基于網絡教育的有機化學課程教學方法與教學手段的改革探索與實踐

姜翠玉 呂志鳳 徐永強 宋林花

(中國石油大學(華東)理學院 山東青島 266580)

基于網絡教育的有機化學課程教學方法與教學手段的改革探索與實踐

姜翠玉 呂志鳳 徐永強 宋林花

(中國石油大學(華東)理學院 山東青島 266580)

隨著現代遠程教育的發展，網絡課程成為傳授知識的重要平臺。網絡環境下教學方法的改革，是提高網絡教育教學質量的關鍵。本文主要針對網絡教學環境下的教學方法和教學手段進行改革探索與實踐，充分體現自主學習的教學理念。

有機化學 網絡教育 教學方法 教學手段 自主學習

隨著現代遠程教育的發展，網絡課程成為傳授知識的重要平臺。目前，中國石油大學網絡教育在讀學生達58000余人。如何合理地在網絡環境中完成教學任務，是值得教師深入探究的課題；網絡環境下教學方法的改革，是提高教學質量的關鍵。近年來，我們在精品資源共享課程建設與實踐過程中，圍繞著如何提高效率，使網絡教學更科學、更有效；如何讓學生參與到掌握知識的過程中去，讓學生真正成為學習的主人；如何通過各種活動和各種途徑讓學生掌握知識、認知世界等方面進行了教學方法的改革，并借助現代化的教學手段，激發學生的學習興趣，化解網絡教學的難題，收到了良好的教學效果。

1 根據教學目標及學生特點構建課程資源

網絡教學資源的構建是網絡教育的基礎[1]。一個好的網絡教學資源首先是課程資源系統要完整，適合網絡傳播，以滿足學習型社會的需求為基本要求構建的學生喜歡的課程資源體系；同時要根據內容特點和教學策略設計資源及其呈現方式，并注重課程資源的立體化建設，即以開發PC版網絡課程支持在線學習為主，一體化開發適用于離線學習和基于手機、平板電腦等的移動學習資源，針對不同的學習終端提供自適化資源應用服務，以滿足差異化學習條件和多樣化、個性化自主學習的需求。

有機化學課程是我校資源勘查工程、石油工程、化學工程與工藝等主干專業的一門重要專業基礎課，該課程進行網絡教育的教學對象主要以石油、石化企業的現場技術人員為主。通過本門課程學習，可使學生掌握有機化合物的結構、性質、反應基本理論和有機合成基本方法，培養學生的學習能力和創新能力；使學生能夠綜合運用有機化學的原理和方法分析和解決實際問題。因此，在教學內容選取上，應根據應用型人才培養目標，基于成人業余學習特點組織課程內容，在系統講解理論知識的同時，結合相應的崗位需求講解應用實例和學科進展情況，為學生解決實際問題及提高學習能力打下堅實的基礎。例如，在講解烷烴的氧化反應時，結合油品長期儲存會引起變質的現象，引導學生分析、了解油品變質的原因，進而提出加入少量抗氧化劑以抑制氧化反應的措施。通過這樣的實例，既加深了學生對基本有機反應的理解，又為學生解決實際問題提供了理論依據。在教學內容的表達形式上，根據內容特點采用文本、圖片、動畫、視頻講解等多種媒體形式，促進學生對知識的理解和掌握[2]。考慮到學生專業來源不同、學習基礎不同等特點，將學習內容分層次呈現為概要學習、深入學習和拓展性學習；并科學地設計了教學環節，既便于學生根據學習基礎及學習目標，選擇按照教學設計進行系統化的流程學習，也可選擇通過“知識檢索”進行查詢式跳躍學習，或通過“資源列表”進行自選式學習。

授課錄像采用寬屏高清視頻技術錄制，以MP4格式發布，針對不同終端設備應用了“軟字幕”、“硬字幕”、“外掛字幕”等技術，能兼容多系統，支持跨平臺、多終端設備點播應用，可實現學習的個性化、自主化。同時, 講授內容按盡可能小的知識點模塊進行切分，一般每個知識點授課設置在半小時左右，形成便于學生學習的獨立的視頻講授單元, 以利于學生及時消化重點、攻克難點, 增進持續學習的信心和動力，在良好的學習體驗中獲取知識、培養能力。

教學活動的設計充分體現了自主學習的教學理念。教學過程采用“以學生自主學習為主，教師遠程導、促、助學為輔”的開放式教學模式；學習活動的組織形式主要包括在線學習、面授輔導、協作學習、案例學習、實驗學習等。在網絡教育中，教師和學生是分離的，教育目標、教育活動是通過網絡課程來實現的。因此，我們充分利用“石大在線”教學平臺與現代通信技術，為師生交流、生生交流、師師交流搭建了一個良好的網絡平臺服務環境，為教師進行導學、助學與促學提供了有利條件，能全方位地為學生自主學習提供支持服務；同時還加強了對學生學習的評價，尤其側重對學生學習過程的評價，做到對學生自學過程有指導、有監督、有反饋。

