工科化學慕課建設引領大一新生自主學習的探索與實踐

＊顏魯婷 韓永生 戴春愛

（1.北京交通大學理學院化學系 北京 100044 2.中國科學院大學化學工程學院 北京 100049）

慕課（MOOC，Massive Open Online Course）是大規模的開放在線課程，自2012年以來，MOOC在世界高校開始流行，對全球高等教育產生了重要影響。此后我國多所高校也開始發展MOOC建設，清華大學、北京大學及上海交通大學走在了前列。2020年，中國教育開始了大規模在線教育實戰演練。MOOC以其內容豐富、知識緊湊、課程學習不受時間和空間限制，更適合互聯網時代下大眾碎片化的閱讀模式，為校內外廣大師生順利開展“停學不停課”工作做出了貢獻[1-5]。通過在線網絡課程，理論知識學習之外，學生們能接觸更多的前沿、趣味性和應用性知識，擴展了學習的外沿。進一步，網課參與能激發學生之間的模仿和競爭，促進學習效果的提升。此外，網課平臺有助于教學成果的積累和再現，不斷提高教學質量[6-7]。

工科化學是面向非化學化工專業的工科和部分理科本科生的一門重要基礎化學課程，是化學與工程技術間的橋梁，是培養現代化工程技術應用型人才知識和能力的整體結構的組成部分。北京交通大學工科化學在線課程面向在校學生及社會學習者，自由注冊，免費學習，至今已在愛課程開課五期，第六期正在運行。在校內教學時，該門課程采用線上線下混合式教學，針對其他高校和社會學習者，該門課程采用了共享式、開放式的教學，使用效果良好。

1.工科化學在線課程教學內容設計

工科化學教材（北京交通大學出版社，2018第1版，2020第2版）內容設計非常豐富，根據對大一學生化學知識背景的了解和對教材的研究，結合專業特點，我們把教學內容進行了合理的優化，相應調整了教學大綱。除緒論之外，分為5個教學單元，包含物質的聚集狀態、熱力學和動力學基礎、水溶液反應原理和電化學基礎。前三單元作為后繼內容的基礎，這種編排，學生接受起來要更為順暢和輕松。內容由淺入深、從特殊到一般，便于學生理解和自學。MOOC教學共包含79個知識點，知識點視頻時長不等，語言簡練、重點突出，通過信息技術解決傳統教學中內容與篇幅的矛盾。每章提供隨堂測、習題集及拓展文獻閱讀，提升學生思考的深度和廣度。表1列出了具體的MOOC章節知識點分布、重點、難點及學時分配。

表1 MOOC章節知識點分布

2.工科化學在線課程應用情況

北京交通大學工科化學在線課程于2018年12月31號在愛課程網站上線，至今已開課五次。

開課第一期，選課人數為1029人，主要為北京交通大學大一學生，配合線下課堂教學，提升鞏固學生對知識點的掌握，并方便教師與學生互動，提供溝通與交流的平臺，讓教師及時掌握學生的學習動態，使教學更為便捷。針對學時少、教學內容多、教師授課速度快的問題，在線課程輔助線下課堂教學，提高了學生對知識點的熟悉掌握，期末成績相應有一定的提升，高分人數占比增大。

開課第二期，選課人數約9300人，除部分交大學生外，主要為其他高校學生及社會學習者。學習者通過課程的學習，熟悉工程技術發展中所必需的若干現代化學的基本理論、基本知識和基本技能及其應用；在今后的工作中遇到問題時，對一些涉及化學的工程實際問題具有初步分析的能力，能夠自覺地運用基本理論知識指導實踐，并在基本理論知識指導下大膽改革創新。

經三、四、五期開課，總選課人數約4.2萬人，較好地助力了校內外工科化學教學，按教育部要求為校內外廣大師生順利開展“停課不停教、不停學”工作做出了貢獻。

此外，鹽城工學院及東莞教育局利用工科化學作為源課程開設了SPOC。表2列出了具體MOOC及SPOC使用單位及選課人數。

表2 MOOC及SPOC使用單位及選課人數

我們在北京交通大學大一新生中進行了工科化學MOOC課程使用效果的調查，共發放問卷1101份。55.77%同學肯定了MOOC對自身學習的幫助：查缺補漏強化對知識點的掌握，專業課程知識得到補充，自主學習意識增強；41.5%的同學會主動進行工科化學MOOC的學習。圖1為對工科化學MOOC使用的問卷調查情況。

圖1 工科化學MOOC使用問卷調查

3.工科化學在線課程的特色

工科化學在線課程在課程體系設置、教學內容和教學方法的改進等方面形成了自己獨特的風格：

（1）課程講授注重變換對化學問題的思考角度，將學生置于實際化學問題研究的環境之中，通過“提出問題—解決問題—延伸思考”，使問題成為知識的紐帶，通過設計具有挑戰性的問題情境，引導學習者參與、思考，喚起學習者解決問題的欲望。

