基于“雨課堂”的電化學(xué)原理混合式教學(xué)模式初探

陳科，王華*(北京航空航天大學(xué)，北京 100191)

0 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的不斷發(fā)展，課堂教學(xué)多了新手段和平臺?！坝暾n堂”，作為多媒體教學(xué)的一個典型的代表，明顯區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)模式，沒有學(xué)習(xí)的場地和時間限制；在教學(xué)過程中，能夠有效的打破師生間不平衡，師生互動性明顯增強(qiáng)，最大化的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與熱情；通過并且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，能夠全面分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在課后，根據(jù)后臺數(shù)據(jù)，教師可以繪制每個學(xué)生的學(xué)習(xí)該門課程的發(fā)展圖，從而關(guān)注他們的個性化發(fā)展。

電化學(xué)，物理化學(xué)一個非常重要的分支，在化學(xué)教育中占有舉足輕重的地位。納米材料、新能源材料、光電材料、催化材料等諸多前沿學(xué)科都涉及電化學(xué)知識，其內(nèi)容就是解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中所涉及到的問題，包括金屬電沉積、化學(xué)電源、以及燃料電池等，具有綜合性、交叉性和實(shí)用性的特點(diǎn)。然而，由于電化學(xué)原理課程的理論性很強(qiáng)，內(nèi)容抽象、概念多、公式多、邏輯性強(qiáng)，因此，很多學(xué)生反映在學(xué)習(xí)過程中理論知識難理解，很難去掌握知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，學(xué)習(xí)積極性和熱情低等問題?；谝陨戏治觯绻軐ⅰ坝暾n堂”教學(xué)模式與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進(jìn)行深度融合，形成線上線下“混合式”教學(xué)模式，可能將有效解決該課程教學(xué)效果不理想的問題。然而，當(dāng)前混合教學(xué)模式仍然存在一些問題，仍處于不斷的探索階段。想要解決以上的問題，就要不斷探索更符合當(dāng)前院校的教學(xué)形式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法與模式的不斷創(chuàng)新[1]。

文章將線上的“雨課堂”教學(xué)與線下課堂課程教學(xué)形式和內(nèi)容進(jìn)行深度融合，優(yōu)化現(xiàn)在的電化學(xué)原理教學(xué)體系，形成具有一定特色的“混合式”教學(xué)模式，在短暫的課堂上最大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，協(xié)助其掌握難理解的電化學(xué)理論知識，提升教學(xué)效果，為進(jìn)一步完善本科階段人才的培養(yǎng)體系給出建設(shè)性意見。

1 電化學(xué)原理課程教學(xué)現(xiàn)狀

電化學(xué)原理課程是面向我校為大三本科生開設(shè)的一門專業(yè)課，本課程旨在培養(yǎng)大學(xué)生掌握電化學(xué)原理與應(yīng)用相關(guān)的理論，并為相關(guān)后續(xù)電化學(xué)相關(guān)課程提供基礎(chǔ)。課程教材選擇的是李狄編著的電化學(xué)原理。目前，國內(nèi)很多高校都開設(shè)了這門課程。我校開設(shè)這門課程共計(jì)32學(xué)時，為專業(yè)選修課，因?yàn)閷W(xué)科和學(xué)時的限制，這一門重要的學(xué)科建設(shè)非常薄弱。當(dāng)前，這門課程是以傳統(tǒng)的“黑板+粉筆+PPT”灌輸式教學(xué)模式進(jìn)行授課，學(xué)生很難對電化學(xué)的基礎(chǔ)知識有深入的理解，對于廣泛的實(shí)際應(yīng)用更是了解不多，再加上學(xué)習(xí)起點(diǎn)高，概念抽象不易懂，仍然存在以下三個方面問題：