2 基于開放式教學模式探索教學方法

在網絡環境中，教師與學生在傳統角色上發生了變化。教師由傳統的傳道授業者變成了協作者和引路人[3]；教學方式也從傳統的“知識灌輸”轉化為“知識引導”。教師在教學活動中要發揮主導作用，這里所謂的“主導”，主要在于“導”。

“導”的內容——少而精。對于課堂教學中的重點、難點內容，一般采用精講，突出背景、主線、轉折和發散；對難點要剖析到位。對于一般敘述內容以及與此前已講授內容類似的內容，則安排學生自學，并給出思考題，以培養學生的自學能力。對于有關學術前沿的內容，一般用導讀的形式，點到為止；同時，啟發和引導學生從書籍、雜志、網絡上獲取信息。

“導”的過程——啟發式。哈佛大學教授Nash說：“教師的任務是啟發學生，教師作不到這點他就是失敗的。”啟，是教師應用豐富的知識底蘊去啟迪、啟導；發，則是學生在教師的啟示下去發展、發揮、發現。啟發教學以能激發學生的思維活動為重要標志，不能一提啟發式，就只看一堂課提問了多少次， 舉手人數多少。在課堂教學中我們也發現，若“啟”得不合適，或“啟”得很牽強，學生就很難“發”。所以要想正確運用啟發式，應首先確定啟發的內容，然后運用正確的啟發方式。

啟發式教學方式有多種多樣，我們在教學過程中主要運用探究型啟發、結論型啟發和假設型啟發。探究型啟發是學生在教師引導下，首先觀察問題，然后進一步去發現問題、探索問題，最后解決問題。例如在討論乙烯與溴的親電加成反應時，利用探究型啟發方式，從實驗事實入手，引導學生對信息進行收集、分析和判斷，從而去獲取知識、應用知識、解決問題。結論型啟發是對某些問題首先給出結論，然后運用所掌握的知識來證明這個結論的正確性。在講解反應歷程時多采用這種方法。例如碳正離子的重排反應，我們先給出新己烯與水在酸性條件下反應的產物，然后提出問題：為什么生成2,3-二甲基-2-丁醇而不是3,3-二甲基-2-丁醇？最后學生緊跟老師的思路來證明這個結論的正確性。這種教學方式可以培養學生綜合運用所學知識的能力和獨立思考問題的能力。在講解有機化學反應取向的問題時，常采用假設型啟發。即首先對某個反應假設出各種可能的情況，然后啟發學生根據假設的各種可能情況得出各種不同的結果，通過分析這幾種結果，進而否定錯誤的假設,得出正確的結論。總之，在教學過程中，我們經常以啟發式的語言、事例適當設問，激勵學生邊聽邊思考，積極主動地進行學習，收到了很好的效果。

“導”的形式——多種多樣。教學過程要強調情感化，讓學生在歡樂中學習。對于前后相關聯的內容，用提問式教學，多問學生為什么，引導學生自己進行思考和判斷，提高學生的學習主動性。對于具有相同官能團的化合物，用對比式講法，引導學生自己進行對比并分析問題，從而得到解決問題的辦法。例如在講解苯酚的化學性質時，我們首先帶著學生一起分析苯酚與苯在結構上的差異，在苯環上連接一個很強的鄰對位定位基團—OH即是苯酚；很顯然，苯酚的化學性質主要有兩個方面，其一是苯酚羥基上的反應，其二是發生在苯環上的反應；接下來引導學生回顧苯的典型化學性質，并分析—OH對苯環的影響，這樣學生就能很快掌握苯酚苯環上的親電取代反應。對于總結性的內容或與日常生活息息相關的內容用開放式教學，教師根據從事教學和科學研究的體會，設計一些開放式的問題，發布在網站上，鼓勵學生積極思考，教師充當組織者和引導者的角色。課堂練習也要通過網站進行互動，由教師提出問題，學生來解答；或先由一位學生提出問題，再讓其他學生進行解答。這種互動式教學包括學生與教師之間的交流、學生與學生之間的交流、學生與小組之間的交流等多種信息交流。通過這些交流，將孤立、被動的學習變成每個學生積極參與的集體學習，使教學過程在活躍、寬松、民主、高效的課堂氣氛中完成，增加了學生在教學過程中的參與性、主動性和協作性。

