互聯(lián)網(wǎng)+背景下工程化學(xué)課程混合式教學(xué)模式的建構(gòu)

曹聰，張權(quán)，趙瑞波

（浙江理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州）

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的外圍環(huán)境對(duì)傳統(tǒng)的課堂授課模式發(fā)起了挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，受限于一些突發(fā)狀況的時(shí)候，教師和學(xué)生無法在教室環(huán)境下進(jìn)行面對(duì)面的交流，合理的線上教學(xué)可以緩解教學(xué)團(tuán)隊(duì)的流動(dòng)性帶來的沖擊，也是對(duì)傳統(tǒng)的傳道受業(yè)解惑的教學(xué)模式在時(shí)間維度和空間維度的靈活提升。如何利用現(xiàn)有的在線教學(xué)資源的構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”課程教學(xué)模式，成為“新工科”“新理科”課程建設(shè)的重要探索方向。本文擬以浙江理工大學(xué)《工程化學(xué)》課程為例，就互聯(lián)網(wǎng)+背景下工程化學(xué)課程混合式教學(xué)模式的建構(gòu)問題進(jìn)行探討，以期為相關(guān)專業(yè)課程的建設(shè)和改革工作提供現(xiàn)實(shí)案例與理論參考。

一 《工程化學(xué)》課程傳統(tǒng)授課模式的現(xiàn)實(shí)困境

（一） 授課對(duì)象基礎(chǔ)學(xué)情存在顯著差異

本校《工程化學(xué)》課程開設(shè)對(duì)象是紡織工程專業(yè)大二本科生（非化學(xué)專業(yè)），授課規(guī)模為15~30人，單次課程時(shí)長(zhǎng)2課時(shí)，總計(jì)32課時(shí)，授課內(nèi)容涵蓋有機(jī)化合物的基本屬性、反應(yīng)特征、相互轉(zhuǎn)化的機(jī)理等方面的知識(shí)，側(cè)重于有機(jī)化學(xué)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。經(jīng)過前期學(xué)情調(diào)研，約25%的學(xué)生完全沒有化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，其余的學(xué)生在中學(xué)階段有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。在具備化學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生中，還有將近一半的學(xué)生曾學(xué)習(xí)過淺顯的有機(jī)化學(xué)知識(shí)。學(xué)情差異使得部分學(xué)生的學(xué)習(xí)難度加大，也使得教學(xué)團(tuán)隊(duì)的授課難度增加，對(duì)教學(xué)方法和教學(xué)模式提出了更高的要求。

（二） 多媒體教學(xué)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)承載能力面臨挑戰(zhàn)

針對(duì)本校開設(shè)工程化學(xué)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和專業(yè)要求面臨的問題，我校基于超星學(xué)習(xí)通、釘釘和專屬app在內(nèi)的一系列在線教育平臺(tái)構(gòu)建了較為完善的線上教學(xué)體系，通過多媒體設(shè)備如電子計(jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦等通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)了師生互聯(lián)。然而，網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)活動(dòng)亦對(duì)多媒體設(shè)備（包括知識(shí)載體和播放設(shè)備）也提出了新的要求，如錄播系統(tǒng)的可操作性、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的承載能力及學(xué)生的上課設(shè)備和所在地區(qū)等多個(gè)方面存在明顯差異，網(wǎng)絡(luò)延遲、直播不暢甚至斷鏈的威脅時(shí)刻籠罩在網(wǎng)絡(luò)授課的過程之中。此外，教師在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)授課時(shí)的不適感也在一定程度上影響了授課的效果與學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

（三） 學(xué)習(xí)主動(dòng)性與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源利用率嚴(yán)重不足

在線上教學(xué)的過程中，教師將課本知識(shí)及課后習(xí)題等重要的課程資源發(fā)布于超星學(xué)習(xí)通、MOOK平臺(tái)以及其他多媒體平臺(tái)上，并且輔之以錄制，配音，剪輯，錄制成電子化的信息內(nèi)容，這種集聲音、文字、動(dòng)畫展示于一體的電子化信息，本身也是一種利于查閱、傳播、共享、更新的知識(shí)傳播方式。然而，由于缺乏課堂授課過程中的督導(dǎo)，大部分學(xué)生對(duì)于這些網(wǎng)絡(luò)化的資源利用率普遍不足，授課效果受學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的影響較大。經(jīng)過訪談和調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，只有不足15%的學(xué)生會(huì)在課后認(rèn)真學(xué)習(xí)、觀看網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)模式，65%的學(xué)生會(huì)為了平時(shí)分在極短的時(shí)間內(nèi)快速刷完網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，甚至還有20%的學(xué)生完全不去查閱網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的缺失造成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的利用率嚴(yán)重不足，形成教學(xué)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，亦對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握情況造成負(fù)面影響。

二 “線上+線下”混合式教學(xué)改革的基本思路

針對(duì)傳統(tǒng)授課模式存在的上述問題，經(jīng)過本學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)討論，本課程對(duì)于線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索，改革思路如圖所示：

