìn)課程建設(shè)向縱深發(fā)展，拒絕“水課”，全面打造一流本科課程，著力培養(yǎng)“四新”卓越創(chuàng)新人才。

1 線下課程建設(shè)

線下教學(xué)是高等院校課程教學(xué)的主要形式，更是高等院校教育教學(xué)的主戰(zhàn)場(chǎng)。開(kāi)展有效的線下課程建設(shè)，提高線下課堂教學(xué)實(shí)效性，將從根本促進(jìn)課堂教學(xué)改革，切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1.1 加強(qiáng)課程教材建設(shè)

教材是知識(shí)的載體和高質(zhì)量教學(xué)的保障。為適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)形式的需要，化學(xué)團(tuán)隊(duì)教師重編了《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》教材，并由高教出版社出版。新版教材考慮到大一新生化學(xué)基礎(chǔ)不同，課程學(xué)時(shí)不足及專業(yè)需求差異等問(wèn)題，以高中化學(xué)為基礎(chǔ)，去除部分太過(guò)深?yuàn)W的內(nèi)容，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的公式推導(dǎo)，增加了前沿性化學(xué)知識(shí)，使教材結(jié)構(gòu)更合理，內(nèi)容更易懂。同時(shí)，對(duì)與后續(xù)課程有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了加強(qiáng)，體現(xiàn)了課程間的關(guān)聯(lián)性和基礎(chǔ)化學(xué)一個(gè)整體的理念。

1.2 合理整合課程教學(xué)內(nèi)容

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程主要包含物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理及其對(duì)應(yīng)的定量化學(xué)分析方法和部分儀器分析三大知識(shí)體系。由于課程內(nèi)容廣泛，理論性強(qiáng)，且學(xué)時(shí)緊張，故需將碎片化的知識(shí)模塊化，再將模塊串珠化、脈絡(luò)化和系統(tǒng)化。并根據(jù)不同大類對(duì)化學(xué)知識(shí)的需求差異，將無(wú)機(jī)與分析化學(xué)分成A 和B 兩類，分層次構(gòu)建各自教學(xué)框架。同時(shí)，不斷優(yōu)化教學(xué)資源，合理整合教學(xué)內(nèi)容；及時(shí)更新契合當(dāng)前學(xué)科大類發(fā)展與時(shí)代需求的內(nèi)容，使其既能滿足學(xué)生后期專業(yè)劃分后對(duì)化學(xué)知識(shí)的不同需求，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

1.3 不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用案例式、翻轉(zhuǎn)課堂、問(wèn)題導(dǎo)向式（Problem-Based learning，PBL）及團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)式（Team-based Learning，TBL）等不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮教師作為啟發(fā)者、引領(lǐng)者、聆聽(tīng)者、反饋者和總結(jié)者的作用[9]。

對(duì)于相對(duì)枯燥、不易理解的教學(xué)內(nèi)容，可通過(guò)案例式教學(xué)以案例為基礎(chǔ)啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力[10]。比如，在講酸堿緩沖溶液時(shí)引入案例：“某新聞，6年將碳酸飲料當(dāng)水喝 78歲老人酸中毒離世，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)老人血液中的酸堿度（pH）只有6.8，正常值為7.40±0.05，提示酸中毒?！睆陌咐霭l(fā)，啟發(fā)學(xué)生思考，為什么正常人體的血液可以維持pH 在一定范圍內(nèi)呢？讓學(xué)生通過(guò)分析問(wèn)題，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。而對(duì)于比較容易理解的教學(xué)內(nèi)容，可借助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)將學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程前置，上課組織學(xué)生分組討論，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和主動(dòng)性。比如，在講化學(xué)平衡時(shí)，課前學(xué)生需根據(jù)教師線上布置的內(nèi)容框架（學(xué)案）開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，課上通過(guò)小組討論解決問(wèn)題，并指導(dǎo)小組代表分享學(xué)習(xí)成果。對(duì)于應(yīng)用性較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，可利用PBL 教學(xué)設(shè)置問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力。比如，在講膠體時(shí)，課上提出問(wèn)題：如何用簡(jiǎn)單的方法區(qū)分溶液和膠體？以問(wèn)題為引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的有效應(yīng)用。對(duì)于前沿性知識(shí)的學(xué)習(xí)，可通過(guò)TBL 教學(xué)以團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的解決能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。比如，在講解配合物后，讓學(xué)生以小組為團(tuán)隊(duì)查閱文獻(xiàn)和搜集資料，學(xué)習(xí)并討論ZIF-8和MIL-125等金屬有機(jī)框架材料的制備、特點(diǎn)及應(yīng)用，書(shū)寫(xiě)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)報(bào)告。在線上線下混合式教學(xué)模式下，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，合理選擇和組合不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)可有效提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2 線上課程建設(shè)

