MOOC理念下民族院校應用型人才培養的物理化學教學改革研究

支德福 那立艷 宋朝霞 張艷梅 張樹彪

[摘要]為了適應民族院校應用型人才培養的需求，提高學生為民族地區經濟和社會發展服務的能力，課堂教學急需進行深化改革。基于傳統教學的現狀，結合MOOC理念，項目組對物理化學課程教學進行了全面深入的改革探索，以大連民族大學2016-2018年遼寧省精品建設課程——物理化學的教學實踐為例，構建了MOOC平臺一課堂教學一創新教育一實踐教學互嵌的教學模式，促進學生實際動手和獨立思考能力的全面提升，從而達到既提高教學效果，又適應民族地區發展要求的目的。

[關鍵詞]民族高等教育;MOOC理念;課堂教學改革;物理化學;人才培養

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3437（2020）07-0089-04

自我國高等教育事業起步以來，民族高等教育已經取得了令人矚目的成績，為促進民族地區各項事業的發展輸送了大批優秀人才。然而，隨著我國高等教育大眾化、普及化發展的深入，民族院校高等教育的發展面臨著新的機遇與嚴峻的挑戰。民族院校在發展高等教育的方面既面臨著與其他普通高校相同的問題，又有著自己的特殊性。民族院校的學生多數來源于偏遠的民族地區，該地區的主要特點是經濟總量小、地方財政困難、基礎教育滯后以及人才資源匱乏，很多學生畢業后不愿回鄉就業。但是隨著國家精準扶貧政策的深入落地，民族地區的各種產業將得到大力發展，必然會帶動地區經濟快速發展，民族地區大學生返鄉就業意愿明顯增強，其將會成為振興民族地區經濟的主力軍。因此，民族院校培養適應民族經濟發展的應用型人才將是對國家戰略的有力支撐。

應用型人才就是把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活中的技能型人才，其具體內涵隨著高等教育的發展不斷變化。隨著我國經濟總量的增長及教育資源投入力度的增大，我國高等教育已經實現了從精英化向大眾化的歷史跨越。依托于高等教育大眾化發展，應用型人才的培養必須以素質培養結合就業需求為導向，培養既具有扎實理論基礎及實踐能力，又具有創新創業精神和國際化視野的應用技術型專門人才。物理化學課程作為化學、制藥、材料、生物與食品等學科的基礎與主干課程之一，既需要綜合運用數學、物理等基礎科學的理論和實驗方法，又要通過這些實驗及理論的方法研究化學過程中的平衡規律和速率規律，以及這些規律與微觀結構的關系，它綜合了化學及相關領域中各分支學科所需要的基本研究技術和研究方法。因此可以依托物理化學課程對應用型人才進行全方位的培養，加深其對其他學科領域知識內容的理解，進而促進化學化工、制藥、材料、環境、生物等各專業學生技術水平的提升。

由于我國教育正處于大眾化教育的浪潮中，因此以物理化學課程為依托的全方位應用型人才培養必須采用開放式和網絡化的教育模式。這種教育模式不僅能促進傳統高等教育的改革，更有利于大眾化教育的深入普及。MOOC（Massive Open Online Courses）作為一種大規模開放式在線學習模式，“具有易于使用、費用低廉甚至免費、覆蓋人群廣、支持自主學習和學習資源豐富等優點”，已成為“互聯網+”課程教學模式改革的新浪潮，影響著世界各國高等教育的發展。MOOC的發展及其先進的教育理念已經成為教育改革的新方向，MOOC教育以學生為主體，學生可以在開放的網絡上自由選擇學習的科目和數量以及所需掌握的知識點，完全適應大眾化教育的發展要求。

據此，本文基于我校現有的遼寧省精品資源共享課“物理化學MOOC平臺”、課堂教學條件、教師的創新平臺和校內外實習實踐基地，結合MOOC的特點和物理化學的課程目標，構建MOOC平臺一課堂教學一創新教育一實踐教學互嵌的教學模式。使學生在MOOC平臺上，通過課下線上看教學講解視頻來完成練習，將沒有掌握的問題帶到課堂上，在課上線下通過與老師、同學交流討論相關問題來獲取知識，再到課下結合問題在教師的創新平臺上進行實踐，驗證理論并創新，最后到實踐基地實現理論聯系實際，得到全方位的應用技術型人才的培養。這種將MOOC平臺與傳統課堂、教師的創新平臺、校內外實習實踐基地相結合，通過科研帶動教學的培養模式，體現了應用型人才培養特色，既可以發揮教師在授課過程中的引導、監控的主導作用，又可以充分體現學生學習的主動性、創造性，優勢互補，以達到最佳的學習效果和能力培養的結果。

