“無機化學”課程混合式在線教學平臺的設(shè)計與建設(shè) *

邢彥軍，張琳萍，楊常玲，侯 煜

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

一、 “無機化學”課程混合式在線教學平臺的建設(shè)過程

作為化學或近化學類專業(yè)學生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，“無機化學”為我校(東華大學)相關(guān)專業(yè)學生重要的必修課。我校一直非常重視“無機化學”的課程建設(shè)，課程被列為上海市核心課程和東華大學精品課程，得到上海市和東華大學多項教改項目支持。特別是近年來課程組承擔了多項教改項目，包括無機化學核心課程建設(shè)、課程思政建設(shè)[1]和在線課程建設(shè)等。

2018年，我們按照精品課程網(wǎng)站的要求建設(shè)了“無機化學”課程網(wǎng)站。網(wǎng)站上有教學視頻共56段，總時長達600分鐘，4位教師參與課程視頻的錄制。網(wǎng)站還提供了詳盡的課程相關(guān)信息和資源。精品課程網(wǎng)站豐富了學生的學習內(nèi)容，能夠讓不同院校和專業(yè)的學生共享優(yōu)質(zhì)教學資源。然而在網(wǎng)站建設(shè)過程中，我們發(fā)現(xiàn)目前的課程網(wǎng)站在教學內(nèi)容上過于重視課程在知識上的信息化和量化，只是一個開放性的教學資源，無法在實際教學中發(fā)揮以學生為主以及對學生創(chuàng)新能力的培育作用。

針對“無機化學”網(wǎng)站存在的問題，為進一步開展課程理念創(chuàng)新、內(nèi)容創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，加強一流本科課程建設(shè)與應(yīng)用，提升課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，我們進一步基于超星學習通[2](以下簡稱學習通)開展了“無機化學”課程混合式在線教學平臺的建設(shè)，構(gòu)建了符合學生實際需要的、與實際運用相符合的混合式學習資源[3]。

由于平臺建設(shè)開展較早，在2020年初突發(fā)新冠肺炎疫情導致無法開展課堂教學期間，該平臺發(fā)揮了很大作用并達到了預期的教學效果。目前，“無機化學”課程已授權(quán)超星公司于2020年2月制作為課程示范包上線，共享給其他高校師生參考和使用。2個多月以來，已有蘭州大學、南京信息工程大學等的70多門課程引用本課程示范包為模板開展課程建設(shè)。本文重點介紹“無機化學”課程混合式在線教學平臺的內(nèi)容選擇與課程體系建設(shè)情況。

二、 “無機化學”課程混合式在線教學平臺的總體設(shè)計

“無機化學”課程混合式在線教學平臺以移動學習需求為出發(fā)點，進一步完善課程體系，加強在線課程建設(shè)方案的綜合設(shè)計，形成較為完善的在線學習與課堂教學相結(jié)合的教學實施方案，以移動學習者為學習主體，構(gòu)建基于混合式學習模式的有效課堂，輔以與科學素養(yǎng)相匹配的線上過程性評價[4]，以適應(yīng)不斷提高的人才培養(yǎng)要求。

“無機化學”課程混合式在線教學平臺包括教學大綱和日歷、課程視頻、學習課件、在線測試、在線討論、習題庫、試卷庫(含各章小測驗)、案例微課視頻以及其他相關(guān)文獻資料等學習資源，這些資源均為我校無機化學教研室自主制作。

三、 基于“無機化學”課程混合式在線教學平臺的教學方式和過程考核方式

在線教學主要分為課前、課中和課后三部分。每一部分的安排都結(jié)合過程性評價完成，建立雙向、溝通式的信息反饋機制，將平時課堂教學中組織的研討、課堂互動提問、在線測試、在線討論、小測驗、作業(yè)以及單元知識結(jié)構(gòu)圖繪制等合理設(shè)計到過程考核中，進一步明確過程考核的要求、形式及其所占比重，不僅評價學生的知識記憶，更側(cè)重于對學生運用知識分析、解決問題能力的評價，科學全面地評價學生的綜合素質(zhì)。