線上教學(xué)是現(xiàn)代信息技術(shù)參與課程教學(xué)的必然產(chǎn)物，更是課堂教學(xué)變革的突破口。

2.1 基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)，構(gòu)建課程線上教學(xué)資源庫(kù)

以學(xué)習(xí)通平臺(tái)為載體，構(gòu)建線上教學(xué)資源庫(kù)，包括課程信息、課程大綱、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教師介紹、教學(xué)課件、教案、學(xué)案、教學(xué)微視頻、MOOC 鏈接、案例庫(kù)、作業(yè)庫(kù)、試題庫(kù)、常見(jiàn)問(wèn)題解析、與學(xué)科大類相關(guān)的教學(xué)拓展材料及中外文文獻(xiàn)檢索方法等學(xué)習(xí)資料。將課程線上教學(xué)資源在教學(xué)期內(nèi)有序、均衡推送，為課程教學(xué)順利進(jìn)行保駕護(hù)航，打造具有“高階性”的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)新模式。

2.2 線上教學(xué)活動(dòng)、反饋及優(yōu)化

通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)預(yù)約的騰訊會(huì)議實(shí)行線上線下同步課堂教學(xué)，秉承不拋棄、不放棄的理念，實(shí)現(xiàn)全員教學(xué)，不僅做到了課堂教學(xué)留痕，便于教學(xué)監(jiān)督和學(xué)生課后復(fù)習(xí)，還可解決突發(fā)情況，比如疾病、極端天氣等的課程教學(xué)問(wèn)題。另外，利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大容量班級(jí)進(jìn)行有效的課程教學(xué)及管理。課前通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析獲知學(xué)情信息，實(shí)行“一課一案”精準(zhǔn)教學(xué)。課上依托學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行線上簽到、討論、搶答、選人、小測(cè)及互評(píng)等教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮線上教學(xué)的高效和多能性。課后教師同步將課堂的教學(xué)視頻上傳至學(xué)習(xí)通，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人需要進(jìn)行觀看和復(fù)習(xí)，并完成學(xué)習(xí)通發(fā)布的課后線上討論及綜合測(cè)試。教師則通過(guò)學(xué)生的課后復(fù)習(xí)效果反饋，適時(shí)預(yù)約騰訊會(huì)議進(jìn)行線上總結(jié)與答疑。學(xué)習(xí)通APP 的使用使線上教學(xué)運(yùn)行更為順暢和平穩(wěn)。在完成階段性教學(xué)節(jié)點(diǎn)后，學(xué)生將完成的章節(jié)思維導(dǎo)圖、作業(yè)、小組討論總結(jié)及研究報(bào)告等上傳至學(xué)習(xí)通。教師批改后，根據(jù)學(xué)習(xí)通平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)及內(nèi)容。

3 課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)

為達(dá)到“寬口徑，厚基礎(chǔ)”的要求，建立包括過(guò)程考評(píng)和終結(jié)考評(píng)的多維度考評(píng)機(jī)制，如表1所示，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)效果有效評(píng)價(jià)。過(guò)程考評(píng)占比50%，包括線上教學(xué)、線上線下同步課堂教學(xué)及線上階段測(cè)試等。為加強(qiáng)線上測(cè)試的監(jiān)管，線上階段測(cè)試實(shí)施個(gè)性化考核，即隨機(jī)組卷，不同學(xué)生不同次參與考核將有不同試卷。終結(jié)考評(píng)占比50%，題庫(kù)組卷，全面考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。

表1 多維度成績(jī)考評(píng)