(1)從課程內(nèi)容上看，教學(xué)內(nèi)容相對比較多，主要涉及電化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)動力學(xué)及應(yīng)用等多個模塊內(nèi)容。由于在前期的課程對電化學(xué)熱力學(xué)的內(nèi)容已經(jīng)學(xué)習(xí)，所以本課程的講授重點(diǎn)放在電化學(xué)動力學(xué)及其相關(guān)應(yīng)用方面，其內(nèi)容主要涉及電極過程概述、液相傳質(zhì)步驟動力學(xué)、電子轉(zhuǎn)移步驟動力學(xué)、氣體電極過程、金屬的陰極和陽極過程等部分。但是課時太少，因此，課堂教學(xué)過程中，教師以講基本理論知識點(diǎn)為主，很大程度上無法顧及啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生思考；就學(xué)生而言，以接收并消化課堂中講解的內(nèi)容成為主，沒有充分的時間對于課堂中所涉及問題進(jìn)行思考和理解，必然會導(dǎo)致學(xué)生對于課程內(nèi)容只能被動的掌握，尤其對于課程理論性較強(qiáng)公式推導(dǎo)方面，學(xué)生不容易掌握。(2)從課程結(jié)構(gòu)上看，本門課程幾大模塊中，核心內(nèi)容包括電化學(xué)熱力學(xué)、電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、電極過程概述、液相傳質(zhì)步驟動力學(xué)等，主要涉及抽象的概念和公式推導(dǎo)，講述基本理論的形成、推理、及其在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也比較枯燥，教材中主要用專業(yè)術(shù)語為主去描述一些概念和定義，對于學(xué)生的在學(xué)習(xí)中必然會產(chǎn)生一些畏懼。(3)從課堂的設(shè)計(jì)來看，教師與學(xué)生之間的互動主要表現(xiàn)為回答教師提出的問題，形式比較單調(diào)。這種模式下，缺乏主動學(xué)習(xí)和探究精神肯定是必然的[2]。

2 混合式教學(xué)模式構(gòu)建與分析

2.1 凝練教學(xué)目標(biāo)

電化學(xué)原理課程，是一門同時重視理論與實(shí)踐的專業(yè)課程，不僅學(xué)生需要掌握電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、液相傳質(zhì)步驟動力學(xué)、電子轉(zhuǎn)移步驟動力學(xué)等理論，而且要會用這些知識在具體的科研和生產(chǎn)的能力。教師在課堂上完成重難點(diǎn)課程內(nèi)容的講授的同時，要利用線上教學(xué)特點(diǎn)，幫助學(xué)生將本課程的理論知識融入到他們原有的知識體系中、建立本專業(yè)課程與其他化學(xué)專業(yè)課之間的聯(lián)系?；谇拔膶τ陔娀瘜W(xué)原理所面臨的三個主要問題，再結(jié)合“雨課堂”平臺，在嚴(yán)格的教學(xué)大綱框架下，加深提煉該課程混合式教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)，詳細(xì)如下：

(1)利用“雨課堂”，增加講授電化學(xué)知識的廣度，拓寬學(xué)生視野，加深他們對該課程內(nèi)容與實(shí)際科研/生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)性的認(rèn)知；(2)利用線上線下協(xié)同作用，優(yōu)化教學(xué)資源，增加師互動，全方面構(gòu)建混合式電化學(xué)原理教學(xué)體系；(3)結(jié)合“雨課堂”和多媒體課堂互補(bǔ)優(yōu)勢，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的升學(xué)習(xí)效率。

2.2 設(shè)計(jì)教學(xué)模式

通過“雨課堂”平臺，將手機(jī)、Ipad等便攜式電子設(shè)備與多媒體教學(xué)深度融合，結(jié)合實(shí)際的電化學(xué)原理教學(xué)情況，在課前和課后環(huán)節(jié)引入線上課程資源推送環(huán)節(jié)。學(xué)生通過電子設(shè)備可以實(shí)時獲得該課程的教學(xué)資源(PPT，課程視頻等)、課后習(xí)題等內(nèi)容。具體包括以下4個方面：

2.2.1 總體設(shè)計(jì)

目前，我?；瘜W(xué)專業(yè)采用傳統(tǒng)“黑板+粉筆+PPT”授課方式，電化學(xué)原理專業(yè)課每次2學(xué)時，一共16周次。我們將每一次混合式的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，分為“雨課堂”課前推送、多媒體教學(xué)課上、以及“雨課堂”課后推送3個階段，一般推送教學(xué)內(nèi)容涉及課件、重難點(diǎn)整理、習(xí)題、例題解答與分析等。

2.2.2 課前設(shè)計(jì)