圖1 教學(xué)模式改革思路

擬從教學(xué)資源、授課過程、課后反饋等多個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)《工程化學(xué)》課程進(jìn)行改進(jìn)，具體方案包括：

（一） 優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)

面對(duì)大部分學(xué)生化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)薄弱的情況，如何在32課時(shí)內(nèi)就要完成內(nèi)容高深的有機(jī)化學(xué)相關(guān)知識(shí)的解讀和分析問題的能力傳授，對(duì)授課團(tuán)隊(duì)提出了很高的要求。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在充分吸取了本校其他相關(guān)專業(yè)的老師在授課方式上的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，注重對(duì)接高中化學(xué)知識(shí)的內(nèi)容，利用學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)深化。與此同時(shí)，為了促使“零基礎(chǔ)”的同學(xué)快速入門，在授課內(nèi)容上充分增加了對(duì)生活實(shí)例與實(shí)驗(yàn)課程的講解，尤其是在授課語言上，將多數(shù)學(xué)生不能理解的化學(xué)方面的專用術(shù)語，利用生活化的語言表達(dá)出來，將科學(xué)術(shù)語和冷門知識(shí)得到很好地傳達(dá)，尤其是工程實(shí)踐的一些具體問題。例如：有機(jī)化學(xué)品的運(yùn)輸與安全生產(chǎn)知識(shí)，染料分子的特性等，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到工程化學(xué)與生產(chǎn)生活、紡織科學(xué)發(fā)展的密切關(guān)系，極大地?cái)U(kuò)充知識(shí)背景；傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案是添加濃硫酸，經(jīng)過與學(xué)生的討論，在實(shí)際化學(xué)工程上是添加更為安全柔和的金屬催化劑進(jìn)行阿司匹林的反應(yīng)，促進(jìn)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化。

（二） 完善線上資源，線下多管齊下

針對(duì)線上教學(xué)資源利用率不足、學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情不高的情況，教學(xué)團(tuán)隊(duì)分別從線上和線下兩個(gè)方面進(jìn)行完善。一方面，對(duì)現(xiàn)有的線上課程資源進(jìn)行整合優(yōu)化，通過問卷調(diào)研、與學(xué)生代表訪談等形式，深入了解線上授課模式的不足與痛點(diǎn)，予以針對(duì)性的改進(jìn)。首先，教學(xué)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了《工程化學(xué)》網(wǎng)絡(luò)課程的外觀形式，刪去了部分不常用、指導(dǎo)意義不大、學(xué)生不感興趣的冗余內(nèi)容，使網(wǎng)課內(nèi)容更加突出。其次，在課程門戶和在線學(xué)習(xí)軟件中增加提問反饋、詢問討論模塊，教師隨時(shí)可以在線解答學(xué)生提出的與課程和專業(yè)有關(guān)的疑問。最后，適當(dāng)引入優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源如MOOC視頻、行業(yè)紀(jì)錄片與學(xué)術(shù)論文等作為課程內(nèi)容的延伸與補(bǔ)充，使得學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)和文獻(xiàn)閱讀的過程中增進(jìn)對(duì)課程知識(shí)的深入了解。

與此同時(shí)，強(qiáng)化線下教學(xué)、增近師生互動(dòng)，也是提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的重要途徑。通過線上解疑答惑及簽到和隨機(jī)課堂問答措施提升學(xué)生的課堂專注力，能讓同學(xué)們?cè)谡n堂上告別手機(jī)，同時(shí)增加了課堂互動(dòng)，而且期末成績(jī)的評(píng)定也會(huì)將平時(shí)的表現(xiàn)有效計(jì)算在內(nèi)。強(qiáng)化平時(shí)成績(jī)與線下表現(xiàn)方面的考核，使成績(jī)?cè)u(píng)估的指標(biāo)更加合理，將學(xué)生的多項(xiàng)素質(zhì)目標(biāo)也考慮在內(nèi)，不止聚焦于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)頻次和期末考試的情況，而是更加注重能力運(yùn)用和平時(shí)學(xué)習(xí)的態(tài)度與表現(xiàn)。

（三） 實(shí)施作業(yè)互評(píng)，科學(xué)反饋評(píng)估

采取多種信息化教學(xué)管理手段，能夠更好地促進(jìn)師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)嘗試課后作業(yè)由學(xué)生之間交換批改的方式，讓他們看到彼此作業(yè)的解題思路，互相啟發(fā)和總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；將學(xué)生的答題過程也隨機(jī)抽查放到黑板上，利用學(xué)生在公眾監(jiān)督下的好勝或者唱衰心理，激發(fā)學(xué)生的羞恥心，對(duì)相關(guān)知識(shí)留下深刻印象，尤其是一些非常重要的學(xué)習(xí)思路和行徑。結(jié)合課本習(xí)題及練習(xí)題庫，在各個(gè)章節(jié)設(shè)置電子版的在線習(xí)題，并給出習(xí)題的答案和詳解，方便學(xué)生自學(xué)自查，加強(qiáng)qq、微信等即時(shí)通訊群組的利用和在線答疑工作。