（2）以知識點作為教學環節，構建了“單元模塊，整體協同”的特色平臺化教學模式。時間可長可短，力求將知識點講透徹。

（3）確定了“注重基礎，立足實踐”的教學理念，授課及線上作業隨時關注生活聯系實際。比如對合成氨反應條件的分析、思考平衡與速率的協調等。

（4）形成了“資源互通、共建共享”的開放性教學資源體系。充分利用學習者的時間、通過MOOC平臺，實現隨時、隨地、隨意學習，學習者針對自己的薄弱環節，通過知識回放，反復學習至完全掌握，提高自主學習的實效。

（5）“習題帶動知識點，強化訓練”。在線課堂配有大量隨堂測、階段性練習題及單元測，方便學生對所學知識進行鞏固。

（6）“互動性強，教學雙贏”。有別于實際課堂的嚴謹性，學習者于在線課程的學習中更加輕松，在討論區積極發言，參與討論；教學相長，教師的水平也在不斷提升。

4.工科化學在線課程引領大一新生自主學習的探索與實踐

學習不適應在大一新生中極為普遍：剛從緊張的高考壓力中解脫，導致學習動力的暫時性消失；認為大學就是自由的天堂，可以自由自在的追求自己的喜好，對學習的要求降低；高中老師和家長對大學生活的不正確引導，致使不少大學新生對大學生活存在著各種各樣不切實際的幻想，對大學的期望值過高。然而，他們一旦真正地面對大學生活后，就會發現，現實的大學生活并不如當初期待的那樣美好和豐富多彩，學習任務依然很重，不進則退。這種理想與現實的反差使他們產生了巨大心理落差，此外不習慣新的學習方式、對所學專業的茫然，對未來逐漸產生焦慮心理，造成學習成績不夠理想[8]。工科化學作為大一新生第一學期開設的課程，對于緩解學生的焦慮心態，引導其更快的融入大學的學習生活模式是責無旁貸的。

為此，工科化學MOOC在緒論章節的課堂討論區進行了“大家有沒有感受到大學與中學教學方法的不同？”及“進入大學后你的學習方式改變了嗎？你是怎樣適應大學的學習節奏的？”的主題討論，學習者們反響熱烈，總結出大學教學的關鍵詞為：速度、全面、深刻。中學教學的關鍵詞為：詳細、反復、限制。大學的學習生活難免讓剛剛參加過高考的學生覺得十分的不適應，中學時老師對學生細致入微的教育模式消失不見，而大學老師放養的態度無疑對學習的自主性以及積極性產生了巨大的考驗，而且大學學習的難度與深度也遠強于高中，講解的速度也在變快，因此大一新生需要課前預習，課后及時復習，主動解決學習中遇到的難題；需要不時地自己總結思考與理解來更好的掌握知識；需要自己去閱讀書籍拓展知識面；需要自己跟緊步伐。自律與自身的堅持成為成功渡過大學一年級最重要的準則。而MOOC的電子化及科技化可以把課堂保存下來，時時回顧，成為大一新生完成自主學習的最重要的工具。

這樣的主題討論對大一新生適應大學的學習節奏起到了很好的引導作用。學生們發現自己不再孤單，自身的焦慮也不是特有的。通過對比自我感受及同學們的真實想法，及時調整心態，培養自律的習慣，樹立自立自強的觀念，對未來規劃更加清晰與自信。養成主動發現問題、探索問題和進行獨立思考的習慣，把握住學習的主動權。進一步學會充分利用、合理安排時間，合理規劃學習與生活，做到游刃有余。主題討論發揮了讓學生去影響學生，營造了樂觀的“比、學、趕、超”的學習氛圍和效果。

在引導大一新生盡快適應大學的學習節奏的基礎上，工科化學MOOC教學增設了拓展視野版塊，融入了課程思政元素。通過積極跟蹤本學科的實時研究動態，收集最新科學研究文獻報道，培養學生科研思辨能力。精選學科發展史中的名人軼事，通過名人榜樣的力量激勵學生進行模仿學習。將教學設計理念、有效教學方法、教學研究過程、正確的價值觀等對學生解釋說明，帶領學生完成教學過程的同時，提高學生學習和研究的方法，充分激勵學生的主觀能動性。及時補充、更新知識，借熱點時事、工程案例，持續引起學生的專業興趣。讓學生對國內現狀了解得更透，從而知道國家需要什么樣的人才，樹立正確的學習觀、職業觀。

5.結語

在北京交通大學工科化學MOOC開課五期的基礎上，總結了工科化學MOOC在引領大一新生自主學習方面所做的探索與實踐。MOOC已成為大一新生完成自主學習的最重要的工具。工科化學MOOC開展的主題討論讓大一新生認清了教學模式的改變，從而及時調整學習節奏，盡快培養成自主學習的好習慣。在課堂中融入了課程思政元素，寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，幫助學生樹立正確的學習觀與價值觀。