師范院校物理化學課程虛擬教研室建設(shè)的探索與實踐

劉坤輝，孫艷輝，袁廷，祖莉莉，范樓珍,＊

1 北京師范大學化學學院，師范院校物理化學課程虛擬教研室，北京 100875

2 華南師范大學化學學院，廣州 510006

1 引言

高等學校教研室是校-院系-教研室三級管理體系和內(nèi)部治理體系的重要組成分，是高校組織教學、開展教研、培養(yǎng)人才的基本單元。高校教研室在我國已有70多年的歷史，至今仍是基層教學組織最主要的形態(tài)[1,2]。進入90年代后，向歐美學習和借鑒高等教育模式成為了我國改革發(fā)展的主流，教研室開始向研究所(中心)轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)教研室逐漸落寞。進入新時代，人們逐漸意識到全面振興本科教育離不開教研室的底部支撐。因此，2018年以來，黨中央和教育部密集出臺多份與基層教學組織建設(shè)相關(guān)的文件。在后疫情時代，習近平總書記指出要總結(jié)應(yīng)對新冠疫情以來大規(guī)模在線教育的經(jīng)驗，利用信息技術(shù)更新教育理念、變革教育模式。在高等教育數(shù)字化、高校新基建等政策環(huán)境下，信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得校內(nèi)及跨校教研活動異?；钴S。2021年7月，教育部發(fā)布《關(guān)于開展虛擬教研室試點建設(shè)工作的通知》，拉開了高?；诨ヂ?lián)網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)基層教學組織的序幕，并在2022年2月和5月公布了2批次，共657個虛擬教研室試點建設(shè)名單[3-5]。由北京師范大學化學學院范樓珍教授牽頭申請的師范院校物理化學課程虛擬教研室獲批開展試點建設(shè)。按照教育部規(guī)劃部署的虛擬教研室建設(shè)任務(wù)，我們開展了包括共建優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)新教研形態(tài)、輻射教育模式等內(nèi)容的探索和建設(shè)。本文對虛擬教研室試點建設(shè)一年多以來的實踐和探索情況做了回顧總結(jié)，并展望了后續(xù)進一步的工作計劃。

2 建設(shè)進展

2.1 組織運行機制

師范院校物理化學課程虛擬教研室是第一批試點建設(shè)的課程類虛擬教研室，成員涵蓋6所教育部直屬師范院校，來自包含中西部院校在內(nèi)的“全國高師物理化學教研會中心組”等30多所高等師范院校的物理化學教師。虛擬教研室于2022年4月23日組織參與單位教師代表召開線上籌備會議，商討虛擬教研室的組織架構(gòu)和運行機制，并陸續(xù)成立虛擬教研室管理委員會，整體負責虛擬教研室運行架構(gòu)規(guī)劃以及學術(shù)咨詢，成立虛擬教研工作委員會，具體執(zhí)行虛擬教研室的運轉(zhuǎn)與資源建設(shè)，在此基礎(chǔ)上，在一些重要參與虛擬教研室建設(shè)的師范院校設(shè)置師范院校物理化學課程虛擬教研室分室，逐步形成點、線、面到立體的組織管理架構(gòu)(圖1)，會同全國師范院校的物理化學教師共建共享物理化學課程資源。

圖1 師范院校物理化學課程虛擬教研室組織管理架構(gòu)

2.2 教研活動開展情況

試點建設(shè)以來，師范院校物理化學課程虛擬教研室開展了一系列的線上線下教研活動(圖2)。通過虛擬教研室app的平臺，虛擬教研室的成員們在線上召開研討會，討論物理化學課程建設(shè)的重點。虛擬教研室?guī)ь^人范樓珍教授和高靚輝教授等在線上進行跨國多校區(qū)同步進行的全球課堂示范課程，向中西部院校輻射先進的教學模式，拓展國際視野。邀請華中師范大學原弘教授在線上進行教學研討示范，原教授以物理化學課程中的克拉佩龍方程為例，深入淺出地給虛擬教研室的成員分享了如何在物理化學課程中講透科學規(guī)律。作為教育部課程思政教學名師，范樓珍教授在線上分享了如何有效地在物理化學課程中傳遞價值觀，實現(xiàn)全過程育人的課程理念。同時，師范院校物理化學課程虛擬教研室還共同承辦了一系列教學研討會，包括2022和2023年度的高等學校物理化學課程教學研討會、全國高師第24屆物理化學教學研討會等教學學術(shù)會議線下教研活動，豐富和拓展虛擬教研室成員的溝通與交流方式。在虛擬教研室app平臺上，虛擬教研室成員一起開展了物理化學課程知識圖譜的梳理和建設(shè)探索，目前有知識單元28個，知識點61個，教研成果15項，教學資源83項，教研資料27項。