（四） 細(xì)化考題設(shè)置，摸清真實(shí)學(xué)情

在期末考題的設(shè)置上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采取了細(xì)化修改的考察方式，試題與平時(shí)的課后題有適當(dāng)變形和細(xì)節(jié)改版，以此考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況以及學(xué)習(xí)的細(xì)致態(tài)度。經(jīng)過教學(xué)改革試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)授課對(duì)象的答卷呈現(xiàn)以下幾種情形：一種是平時(shí)答題較為圓滿，但是期末考試答題錯(cuò)誤偏多的學(xué)生，合理推測(cè)該類學(xué)生是平時(shí)作業(yè)是翻閱課本答題型，未搭建形成自己獨(dú)特的知識(shí)框架體系，外加上期末復(fù)習(xí)的時(shí)間較短，閉卷考試使得該類學(xué)生的知識(shí)掌握程度“原形畢露”。第二種是平時(shí)作業(yè)會(huì)有各種小紕漏，沒有達(dá)到作業(yè)題全部回答正確的程度，但是跟老師和其他同學(xué)的互動(dòng)較多，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有疑問能做到及時(shí)發(fā)問和積極尋求答案，期末閉卷考卷的答題反而正確率較高，說明這類學(xué)生達(dá)到了獨(dú)立思考，真正掌握了該門課程的學(xué)習(xí)方法，具備了相應(yīng)的分析問題的能力。最后一類學(xué)生則表現(xiàn)比較優(yōu)秀，不僅功夫在平時(shí)，平時(shí)作業(yè)完成很好，而且期末答卷也非常優(yōu)秀。此類學(xué)生有自己多年的應(yīng)試技巧和獨(dú)特的思考問題方式，與其他同學(xué)有明顯不同，而且該類同學(xué)在多門課程中一般都表現(xiàn)優(yōu)異，無論是面臨線上課程還是線下課程，對(duì)于這類學(xué)生而言，常年的穩(wěn)扎穩(wěn)打的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使得他們?cè)诙嚅T功課面前輕松博弈。三類學(xué)生的人數(shù)與所占比重能夠從整體上反映出學(xué)生對(duì)本科課程的知識(shí)掌握程度，由此得出的反饋結(jié)論能夠?yàn)榻虒W(xué)團(tuán)隊(duì)需要強(qiáng)化線上還是線下、平時(shí)或者期末的相關(guān)工作指明改進(jìn)的方向。

三 《工程化學(xué)》課程混合式教學(xué)改革的成效

經(jīng)過有針對(duì)性的優(yōu)化改革，授課效果與學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況有了顯著的提升。課后的訪談與調(diào)查顯示，在課后主動(dòng)觀看、學(xué)習(xí)在線網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)生比例由之前的不足15%上升至45%，按照要求進(jìn)行線上學(xué)習(xí)的學(xué)生比例達(dá)到90%。采取難度系數(shù)相差不大的考卷進(jìn)行期末考核的情況下，課改后的學(xué)生期末考試的平均分?jǐn)?shù)由上一教學(xué)年度的73.83分上升至78.26分，平時(shí)成績(jī)考核的分?jǐn)?shù)大幅提升，平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)的吻合程度也有明顯提升。采取“線上+線下”混合式教學(xué)模式可以有效提升學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)的吸收、掌握情況，并且可以在一定程度上提升學(xué)生積極學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的興趣。

四 關(guān)于《工程化學(xué)》課程改革的若干反思

作為紡織工程的基礎(chǔ)專業(yè)課，《工程化學(xué)》擁有基礎(chǔ)科學(xué)課程的固有缺點(diǎn)：原理性較強(qiáng)、生活化程度低、課程難度較大等，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中極易產(chǎn)生倦怠情緒、自主學(xué)習(xí)的積極性相對(duì)較差。“線上+線下”混合式教學(xué)改革雖然可以在形式上和機(jī)制上提升學(xué)生的學(xué)習(xí)強(qiáng)度，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與吸收，但是真正學(xué)好、領(lǐng)悟好本課程的核心內(nèi)容，還需要學(xué)生內(nèi)生性的學(xué)習(xí)動(dòng)因。因此，如何通過豐富生動(dòng)的教學(xué)資源與平時(shí)有趣的內(nèi)容設(shè)計(jì)使課程知識(shí)由書本走入生活、由課堂走到課外，激發(fā)學(xué)生對(duì)本門課程的強(qiáng)烈興趣，成為接下來課程建設(shè)過程中需要著重思考的問題。此外，“線上+線下”混合式教學(xué)模式，線上課程資源建設(shè)部分可以由教學(xué)團(tuán)隊(duì)共同負(fù)責(zé)，而在線下授課工作也要注意把握好不同教師之間授課風(fēng)格、內(nèi)容側(cè)重的統(tǒng)一性，確保授課質(zhì)量不因授課人員和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的變更而出現(xiàn)明顯波動(dòng)，將本課程真正建設(shè)成兼顧理論性、實(shí)踐性與趣味性的工程“金課”。