何良

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院 廣東廣州 510642

配位化學(xué)是無(wú)機(jī)化學(xué)中一門(mén)重要的分支學(xué)科，是無(wú)機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、生物化學(xué)、藥物化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科相互交叉與融合所形成的最具活力的化學(xué)前沿學(xué)科之一。21世紀(jì)的配位化學(xué)被認(rèn)為在現(xiàn)代化學(xué)中處于中心地位，已成為眾多學(xué)科相互融合與滲透的交叉點(diǎn)和相互聯(lián)系的橋梁。作為本校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程，它的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握配位化學(xué)的基本知識(shí)、基本理論、研究方法、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)類(lèi)學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法、邏輯思維和創(chuàng)新理念，培養(yǎng)符合“新工科”背景下的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。此外，在教學(xué)過(guò)程中適時(shí)融入配位化學(xué)課程含有的思政元素，激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)情、強(qiáng)國(guó)志、報(bào)國(guó)行的情懷與信念。

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式提出了挑戰(zhàn)并且極大地刺激了高校教育改革的理念革新[1]。2019年9月，教育部等十一部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。該文件指出在線教育的重要性，在線教育是教育服務(wù)的重要組成部分，未來(lái)要大力提升在線教育的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)將更加廣泛地應(yīng)用到教育領(lǐng)域，不斷完善在線教育的規(guī)模，豐富在線教育的資源和服務(wù)。2022年，現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與教育實(shí)現(xiàn)深度融合，在線教育的質(zhì)量和水平不斷提升，資源和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系也將全面建立，在建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)方面取得重要進(jìn)展?；旌鲜浇虒W(xué)是一種將在線教學(xué)形式和傳統(tǒng)教學(xué)形式的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)的包括“線上”部分和“線下”部分的教學(xué)模式。通過(guò)在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)兩種不同教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)部分課程內(nèi)容由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，部分內(nèi)容由教師課堂講授，將學(xué)生的學(xué)習(xí)由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)[2]。

“雨課堂”是學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室聯(lián)合研發(fā)的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的智慧教學(xué)APP軟件。它是一個(gè)能夠簡(jiǎn)便地連接教師和學(xué)生的智能終端，在課程教學(xué)的課前—課上—課后的各個(gè)環(huán)節(jié)都能發(fā)揮重要作用，極大地便利教師的授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)，推動(dòng)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。它將PPT課件、智能手機(jī)、微信、MOOC、微課等元素融合到一起，通過(guò)“線上”學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，全面提升課堂教學(xué)質(zhì)量，增加師生互動(dòng)，使教學(xué)過(guò)程更為高效便捷。雨課堂不僅是教學(xué)工具的新發(fā)展，也是在教學(xué)方式上的新探索。由于雨課堂具有較強(qiáng)的后臺(tái)功能、到位的人工服務(wù)、及時(shí)的數(shù)據(jù)分析、簡(jiǎn)便的使用方法等優(yōu)點(diǎn)，目前已開(kāi)始在各大高等院校爭(zhēng)相研究實(shí)踐[3-7]。

1 本校配位化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀及改革必要性

在此之前，本校配位化學(xué)課程采用的教學(xué)方法是傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)方法，即采用教室現(xiàn)場(chǎng)講授式為主，教師講授知識(shí)在先，學(xué)生學(xué)習(xí)掌握知識(shí)在后的傳統(tǒng)教學(xué)模式。講授式教學(xué)方法是目前我們教學(xué)過(guò)程中最常用的一種教學(xué)方法，它以課堂講授為主要途徑，主要強(qiáng)調(diào)教師的“教”的作用，較大程度上忽視了學(xué)生“學(xué)”的主體作用。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法被認(rèn)為是“填鴨式”教學(xué)，教師與學(xué)生之間缺乏足夠的交流，教與學(xué)兩者缺乏有機(jī)結(jié)合而相互脫節(jié)，過(guò)度重視理論知識(shí)的灌輸而不注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。此前的這種教學(xué)模式使得這門(mén)理論性較強(qiáng)的課程不能取得令人滿意的教學(xué)效果，難以達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的目標(biāo)。

