大學化學在線教育探索及思考*

劉海峰，王義珍，肖 勇，蔣群笑

(1.華南農業大學 材料與能源學院，廣東 廣州 510640；2.中山大學 化學工程與技術學院，廣東 珠海 519082)

近年來，隨著計算機技術、數字媒體和信息技術的高速發展，涌現出眾多網絡教學平臺，涵蓋的課程種類也豐富多樣。依托于互聯網的在線教學模式已成為教學方式改革的重要趨勢之一。各高校對化學理論和實驗課程在線教學的課程內容、教學模式都進行了努力探索和實踐，形成了各自的教學特色，保證了教學質量，積累了寶貴的經驗。本文針對近幾年在線教學活動中相關高校化學課程教學的現狀和問題進行分析，提出相應的應對策略，并對新形勢下“互聯網+教育”在線教學模式的優化與改革提出幾點思考意見，為今后的在線教學提供參考作用。

1 大學化學在線教學實踐

大學化學課程分支學科多，包括無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等基礎化學課程及其他化學類課程，教學內容主要包含理論知識和實驗技術兩大部分，兩者相輔相成。各高校教師針對大學化學類課程的不同特點，精心準備線上教學資源和網絡教學平臺的構建、周密設計課程教學模式，對在線教學過程進行規范化管理。

1.1 在線教學課程資源的組織和網絡教學平臺的選擇

1)結合課程特點，準備在線教學資源。構建內容豐富的在線教學資源是奠定學生自主學習的基礎，而教學資源的多元化也正是在線教學的優勢之一。①充分利用網上各大教學平臺的慕課資源以及省校兩級優質在線課程教學資源，將傳統課堂面授型課程采用合適的MOOC(大規模在線開放課程)或SPOC(小規模限制性在線課程)替代；②沒有合適在線資源的，則通過教師直播或錄播方式授課，根據近年教學內容更新補充錄制新的帶講解PPT微課視頻、試題庫等教學課件；③實驗教學則在虛擬仿真實驗平臺選擇合適的資源或教研室組織教師錄制實驗教學視頻，并制定學生返校后需要補做和重點強化的實驗操作技能。

2)選擇合適的教學平臺/工具。在線教學平臺和工具是順利開展在線教學的基礎，近年來，得益于網絡基礎設施建設和數字媒體技術的快速發展，涌現出一批功能齊全的網絡教學平臺，使得在線教學活動的順利實施有著堅實的技術保障。

3)大部分教師通常采用多平臺教學混合模式，充分發揮各平臺的優勢，取長避短，以保證良好的教學質量和效果[1-3]。使用較多的數字化教學平臺主要有以下幾類：①智慧樹、學堂在線、中國大學慕課等平臺采用獨特的“平臺+內容+服務”三位一體的教學模式。教師既可在平臺上建設新課程、上傳課程資源，實現跨校課程共享，教師還可以在平臺上進行線上教學活動管理，如考勤、布置和批閱作業、實時授課及課后答疑；學生亦可隨時隨地進行自主學習多樣化的課程教學資源、完成測試和作業。②騰訊課堂、超星學習通、釘釘、課堂派、企業微信等直播平臺有著強大的通知、簽到、討論等功能，便于老師的在線教學管理，適合于課中直播教學。③實驗類平臺用于學生完成實驗預習或者線上實驗，如國家虛擬仿真實驗教學綜合平臺。④騰訊QQ、微信等社交平臺則作為教學輔助工具，也可在其他平臺因流量過大出現卡頓或延時等不可預知的情況下保持與學生實時互動，掌握學生的學習情況。⑤問卷星則適用于課前課后收集反饋意見和建議等信息。

1.2 精心設計在線教學環節

教學前期準備工作：①制定教學方案，準備課程資源；②準備電腦/平板/手機等教學設備，確定授課方式后安裝線上教學平臺/教學工具APP，完成用戶注冊和登錄，學習平臺的使用操作；③利用聊天工具分班分課程建立QQ群或微信群，QQ和微信是通用的即時交流工具，確保所有學生及時看到上課預告及其他通知信息等有關信息；④提前網上教學試課，讓師生熟悉網上教學平臺的相關功能和使用方法，初步適應新的在線教學方式[1，3]。