一、優化課程體系，整合教學內容，建設MOOC平臺

民族高等院校的課程體系是民族地區人才培養的重點和難點，需要根據民族地區社會需求的變化而不斷變化。針對我院各專業的物理化學課程結構特點，首先根據專業的方向和學生所在民族地區的人才需求，按照“厚基礎”“重實踐”的原則對課程結構進行優化整合。物理化學作為一門基礎學科，是以熱力學和動力學兩大基礎內容為核心，多學科交叉構成的知識體系。首先，為適應不同專業的需求，內容要有所側重，既要考慮到基本的教學內容，又要兼顧專業的需要。如針對化學工程專業，膠體與表面化學發展很快，在化工生產和科學研究中應用較為廣泛，應增加這部分內容的教學力度，分配較多的學時;針對生物工程專業，要強化酶催化作用的教學，以使學生對以后的發酵工業生產等有較深的積累;針對食品工程專業，要將前沿的電化學應用技術融入教學內容中，豐富學生在食品檢驗檢測中的手段。其次，在教學內容上，要緊扣物理化學在實際應用上各自專業的特點，制定不同的教學大綱，運用不同的例證講授。比如針對滲透方面的內容，對于化學專業的學生，可以列舉利用反滲透技術來進行“海水淡化”的事例;對于生物專業的學生，可以列舉人體內“鈉鉀泵”中的滲透原理;對于食品專業的學生，可以列舉“果汁及甘蔗汁的濃縮”中使用的滲透蒸餾技術等。

同時，為順應新形勢的發展要求及MOOC的發展理念，在MOOC平臺大數據的技術支持下，項目組集中線上全國各具特色的優秀物理化學教育資源，充分縮減課程內容，精煉知識點，將整合后的教學內容充分碎片化，形成每節課10分鐘左右的視頻資源，完成了MOOC平臺下物理化學課程的建設（見表1）。利用MOOC在線學習的教學資源，方便學生按主題利用碎片時間進行高效學習，如果有疑問，可以反復觀看視頻直到理解為止。這樣的教學方式既照顧基礎較差的學生，又使部分能力較強的學生得到更高層次的提升。

二、基于MOOC教學平臺，改革課程教學方法，分層次培養，因材施教

在MOOC平臺改革教學內容的基礎上，改革課程教學方法，要充分體現本專業“以學生為主體，以培養學生能力為導向”的教學理念。在MOOC教學平臺上，多數學生在學習過程中的主體地位得到確認，教師不是替學生做主，而是讓學生自己定目標、定任務，尋求問題的解答方法。在這個過程中，學生逐漸把學習當作自己的事情，把教學目標當作自己的目標，把教師所希望的教學結果當作自己的追求，學習成了“我自己”的事情。同時，許多學習任務都是通過小組討論和同學互評來完成的。為了鞏固MOOC平臺的教學成果，將MOOC平臺上所學的內容納入課程評價體系，視頻課程評分占全課程成績的10%，這樣不但可以提高學生的學習熱情，也可以減輕教師的負擔，使教師有時間、有精力在課堂教學中采取多種多樣的手段和方式，如啟發式教學法、歸納總結式教學法、翻轉課堂式教學法、實例列舉、小組討論、課堂辯論等。通過鼓勵學生發現問題、思考問題和解決問題，教師可以從多方面引導學生，強化培養學生獲取信息、歸納整理、兼容并蓄的能力。

此外，針對新疆、西藏、貴州、云南和廣西等地區少數民族學生喜歡跟本民族的學生聚在一起的特點，通過小組討論和同學互評的形式可以促進少數民族學生間的合作學習，使其彼此促進、共同進步。同時，根據少數民族生源的實際情況，我們設立了個性化培養方案，專門開班，由具有高級職稱的教師結合MOOC特點有針對性地在課上鞏固教學，課下實行“一對一”實踐教學，進行分層次培養，做到因材施教。