配位化學(xué)課程面向的是大學(xué)三年級(jí)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，是一門(mén)重要的選修課程。配位化學(xué)課程的內(nèi)容涵蓋基本理論、基本原理、概念、公式、研究方法、物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)際應(yīng)用等多方面的知識(shí)，其中的一些理論性知識(shí)較抽象、晦澀，難以透徹理解，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)覺(jué)得比較枯燥或比較難學(xué)。特別是對(duì)于一些化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，學(xué)習(xí)該門(mén)課程更顯困難。如果不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性以及活躍課堂氣氛，可能會(huì)使教學(xué)效果不理想。配位化學(xué)作為一門(mén)發(fā)展快速的前沿交叉學(xué)科，課程內(nèi)容必須要體現(xiàn)綜合性、前沿性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性等特點(diǎn)。隨著現(xiàn)代化信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，慕課、微課、在線課程等在各大高等院校中被廣泛應(yīng)用，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升有很大的幫助，但在實(shí)時(shí)互動(dòng)方面，還存在明顯的不足，信息滯后的問(wèn)題比較突出。例如，對(duì)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)進(jìn)度、預(yù)習(xí)效果分析及反饋意見(jiàn)的收集；上課時(shí)師生實(shí)時(shí)交流互動(dòng)和授課效果的評(píng)估；隨堂測(cè)試成績(jī)的快速分析等這些問(wèn)題還不能完全解決。因此，在配位化學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中融入一種智慧型網(wǎng)絡(luò)信息化工具“雨課堂”，構(gòu)建一個(gè)包含課前、課中和課后的全方位線上線下的師生互動(dòng)教學(xué)模式，提升該課程的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果，并將此作為一種新型高效的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。

2 雨課堂在配位化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 雨課堂教學(xué)的課前準(zhǔn)備

根據(jù)雨課堂線上線下混合式教學(xué)的特點(diǎn)系統(tǒng)地整理配位化學(xué)課程相關(guān)的教學(xué)資料，制作一套完善的雨課件及相關(guān)內(nèi)容。教師通過(guò)客戶(hù)端提前給學(xué)生推送課程教學(xué)預(yù)習(xí)PPT、微課小視頻、預(yù)習(xí)思考問(wèn)題等教學(xué)資料，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)，如某次課程主要內(nèi)容的背景知識(shí)介紹、基本概念和基本理論簡(jiǎn)介、理論的基本應(yīng)用介紹、優(yōu)秀科學(xué)家事跡以及一些簡(jiǎn)單的預(yù)習(xí)題等。通過(guò)合理的安排，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，為正式上課做好前期準(zhǔn)備與鋪墊。例如，在學(xué)習(xí)“配合物的化學(xué)鍵理論”章節(jié)時(shí)，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)了解以下基本概念：價(jià)鍵理論、晶體場(chǎng)理論、晶體場(chǎng)分裂能、晶體場(chǎng)穩(wěn)定化能等。經(jīng)過(guò)預(yù)習(xí)，學(xué)生在課堂上就更容易理解掌握這些知識(shí)，教師也有更充足的時(shí)間對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行深化與擴(kuò)展。

此外，預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)還可以推送配位化學(xué)課程含有的思政元素，通過(guò)介紹化學(xué)鍵理論的發(fā)展歷程和相關(guān)理論的優(yōu)勢(shì)和局限性，使學(xué)生感受到人類(lèi)認(rèn)識(shí)的局限性和科學(xué)發(fā)展的無(wú)限性。通過(guò)配位理論的發(fā)展過(guò)程和科學(xué)發(fā)展的艱辛，培養(yǎng)學(xué)生勇于探究與實(shí)踐的科學(xué)精神。在推送這些預(yù)習(xí)內(nèi)容的同時(shí)，還可以設(shè)置一些簡(jiǎn)單的思考題，等學(xué)習(xí)到相關(guān)內(nèi)容時(shí)再進(jìn)行解答，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。預(yù)習(xí)內(nèi)容推送后，要求學(xué)生在正式上課之前預(yù)習(xí)完畢，在雨課堂實(shí)時(shí)采集學(xué)生預(yù)習(xí)信息。從完成預(yù)習(xí)任務(wù)的學(xué)生占比了解學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，從而針對(duì)學(xué)習(xí)懈怠學(xué)生建立預(yù)警機(jī)制；從學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)的反饋信息了解各章重難點(diǎn)，從而在授課時(shí)加強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容的講解。