在線教學環節：主要分為課前預習思考、課中線上直播和課后復習思考三個階段的學習。典型教學過程如圖1所示。

圖1 多平臺混合在線教學流程

1.3 在線教學過程的規范化和精細化管理

在線教學教師因無法與學生進行面對面交流，及時得到教學反饋，亦無法實時通過觀察學生的狀態和表現來控制課堂節奏，學生在上網課時往往會受到不利的干擾而無法專心上課，所以在線教學時更需要授課教師事先對整個教學環節精心設計，加強教師對學生的督促引導作用，全程進行精細化規范管理，采用多種有效措施保證在線教學質量[2，4]。

1)加強課前督促和課后跟進。授課教師課前上傳相關課程資源通知學生熟悉授課內容時，要求學生通過畫思維導圖等方式做好預習筆記或完成其他預習作業，督促學生養成預習習慣。課下通過QQ群/微信群等溝通工具隨時與學生交流溝通和討論問題，掌握學生的學習動態。

2)深度把控課中教學環節。充分利用課程平臺的提醒和簽到功能，考查學生出勤情況，課中隨時隨機提問，根據實際情況調整講授速度和方法。

3)采用更加靈活的手段進行線上課堂教學，合理控制視頻觀看時間，直播講授和視頻學習穿插進行，講解課程時注意突出重點難點，布置適當的課堂練習，增設課堂小組討論環節，引導學生參與提問和回答問題等，使學生時刻保持注意力，集中精神聽課。

4)直播教學結束前布置單元測試、專題討論等課后作業，確保學生課后能夠繼續學習，查漏補缺，鞏固學習成效。教師采取相應措施檢查學生課后學習任務完成情況，了解學生的學習狀態。

5)完善課程評價考核模式。加強過程的評價方式，除期中和期末考試外，把預習任務完成情況、出勤情況、課堂表現、作業和測試完成情況等不同權重計入課程學習總成績中，或利用教學平臺的數據統計功能，制作電子學習記錄，用于評價學生在線學習的表現，并在期末前進行量化評分，計入課程成績中[5-6]。

1.4 大學化學實驗課程的線上教學實踐

化學實驗在線教學主要是通過引入實驗視頻和虛擬仿真實驗平臺，安排學生觀看實驗教學視頻，完成實驗預習和進行線上實驗[6-7]。授課教師根據教學目標和計劃在網上平臺選取合適的線上實驗教學資源，或教研團隊自建有關實驗線上教學課程。

準備好線上教學資源后，授課教師根據課程要求，充分利用線上教學平臺和工具進行教學。①課前：教師上傳推送實驗課程線上教學資源，并發布實驗教學任務和作業要求；學生按要求進行預習，觀看實驗教學視頻和課件文檔，了解該實驗課程的目的、實驗內容及有關注意事項，完成預習實驗報告，列出預習過程中遇到的問題疑點并上傳至教學平臺或發給教師；教師在后臺對學生的預習情況進行監督管理，了解學生的學習進度和作業完成情況，分析總結學生提出的疑難問題，批閱學生預習實驗報告。②課中：進行線上實驗教學，教師講解實驗內容重點，對學生預習中的問題進行答疑，組織專題討論；然后教師通過虛擬仿真實驗平臺進行實驗講解和操作演示，講解完成后布置課后作業；最后學生按要求在平臺進行模擬實驗操作，完成實驗內容，提交實驗報告，學生也可在課后在線上平臺多次練習，直到熟練掌握。③課后：學生繼續完成虛擬仿真實驗，直到熟練掌握，上傳實驗報告，完成課后作業；教師及時批閱點評學生實驗報告和作業。④考核：減少期末考試的權重，增加平時成績的比例，包括視頻學習、在線實驗、實驗報告的完成情況、在線討論及考勤簽到情況。較典型的化學實驗在線教學流程見圖2。

圖2 大學化學實驗在線教學流程

2 在線教學實踐存在的問題

2.1 師生思想準備不足，互動交流效果欠佳

教師在線教學技能和教學觀念需要適應形勢提升。一方面，部分教師對一些教學平臺的功能和使用不夠熟悉，只能使用一些基于課堂互動的平臺進行直播教學，簡單地將以往課堂教學的內容搬到線上進行教學，教學形式單一，使在線教學流于形式；另一方面，教師從幕前轉到幕后，一時無法適應從課堂教學到在線教學形式的轉變，在線教學過程中師生互動交流效果欠佳，對學生疏于管理，或無法進行有效管理，難以保證教學效果。對學生來說，由于沒有教師面對面的監督，部分學生出現在線學習紀律性差、自覺性不強等問題，課中常被其他事情分散注意力[8]。