三、立足于基礎實驗，依托于MOOC平臺結合創新教育，促進學生綜合實踐能力的提升

傳統物理化學實驗的培養目標是讓學生理解物理化學的研究方法，掌握物理化學實驗的基本技能，同時使學生學會觀察實驗現象并做出正確的記錄，最后通過計算機處理實驗數據，根據物理化學的理論知識來判斷實驗結果的準確性，對實驗過程中的一些簡單問題進行分析思考。因此多數學校實驗都是選取與理論課教學大綱中相近的實驗，多以驗證性實驗為主，重點考查和提升學生的基礎實驗能力。但是對于培養應用型人才，物理化學實驗在上述內容的基礎上還要增加開放性實驗，如測定自制電極的電動勢、循環伏安法測定飲料中葡萄糖的含量等，在實際的生產測試過程中靈活運用物理化學的基本原理，來解決生產實際中的問題，提高學生基本的科學素養及動手能力。

為進一步提高學生的技術水平，可利用校內外M00C平臺的演示功能，使學生充分了解所做實驗的原理及儀器操作規程。首先，學生通過MOOC平臺課提前預習，達到提高課上實踐效率和質量的目的。其次，學生可以利用MOOC平臺與教師課題進行充分溝通，結合課下教師的創新工作室提升實驗設備的操作技能，學習更多、更先進的反應及檢驗儀器，拓展視野，了解目前較先進的實驗工藝及方法。課程指導教師通過建立的MOOC教學平臺，將課題研究的內容進行展示講解、線上指導、長期跟蹤，擺脫了以往教師相對固定、資源有限等缺陷。教師重點帶高年級或能力較強的學生，再由高年級學生在MOOC教學平臺上指導低年級學生的學術交流和科研活動，使學生本科四年能不間斷地獲得創新實踐能力鍛煉的機會。同時教師在科研的過程中，能接受到物理化學課程的前沿知識，并能將這些知識及科研成果引入MOOC教學平臺，不斷地更新教學內容，提高教學水平，形成教研結合、教研互促的局面，提升學生的專業興趣，提高學生學習積極性，培養出“研中學、研中創”的創新應用型人才。

四、完善實踐基地的建設，利用MOOC平臺加強實踐教學，為就業打下了良好的基礎

學校在加大實驗設備投入、培養學生基本動手能力的同時，也致力于與具有物理化學課程應用特色的企業共建培養基地，貫徹“產、學、研”結合的思路，了解社會需求，掌握物理化學產業化的發展方向，面向市場，培養高素質的人才。目前，我院已與鞍山鋼鐵集團公司化工總廠、大連凱飛化學股份有限公司、大連富生制藥有限公司、大連奇凱醫藥有限公司和大化集團大連化工股份有限公司等企業建立了合作關系，具有穩定的生產實習基地。

將實習實踐教育引入MOOC教學平臺，同時利用國內外MOOC教學平臺展示物理化學所涉及的催化劑等的生產制備過程，并在校內的兩個仿真實驗室（化工過程模擬與仿真實驗、精細有機合成技術模擬與仿真實驗）進行仿真實踐，使學生對物理化學的特定工藝及設備操作更加熟練，能夠解決整個實踐環節中出現的所有技術問題，順利完成實驗方案驗證性命題。在課外實習實踐方面，通過聘請企業人員作為兼職導師，對學生進行專業指導。逐步形成見習實習、生產實習、畢業論文和就業實訓等全方位企業實踐教學培養流程，實現從“虛擬仿真”到“現實成果”的跨越，既增強學生的專業實踐能力，又可為企業定制培養人才，為就業打下了良好的基礎。最終通過多重實驗模式的階梯式教育，學生在實驗基礎、行業廣度、技巧深度方面得到了充分的鍛煉，全面提升綜合應用能力，同時為服務民族地區打下堅實基礎。

五、結語

綜上，物理化學課程的教學內容涉及知識面比較廣，而且需要記憶和理解的公式比較多，民族院校的學生學習起來比較困難。但是同時也創造了物理化學在培養學生綜合應用能力方面得天獨厚的優勢。通過MOOC平臺對物理化學的教學內容進行優化整合，結合課上的教學手段的改革，充分利用課下創新工作室以及校內外的實習實訓基地，構建MOOC平臺一課堂教學一創新教育一實踐教學互嵌的教學模式，使學生的科學素質和綜合應用能力得到了一定的提高，為民族地區的發展做出了一些貢獻。但是要使物理化學課程在應用型人才培養方面發揮更大作用，還需進一步優化教學模式，在教學實踐中不斷探索，積累經驗，不斷提高教學改革效果。