2.2 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

課堂教學(xué)開(kāi)始時(shí)，學(xué)生通過(guò)智能手機(jī)微信掃課程碼或輸入課程暗號(hào)進(jìn)入雨課堂，同步教師的授課PPT內(nèi)容。同時(shí)，教師可以通過(guò)雨課堂的簽到功能進(jìn)行課堂考勤，在上課學(xué)生人數(shù)較多的情況下，這節(jié)約了大量的課堂時(shí)間，第一時(shí)間為教師提供了學(xué)生的上課出勤情況，為學(xué)生和教師都提供了極大的便利。學(xué)生進(jìn)入雨課堂后，教師開(kāi)始課堂授課。在上課過(guò)程中，學(xué)生可以點(diǎn)擊“不懂”反饋對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。在講解完某個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，教師可以利用雨課堂的隨堂測(cè)驗(yàn)功能，在課件中植入測(cè)試題目，讓學(xué)生進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)。比如講完配位數(shù)、配體分類(lèi)、配合物的命名等知識(shí)點(diǎn)后，可以插入關(guān)于這些內(nèi)容的練習(xí)題。再比如講解配合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象時(shí)，插入主觀選擇題，考查學(xué)生對(duì)各種異構(gòu)現(xiàn)象的掌握情況。有時(shí)候知識(shí)點(diǎn)較多，如果只講授不加以練習(xí)，學(xué)生很可能會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解和掌握不好。進(jìn)行一定的練習(xí)，可以讓學(xué)生加深理解并更好地掌握所學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)，限時(shí)小測(cè)試能夠快速反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有的學(xué)生答題又快又準(zhǔn)，有的學(xué)生答題準(zhǔn)確率不高，如果有學(xué)生沒(méi)參與答題也會(huì)被記錄。答題結(jié)束后，雨課堂在課件上顯示題目答案的同時(shí)也會(huì)統(tǒng)計(jì)回答該題的正確率，學(xué)生可以立即看到自己和其他同學(xué)的作答情況，教師根據(jù)測(cè)試的結(jié)果對(duì)學(xué)生存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解答，這些對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提升有很好的促進(jìn)作用。

由于配位化學(xué)這門(mén)課程具有較多理論性的內(nèi)容，有些內(nèi)容學(xué)生較難掌握，一些重要概念比較難理解，有時(shí)課堂氣氛會(huì)比較沉悶枯燥。這時(shí)教師可以通過(guò)雨課堂的“彈幕”功能與學(xué)生進(jìn)行課堂的實(shí)時(shí)互動(dòng)或者利用紅包功能和隨機(jī)點(diǎn)名功能讓學(xué)生來(lái)回答問(wèn)題和參與討論。這些措施都能有效活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果。以討論配合物的合成為例，對(duì)于同一個(gè)配合物的合成，學(xué)生可能會(huì)設(shè)計(jì)出不同的合成路線，這時(shí)教師可以組織學(xué)生進(jìn)行討論，選擇最合理可行的方法，讓學(xué)生“知其然，知其所以然”。此外，學(xué)生可以隨時(shí)通過(guò)手機(jī)回看教師授課的課件，如果單純地使用多媒體放映課件的形式授課，學(xué)生只能看到教師當(dāng)前展示的內(nèi)容。該功能有助于學(xué)生結(jié)合課件前后相關(guān)內(nèi)容充分理解并掌握知識(shí)點(diǎn)。即使在課堂授課結(jié)束后，學(xué)生仍然可以利用回看課件這個(gè)功能進(jìn)行復(fù)習(xí)，鞏固所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

2.3 課后總結(jié)與復(fù)習(xí)

雨課堂課后的數(shù)據(jù)分析客觀地反映了教學(xué)過(guò)程的情況和教學(xué)效果，可以幫助教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，進(jìn)而針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)方法策略。教師查看在雨課堂講解中學(xué)生標(biāo)記“不懂”的相關(guān)課件內(nèi)容，及時(shí)了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況。當(dāng)各章節(jié)授課結(jié)束后，教師通過(guò)分析學(xué)生課堂答題的數(shù)據(jù)，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，之后根據(jù)各章重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容布置課后作業(yè)，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。課后作業(yè)是反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果和鞏固所學(xué)內(nèi)容的重要方法之一，雨課堂可以方便地布置題型多樣化的作業(yè)，例如單選題、多選題、填空題、主觀題等。對(duì)于客觀題(選擇題和填空題)，雨課堂可以實(shí)時(shí)反饋學(xué)生的作答情況，便于學(xué)生及時(shí)查漏補(bǔ)缺和教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生完成作業(yè)后，教師可快速批改作業(yè)并得到詳細(xì)的學(xué)生完成情況分析。對(duì)于個(gè)別學(xué)習(xí)出現(xiàn)困難或者學(xué)習(xí)不積極的學(xué)生，教師可以及時(shí)跟他們溝通交流以及對(duì)他們進(jìn)行個(gè)性化的輔導(dǎo)，督促他們完成課程相關(guān)的任務(wù)。