在課前，通過“雨課堂”，教師推送本此教學(xué)基本情況簡述，同時也推送一些教學(xué)準(zhǔn)備的問題，便于學(xué)生了解課程內(nèi)容學(xué)習(xí)、帶著問題去思考，不至于在講授的過程中產(chǎn)生陌生感和抵觸感。

2.2.3 課堂設(shè)計(jì)

在多媒體課堂教學(xué)過程中，除了PPT講授知識，依托于“雨課堂”，實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的有效互動。教師通過本周次課程內(nèi)容主題增加互動問題、習(xí)題解析、互動評價以及課間簽到，提升師生面對面交流效率。另外，教師也可以督促學(xué)生學(xué)習(xí)、引導(dǎo)小組討論、答案解析，不僅在課堂上著重解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的共性問題，而且要關(guān)注學(xué)生的個性化發(fā)展。

2.2.4 課后設(shè)計(jì)

課后，教師通過“雨課堂”平臺推送習(xí)題，并推送課堂中的重難點(diǎn)知識，便于學(xué)生快速回顧和復(fù)習(xí)本課程核心內(nèi)容。另外，統(tǒng)計(jì)學(xué)生習(xí)題完成情況、正確率、難重點(diǎn)知識掌握情況等數(shù)據(jù)。

3 混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵

3.1 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容

課程內(nèi)容設(shè)計(jì)不僅要重視本科階段的理工人才的培養(yǎng)方案、和學(xué)生全面發(fā)展的需求與科技創(chuàng)新導(dǎo)向，而且要始終堅(jiān)持以“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，再加上教師對課程教學(xué)質(zhì)量的提高，同時借助線上線下教學(xué)的互補(bǔ)優(yōu)勢，更進(jìn)一步挖掘?qū)W生的創(chuàng)造性和主觀能動性。教學(xué)內(nèi)容不僅重視理論知識講授，同時，也要重視學(xué)生解決實(shí)際的問題的能力培養(yǎng)。在講授內(nèi)容方面，教師除了整體把握教授的基本理論，更要把握前沿知識和科學(xué)動態(tài)融入到實(shí)際的教學(xué)中，有針對性的補(bǔ)充課本的不足，使課程教學(xué)內(nèi)容能夠一定程度上讓學(xué)生了解科學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展和前沿研究動態(tài)[3]。

3.2 創(chuàng)新教學(xué)方式

該混合式教學(xué)，主要采用“線上主動學(xué)習(xí)+線下互動討論”的教學(xué)方式，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”，教師為輔助的教學(xué)。通過“雨課堂”互動平臺，教師不斷優(yōu)化課堂講授內(nèi)容，把更形象和生動的教學(xué)資料補(bǔ)充到實(shí)際課件教學(xué)過程中，以增加該課程的知識信息量。利用線上豐富的、便捷的網(wǎng)絡(luò)資源平臺，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的課內(nèi)外互動，從而推進(jìn)信息技術(shù)與課堂教育的深度融合。依托“雨課堂”線上教學(xué)資源，減少傳統(tǒng)理論授課時，增大靈活運(yùn)用知識的實(shí)踐課時。除了講授基本的電化學(xué)理論外，教師增加了實(shí)際案例分析、實(shí)踐環(huán)節(jié)，擴(kuò)大學(xué)生的思維空間。

4 結(jié)語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代到來，教師的課堂教學(xué)應(yīng)做到“以學(xué)生為中心”的理念，提升學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)知識的能力。本文基于“雨課堂”的課程教學(xué)實(shí)踐，分析了電化學(xué)原理課程教學(xué)特性，從混合式教學(xué)模式構(gòu)建(包括凝練教學(xué)目標(biāo)和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容)和內(nèi)涵，并詳細(xì)介紹了這種混合式教學(xué)模式理念。通過有效利用“雨課堂”的平臺互動優(yōu)勢，結(jié)合傳統(tǒng)面授課程的優(yōu)勢，并把這種混合式模式應(yīng)用于化學(xué)材料類專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中，將有效提升教學(xué)效果，有利于理工科專業(yè)人才的培養(yǎng)與發(fā)展。當(dāng)前，隨著教學(xué)改革不斷推進(jìn)和深入，教師就需要與時俱進(jìn)的從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中走出來，不斷開拓進(jìn)取，推動課堂改革進(jìn)程。