1. 課前學習要求

在學期開始，教師在學習通上發(fā)布本學期的教學日歷，以及具有自主知識產(chǎn)權(quán)的教學視頻和PPT課件。課前在學習通上發(fā)布每節(jié)課的學習任務(wù)，指導學生根據(jù)知識點進行學習，完成在線測試，并準備在線討論題。教師通過查詢學習通的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，及時獲知每名學生的實際學習進度，以及在線測試的完成度和知識點的掌握情況，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整在線教學討論的內(nèi)容。

由于學生需要課前預先觀看教學視頻，因此教學視頻的錄制非常重要。在錄制教學視頻時，我們首先討論并明確每節(jié)課的知識點，按照在線教學策略和內(nèi)容設(shè)計多媒體課件，對講授內(nèi)容進行精簡，將易理解、易掌握或者影響知識點理解的內(nèi)容精簡或刪去，增加難點和重點內(nèi)容的學習時間，使教授的內(nèi)容更加明確突出。由于在線學習者有碎片式和間斷式學習的特點，我們在制作在線課程課件和視頻時遵循在線課程的特征，錄制的視頻不宜太長，一般為8～15分鐘的短視頻。為了獲得更好的視頻教學效果，我們先后錄制了2遍教學視頻。

2. 課中教學討論

由于疫情影響，目前課中以在線教學討論為主導，主要通過學習通APP平臺討論，或者采用微信、QQ等網(wǎng)絡(luò)通信工具實現(xiàn)。課中討論主要依據(jù)具體的課程要求和學習任務(wù)與實踐需要進行教學討論，同時教師根據(jù)學習通對學生課前學習的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，特別是在線測試中存在的問題進行講解，并引導學生自主探究從而解決問題。在每個章節(jié)結(jié)束后進行10～15分鐘的課堂小測驗，以進一步了解和掌握學生的在線學習情況。

3. 課后教學評估

(1) 課程討論。由于在線教學不同于傳統(tǒng)教學，無法與學生開展面對面的互動，無法及時獲取學生的實際學習效果和反饋信息，因而難以及時調(diào)整教學內(nèi)容。為此，我們通過加強課后的過程性評價予以解決。

課后的過程性評價主要以課程討論和課后作業(yè)為主。其中在線討論部分采取開放原則，討論內(nèi)容側(cè)重于對學生運用知識分析、解決問題的能力以及文獻檢索和理解能力、文檔撰寫能力等方面的考核。由于學習初期學生還不能積極提出問題，因此教師先提出一些題目供學生討論。在線討論的內(nèi)容總體按照章節(jié)內(nèi)容設(shè)置與之相關(guān)的討論題目，但是又不完全限于教學大綱內(nèi)容。比如在第一章，討論題為“如何看待化學？”，要求學生從化學的優(yōu)缺點以及未來如何解決化學對自然、環(huán)境和人類的影響方面進行簡單說明，同時結(jié)合對自己專業(yè)的認識，思考和討論未來學習或者不學化學對自己可能產(chǎn)生的影響。這個學期的學生主要為紡織學院的學生，很多學生都結(jié)合自己的專業(yè)進行了關(guān)于紡織與無機化學關(guān)系的討論。又如，在第四章“水溶液中的反應(yīng)”部分設(shè)置了3個討論題，分別為世界水日、酸雨的規(guī)定和分步沉淀在莫爾(Mohr)法滴定氯離子(或溴離子)中的應(yīng)用。2019年是元素周期表發(fā)明150周年[5]，我們在第六章中設(shè)置的在線討論就與元素周期表有關(guān)，要求學生閱讀幾篇與元素周期表相關(guān)的學術(shù)期刊文獻，對元素周期表的發(fā)展歷史、現(xiàn)代進展提出自己的看法?？紤]到學習本課程的學生為一年級入校新生，文獻以中文為主，文獻發(fā)表時間從1999年到2019年。

同時，課程討論需要所有學生參與，并要求在學習通討論欄目中發(fā)表，旨在促使學生對學習內(nèi)容和過程進行積極的反思和總結(jié)，激勵學生主動思考，提高他們的科學素養(yǎng)。學生可以回復已有討論，也可自行發(fā)表觀點，或分享得意之作。這些開放性的討論不僅要求學生從定性的角度進行討論，也要求學生能夠通過定量計算解決實際問題。其中大多數(shù)題目都要求學生獨立思考，有自己的觀點，讓學生在討論過程中產(chǎn)生好奇心，激發(fā)求知欲，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。同時，由于在線討論是開放的，每個學生的發(fā)言都可以被其他同學看到，大家相互之間可以參考和探討，有助于理解課程內(nèi)容。討論平臺可以自動收集學生在課前自主學習過程中遇到的問題，并及時反饋給教師。教師可以對問題進行總結(jié)和概括，同時引導學生自主討論和解答問題。