學(xué)生每次在課堂上答題和隨堂測(cè)驗(yàn)的結(jié)果，可以作為期末總評(píng)成績(jī)的一部分，避免學(xué)生出現(xiàn)期末考試“臨時(shí)抱佛腳”而平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)的情況，督促學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。本課程根據(jù)配位化學(xué)課程的特點(diǎn)制定了一套合理的全過(guò)程的學(xué)生評(píng)價(jià)體系，學(xué)生的課程成績(jī)將由兩部分組成：平時(shí)成績(jī)(50%)、期末考試成績(jī)(50%)。其中，平時(shí)成績(jī)包括：課堂考勤(5%)、課堂表現(xiàn)(回答問(wèn)題與討論，5%)、課堂答題和隨堂測(cè)驗(yàn)(20%)、作業(yè)與課程論文(20%)。在這樣的成績(jī)?cè)u(píng)定體系下，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)生在教學(xué)過(guò)程的參與度都明顯提高。

2.4 課外擴(kuò)展學(xué)習(xí)

為了開(kāi)闊學(xué)生的視野，教師可根據(jù)實(shí)際情況在雨課堂推送配位化學(xué)課程相關(guān)的拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容，如推送與配位化學(xué)相關(guān)的化學(xué)史介紹、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)、趣味實(shí)驗(yàn)、著名化學(xué)家的故事等拓展學(xué)習(xí)資源。配位化學(xué)是一門(mén)前沿交叉學(xué)科，配位化學(xué)的教學(xué)應(yīng)該時(shí)刻保持著學(xué)科前沿性，因此定期發(fā)布課程相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)報(bào)告和重要的科研論文，如生物無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)金屬化合物、超分子化學(xué)、分子機(jī)器、稀土配合物、新型MOFs、COFs材料等方面的學(xué)術(shù)內(nèi)容，讓學(xué)生進(jìn)行閱讀、學(xué)習(xí)、討論或進(jìn)行文獻(xiàn)匯報(bào)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科研創(chuàng)新能力。同時(shí)，配位化學(xué)也注重理論聯(lián)系實(shí)際、教學(xué)科研相輔相成，吸收對(duì)配位化學(xué)感興趣的同學(xué)到課題組實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更深入的研究性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽，理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。

3 雨課堂在配位化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用效果

實(shí)踐證明，在配位化學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中融入雨課堂這種智慧型網(wǎng)絡(luò)信息化工具，能夠構(gòu)建起一個(gè)包含課前、課中和課后的全方位線上線下的師生互動(dòng)教學(xué)模式，課程教學(xué)的效果有明顯的提升，主要體現(xiàn)在以下方面：(1)學(xué)生對(duì)配位化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣增加，近三年本科生選課學(xué)生人數(shù)逐年上升，學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的評(píng)價(jià)良好；(2)學(xué)生的期末考試成績(jī)和總評(píng)成績(jī)穩(wěn)步提升，學(xué)生的作業(yè)、課堂小測(cè)、課程論文等完成質(zhì)量也有明顯提升；(3)到本課題組實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更深入科研訓(xùn)練的學(xué)生人數(shù)和參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽的學(xué)生人數(shù)明顯增加。近兩年來(lái)，在筆者的指導(dǎo)下，本科生參加大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目獲國(guó)家級(jí)立項(xiàng)兩項(xiàng)。

結(jié)語(yǔ)

配位化學(xué)是一門(mén)重要的化學(xué)前沿交叉學(xué)科，本課程的學(xué)習(xí)有助于增強(qiáng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。雨課堂作為一種新型的混合教學(xué)模式悄然崛起，當(dāng)前在各大高校中應(yīng)用廣泛，它將前沿的教育理念與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)巧妙融合。通過(guò)“雨課堂”這個(gè)智慧型教學(xué)工具，構(gòu)建一個(gè)包含課前、課中和課后的全方位線上線下的師生互動(dòng)教學(xué)模式，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革創(chuàng)新，可以有效提升配位化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的目標(biāo)。