“導”的目的——授以方法。教師的作用不僅僅是講授知識，更重要的是引導學生把握學科的思維方式和研究方法。有機化學知識大多是通過化學反應式表述的，試劑多和反應多是有機化學突出的特點。現代有機化學僅人名反應就已超過1千多個[4]，繁多的反應式學習起來相當枯燥，容易導致學生厭學。為此，我們在教學中注重學習方法的傳授，重視演繹法與歸納法的結合，將抽象概念形象化，枯燥知識趣味化，易記知識歌訣化，零亂知識系統化，系統知識規律化，相似知識對比化。例如在講解鹵代烴SN1反應的立體化學時，通過動畫演示將這個抽象的知識形象化；在講解炔烴的化學性質時，通過對比炔烴與烯烴結構的異同，進而找出化學性質的異同，等等。在教學過程中注重科學方法的訓練，對一個問題或內容的講解做到有始有終，讓學生有身臨其境的感覺，復雜的問題便容易理解和記憶了。同時，在傳授化學知識時多介紹化學史，向學生揭示蘊含于其中的思維方法。例如在講Kishner-Wokff-黃鳴龍反應時，介紹我國化學家黃鳴龍在做Kishner-Wokff還原反應時，針對實驗出現的意外情況，仔細分析原因并進行大膽的探索，最后對羰基還原為亞甲基的方法進行了創造性的改進，等等。使學生從化學家的成功和失敗中獲得方法論的啟發，并通過訓練，形成科學的研究方法[5]。

3 應用先進的現代化教學手段提高教學質量

針對有機化學反應的結構式復雜，立體結構的空間表達困難，有機反應歷程抽象、難懂等問題，我們將現代教學技術全面應用于教學實踐中，對復雜分子結構進行形象描述，對分子的形成過程、反應歷程進行動態模擬，等等；盡可能做到深入淺出，全方位激發學生的學習熱情和學習興趣，提高學習效率。例如應用休克爾規則判斷有機物芳香性的問題是有機化學中的難點，若用傳統的教學方法，盡管教師花費很多時間講解，學生仍是似懂非懂。我們在講授此內容時，通過展示環戊二烯及環戊二烯負離子的結構模型，同時動畫演示環戊二烯負離子的形成過程及p軌道中電子排布的情況，引導學生思考、討論二者的區別與聯系，進而判斷它們是否具有芳香性。總之，合理借助現代教學技術進行教學，可以收到事半功倍的效果。

有機化學實驗是有機化學課程的重要組成部分。為有效解決網絡教育實驗教學的難題，我們利用現代教學手段開發了有機化學網絡實驗系統，主要包括：實驗教學大綱、實驗室簡介、常用實驗儀器庫、實驗演示、實驗仿真等豐富的資源，構建了可交互訓練的虛擬實驗操作環境。根據具體實驗內容特點，采用視頻講解、圖片介紹、文字說明等多種媒體形式，形象地展示實驗儀器、實驗內容與實驗過程。通過案例教學，幫助學生建立對實際操作過程的整體認知。同時，本課程還建設了在線實驗訓練和測試系統，用于幫助學生鞏固和強化實驗操作要點。通過網絡實驗系統，將教師的實驗室教學遠程呈現到學生面前，幫助學生建立感性認識。學生根據“觀看實驗室介紹—了解實驗教學大綱—常用儀器的認識—實驗視頻演示—實驗仿真—實驗自測”的實踐教學流程，不僅可以系統地了解本課程的實驗要求和實驗步驟，還可以按照實驗步驟進行實驗仿真，并在線提交相應的實驗報告，自主完成實驗大綱要求的所有實驗內容。

總之，如何提高網絡環境中的教學質量，是值得深入探究的課題，需要教師不斷地探索與實踐，且行且總結且提高，推動優質教學資源共享，引領教學模式和教學方法創新，使網絡課程很好地滿足學習型社會的需求。

[1] 李林曙,趙堅,張衛宏.現代遠程教育研究,2009(2):34

[2] 姜翠玉,宋林花,夏道宏,等.化工高等教育,2010(3):31

[3] 關悅娜.廣東教育,2013(6):113

[4] 高鴻賓.有機化學.第4版.北京:高等教育出版社,2005

[5] 吳偉,姜翠玉,張兆麗.化工高等教育,2008(6):21

Exploration and Practice of Teaching on Organic Chemistry Based on Network Education

Jiang Cuiyu Lv Zhifeng Xu Yongqiang Song Linhua

(CollegeofScience,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao266580,Shandong,China)

With the development of modern remote education, network course has become an important platform for imparting knowledge. The reform of teaching method in the network environment is the key to improve the quality of network education. This paper introduces teaching methods that embody the self-regulating learning idea.

Organic chemistry; Network education; Teaching method; Teaching means; Learner autonomy

10.3866/pku.DXHX20150625

O6； G64