4 線上線下混合式設(shè)計(jì)實(shí)施的一個(gè)教學(xué)單元

在大類招生背景下，既要求學(xué)生知識(shí)面寬，又要求基礎(chǔ)扎實(shí)，這對(duì)通識(shí)課程的教學(xué)提出了更高要求。現(xiàn)針對(duì)無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程的特點(diǎn)，更新教育理念，依托學(xué)習(xí)通平臺(tái)開(kāi)展線上線下混合式課程建設(shè)，實(shí)現(xiàn)線上線下教學(xué)有效銜接。通過(guò)這種教學(xué)新形式，優(yōu)化課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)和課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，增加師生的課堂互動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。我校《無(wú)機(jī)與分析化學(xué)A》課程共64學(xué)時(shí)，適合對(duì)化學(xué)知識(shí)要求較高的學(xué)科大類學(xué)習(xí)。以《無(wú)機(jī)與分析化學(xué)A》課程為例，實(shí)施線上線下混合式設(shè)計(jì)的教學(xué)單元。

教學(xué)內(nèi)容：化學(xué)熱力學(xué)初步。熱力學(xué)是研究各種形式能量相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。將熱力學(xué)原理應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)，就產(chǎn)生了化學(xué)熱力學(xué)?；瘜W(xué)熱力學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)章節(jié)，比如化學(xué)平衡和電化學(xué)等知識(shí)的學(xué)習(xí)有著重要的指導(dǎo)作用。因此，講好化學(xué)熱力學(xué)是非常重要的。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：

課前：線上，利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)案，本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容是熱力學(xué)函數(shù)的意義、關(guān)系和計(jì)算，自發(fā)過(guò)程的推動(dòng)力及吉布斯-亥姆霍茲公式的應(yīng)用。通過(guò)課前利用線下教材、線上PPT、視頻、MOOC 等教學(xué)資源，讓學(xué)生根據(jù)各自化學(xué)基礎(chǔ)選擇最適宜的方式自學(xué)，完成知識(shí)點(diǎn)梳理，問(wèn)卷和課前測(cè)評(píng)等。使學(xué)生初步了解本章所學(xué)內(nèi)容，帶著問(wèn)題來(lái)上課。

課中：線上線下同步課堂，通過(guò)課堂小組討論、小組合作、案例分析、問(wèn)答及成果展示等教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的直觀性和互動(dòng)性。如熱力學(xué)這一章，以PBL 教學(xué)設(shè)置問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考：從廉價(jià)的石墨能否合成金剛石、能否通過(guò)熱解方法消除CO 的污染等問(wèn)題入手。通過(guò)課堂講解、討論和互動(dòng)，引出結(jié)論：石墨可以在高溫高壓下完成到金剛石的轉(zhuǎn)化，但是不能通過(guò)熱解實(shí)現(xiàn)CO 到C 和O2的轉(zhuǎn)化，其原因是這個(gè)過(guò)程吸熱且熵減少，無(wú)法自發(fā)進(jìn)行。

課后：線上，通過(guò)課后線上活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)及線下課堂表現(xiàn)，全方位了解學(xué)生對(duì)本章知識(shí)的掌握情況。對(duì)于共性問(wèn)題：如熱力學(xué)函數(shù)U，H，S，G等的計(jì)算問(wèn)題，可利用騰訊會(huì)議進(jìn)行課后線上答疑。對(duì)于學(xué)生基礎(chǔ)差異產(chǎn)生的個(gè)別問(wèn)題，則可通過(guò)學(xué)習(xí)通或微信進(jìn)行一對(duì)一在線解答。

總結(jié)：通過(guò)線上線下混合式化學(xué)熱力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正掌握了本章的重難點(diǎn)，滿足了大類背景下差異教學(xué)的需求，學(xué)生參與度高，教學(xué)效果佳。

5 結(jié)束語(yǔ)

“大類招生，分流培養(yǎng)”模式已成為國(guó)內(nèi)外高校本科教育改革的熱點(diǎn)。通過(guò)大類招生背景下線上線下混合式無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程建設(shè)與實(shí)踐，以學(xué)生為中心，構(gòu)建了基于教育信息化的課程體系，融合了線上和線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化教學(xué)資源，整合教學(xué)內(nèi)容。以學(xué)習(xí)通平臺(tái)為載體，借助大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，改革課程教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了線上線下融會(huì)貫通。建立了多維度考評(píng)機(jī)制，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和效果。不斷更新教育理念、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方式，推進(jìn)了無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程建設(shè)及創(chuàng)新。當(dāng)然，線上線下混合式的課程建設(shè)和優(yōu)化任重道遠(yuǎn)，需要教育工作者不斷努力和創(chuàng)新。