(2) 課程作業(yè)和單元知識結(jié)構(gòu)圖繪制。在每個章節(jié)設(shè)置課后作業(yè)，要求學生將作業(yè)的完整步驟寫在作業(yè)本上并拍照上傳，而不只是在線填寫答案。教師則利用在線批改功能，指出學生作業(yè)中的錯誤。這樣教師能夠及時了解學生對知識點的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學生的理解錯誤并及時糾正。在新冠肺炎疫情期間，通過學生與教師這種形式的接觸，提升了課程教學的親和力。

由于教學視頻基于知識點錄制，無法體現(xiàn)知識點之間的縱向和橫向聯(lián)系，在線課程也不同于面對面授課，無法及時了解學生對知識點的掌握情況；同時，課后作業(yè)僅能包含個別知識點，因此，為了保障學生能夠更好地掌握并熟練應(yīng)用各章知識，除了必要的計算題外，我們還要求學生繪制各章的單元知識結(jié)構(gòu)圖[6]，也以作業(yè)的方式上傳。在繪制單元知識結(jié)構(gòu)圖的過程中，為了找出各知識點之間的關(guān)系，學生會理解、消化和歸納各知識點，掌握各知識點間的聯(lián)系，進而形成整體理解，實現(xiàn)對知識的整合。

四、 案例教學微課視頻設(shè)計

“無機化學”主要面向我?；瘜W化工與生物工程學院、材料科學與工程學院、環(huán)境科學與工程學院和紡織學院的本科生開設(shè)。由于各學院學生的專業(yè)背景不同，如何在有限的授課時間內(nèi)，既保證無機化學學科知識的系統(tǒng)性，又針對性地培養(yǎng)各專業(yè)學生的工程意識和工程能力，讓學生保持學習化學的興趣與信心，并能夠運用無機化學基本理論知識去解決實際工程問題，是我們一直思考的問題。

我們在教學過程中分析了“無機化學”課程與我校各專業(yè)學科的內(nèi)涵和外延，理清相關(guān)學科交叉覆蓋涉及的知識點和銜接點，明確“無機化學”課程各部分內(nèi)容對各專業(yè)預期學習產(chǎn)出的貢獻和程度，收集無機化學相關(guān)原理和知識在各專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用案例，設(shè)計和錄制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的典型性、啟發(fā)性和實踐性案例教學微課視頻，并穿插于相應(yīng)的教學環(huán)節(jié)。這些案例不是單純的知識點介紹，而是將課程的內(nèi)容以案例的方式表現(xiàn)出來，部分內(nèi)容既涉及基本原理，也涉及定量計算。有些案例還與學生的專業(yè)相結(jié)合，通過將相關(guān)專業(yè)中與無機化學理論相關(guān)的部分進行綜合應(yīng)用和總結(jié)討論，培養(yǎng)學生分析和解決實踐過程中復雜工程問題的能力。目前已經(jīng)錄制3個并已加入學習通課程平臺。部分案例微課視頻如表1所示。

表1 “無機化學”課程部分案例教學微課視頻

五、 結(jié)語

基于超量學習通，我們構(gòu)建了一個自主性強的“無機化學”課程混合式在線教學平臺。從學生反饋來看，該在線教學平臺保障了在線學習與線下課堂教學的質(zhì)量實質(zhì)等效。在探究與合作教學過程中，教師積極轉(zhuǎn)變角色，通過有效引領(lǐng)、指導和互動，使學生自主學習，學生的學習體驗相對于傳統(tǒng)課堂更完整深入，教學相長，師生雙方都有比較強的獲得感。學生反映在線教學比傳統(tǒng)課堂互動效果好，師生關(guān)系更融洽，學習體驗更生動、更有趣。然而如何更好地利用和發(fā)揮這一平臺的優(yōu)勢進行在線教學，還需要進一步科學設(shè)計混合式在線教學實施方案，建設(shè)豐富的教學資源，創(chuàng)建最佳的線上學習環(huán)境，并進行新型學習模式的研究和實踐，以推進創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。