2.2 實驗在線教學方式亟待強化

目前的化學類虛擬仿真實驗技術仍普遍存在一些薄弱之處，亟待改進完善。比如，真實感不夠強、對實驗現象的觀測不夠直觀、實驗數據的個體差異得不到體現；虛擬仿真實驗一般過程設計比較理想，線下實驗出現的問題無法全部在線上實驗時呈現出來，不利于學生分析問題和解決問題能力的培養；同時線上虛擬仿真實驗主要是通過鼠標和鍵盤操作，無法切實提高學生，尤其是低年級學生的實驗動手能力，這需要待學生返校復課后，安排學生進入實驗室進行實際操作，做好虛擬實驗和線下實操的銜接。另外，因為缺少老師的現場監督要求或覺得線上實驗的趣味性和實際體驗性不夠，部分學生對線上實驗不夠重視，只是為了完成課程的學習快速點擊翻過，線上學習流于形式。

3 新形勢下大學化學在線教學展望

3.1 線上線下融合教學模式

線上線下融合教學模式充分結合了傳統課堂教學和在線教學模式的優勢，學生既可以在網上學習，還可以在線下與教師面對面交流溝通；教師可以及時掌握學生的學習動態，督促學生完成各項學習任務，有效地克服單一線上教學帶來的各種限制。線上教學和線下教學相結合的“互聯網+教育”模式在教學過程中既可以發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又可以充分體現學生作為學習主體的積極性、創造性和主動性，將是未來教育變革的必然趨勢。新時代信息技術的快速發展也為線上線下融合教學模式的全面開展提供了有力保障。

3.2 轉變觀念，解放思想，提升教師和學生在線教學和學習的素養和能力

從傳統的線下課堂教學轉為在線教學或線上線下混合模式教學，改變了以往的“以教學為中心”，從“教-學”為主，轉化為“學-教”先行，強調學生的自主學習性，將學習的主動權交給學生。在這過程中，對高校教師的教學也提出了更高的要求，教師的角色也發生了變化，教師要以積極的心態去面對和適應這種變化，與時俱進轉變觀念，提升能力，更新教學理念，優化教學策略和教學方法。

線上線下混合教學不僅對教師提出了更高的要求，同時也要求學生增強學習自律性和自我控制力，掌握正確的學習方法，注重自主學習習慣的養成，增強開放學習、自主學習和協作討論學習的能力。

3.3 統一規劃線上課程建設，優質資源共享

大學化學課程涉及科目較多，理論性強，且大多涉及實驗操作，教學難度較大，尤其是像物理化學、儀器分析等課程長期存在“難教難學”的問題。而在線教學可通過豐富的教學手段增加學習趣味性，線上教學資源的多元化也可滿足學生的個性化需求。

在網絡教學資源建設中，需要加強組織和管理，建立協調機制，長遠規劃，由若干開設有相同化學科目課程的高校組建在線課程資源建設項目組，統籌研發一批有特色、代表性強、數量充足的在線課程群，避免重復建設和資源浪費[9]。

3.4 持續加強教學平臺和互聯網技術建設

網絡課程平臺是在線教學重要保障，要繼續加強互聯網技術和網絡教學平臺的建設[10]。在學校層面要加強教學平臺的統籌規劃，完善校園內部網絡課程平臺并加強與相關社會企業在線教學支撐服務平臺對接，統籌考慮各種教學平臺的服務功能、優點和不足，加以優化整合；同時做好各種軟硬件設施的保障，提供足夠的在線教學設備，實施校園網絡全覆蓋并保證有足夠的帶寬網速，強化網絡安全保障，為教師開展在線教學和學生線上學習提供技術保障，確保教師在課堂上可以隨時上網，使用網上資源教學，學生也可以使用賬號登錄后隨時隨地上網自主學習。

4 結語

在“互聯網+”的大背景下，隨著5G時代和人工智能時代的來臨，隨著互聯網技術的快速發展，線上教育和線下教育融合是未來高校教學的必然趨勢。廣大教師要順勢而為，更新思維，重塑教學理念，提升教學能力，充分利用現有的各種信息化手段，加強課程系統化設計，結合本校本專業和學生實際情況和條件，改進和完善平臺課程資源建設，集合線上線下教學優勢，提升教學質量。