圖2 師范院校物理化學課程虛擬教研室召開及承辦各類線上/線下教學研討

3 建設(shè)特色

3.1 國際特色，建設(shè)國際化虛擬教研室

虛擬教研室本身具備跨時空、跨地域的特點。師范院校物理化學課程虛擬教研室不僅在國內(nèi)多所師范院校之間開展聯(lián)合教研活動，還將地域跨出國界，積極探索國際化的虛擬教研室。北京師范大學“物理化學”教學團隊與英國曼徹斯特大學開展了基于慕課的“物理化學”中外合作混合教學的創(chuàng)新實踐，并籌劃組建國際化虛擬教研室。同時，在課堂上引入慕課的主持教師與課堂學生在線互動，探索線上線下結(jié)合的全球課堂教學模式，創(chuàng)建了基于慕課的全新教學團隊和教學環(huán)境(圖3)。教學團隊包括中國教師及研究生助教、英國教師及其助教、Wolearn英方互聯(lián)網(wǎng)組織協(xié)調(diào)人員及中方技術(shù)小組，這種教學團隊具有超越國界的國際化合作特點。在此基礎(chǔ)上，“物理化學”教學團隊進一步學習英國劍橋大學利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在21個校區(qū)同時開課的經(jīng)驗，開創(chuàng)了“兩校(北京師范大學、英國曼徹斯特大學)三地(北京、珠海、曼徹斯特)同上一門課”的新模式。在師范院校物理化學課程虛擬教研室平臺上，范樓珍教授等通過名師示范課等推廣該教學模式，向中西部院校輻射先進的教學模式，幫助虛擬教研室的老師們拓展國際視野。當前，我們正持續(xù)將更多的國際名校教學資源引入虛擬教研室，突破時空國界限制，開創(chuàng)基于虛擬教研室的中外合作數(shù)字化教學新模式，打造國際化高水平的教學團隊。

圖3 虛擬教研室?guī)ь^人范樓珍教授開展線上線下結(jié)合的全球課堂教學模式探索

3.2 師范特色，面向師范院校和中學化學教師

師范院校物理化學課程虛擬教研室是為數(shù)不多冠以師范名稱的虛擬教研室，主要的共建成員單位來自于師范院校的同行。而師范院校的化學專業(yè)則肩負著培養(yǎng)新時代創(chuàng)新型化學教育人才的重任。高中化學教學內(nèi)容的重點和難點相當大一部分涉及物理化學課程內(nèi)容。因此，讓師范院?；瘜W專業(yè)的學生學懂學透物理化學課程尤為重要。師范院校物理化學課程虛擬教研室通過共建優(yōu)質(zhì)資源、輻射教育模式等方式提升虛擬教研室成員單位教學質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，依托北京師范大學等師范院校在中學化學教材和資源開發(fā)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，我們還將中學化學教師加入到虛擬教研室中來，協(xié)助中學教師厘清教學中涉及物理化學部分的教學難點。

3.3 專業(yè)特色，集體備課降低課程教學難度

“物理化學”是化學及相關(guān)專業(yè)本科生的重要理論基礎(chǔ)課程，是從研究化學現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系入手，找出化學變化中普遍性規(guī)律的一門學科，也是化學研究和應(yīng)用取得突破性進展的前沿領(lǐng)域?qū)W科?！拔锢砘瘜W”經(jīng)典的內(nèi)容包括：化學熱力學、動力學、電化學及表面和膠體化學等。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，“物理化學”教學的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、側(cè)重點也逐漸發(fā)生變化?；瘜W熱力學部分的結(jié)構(gòu)基本保持不變；動力學部分加入了新的動力學研究手段；電化學部分正在傾向新能源的開發(fā)和新型電池的介紹；表面與膠體部分由于生物技術(shù)的發(fā)展，基本定理及應(yīng)用正在加重介紹；增加了光化學和光電化學等；相應(yīng)的“物理化學實驗”隨著理論內(nèi)容的更新、儀器技術(shù)的發(fā)展也有很大更新和發(fā)展。在“物理化學”教學中，對數(shù)學、物理以及化學的知識掌握要求較高，概念及規(guī)律相對抽象，因此教師(尤其是青年教師)普遍認為“物理化學”教學難度較大；學生也普遍認為“物理化學”難學好。師范院校物理化學課程虛擬教研室通過名師示范課程、集體備課等方式凝練教學教案和教學模式，并通過線上視頻會議以及線下的集體研討等方式，針對物理化學課程中的具體某一知識點展開深入的討論，進而通過集體備課等方式降低課程的教學難度。

4 典型案例——以華南師范大學物理化學課程建設(shè)為例

華南師范大學物理化學課程團隊作為核心成員于2022年4月加入“師范院校物理化學課程虛擬教研室”。基于虛擬教研室各種類型和方式教學研討，華南師范大學以孫艷輝教授為代表的物理化學課程團隊不斷提升教研能力和教學質(zhì)量，在物理化學課程建設(shè)中取得如下進展。

4.1 課程思政建設(shè)取得成效

孫艷輝教授等通過虛擬教研室名師示范課，學習了范樓珍教授的“物理化學課程思政建設(shè)與實踐”示范課程，教學團隊積極開展課程思政教學改革，于2022年12月團隊獲批華南師范大學本科質(zhì)量工程項目-物理化學課程思政示范課堂項目；2023年6月，團隊申報的“四維四線融合的物理化學課程思政育人模式”獲第12屆華南師范大學教學成果一等獎。同時，在虛擬教研室平臺上，受華中師范大學原弘教授關(guān)于青教賽參賽示范課的啟發(fā)，2023年4-8月團隊參加了第三屆全國高校教師教學創(chuàng)新大賽，并榮獲廣東賽區(qū)課程思政賽道特等獎、全國賽二等獎的成績(圖4)。

圖4 華南師范大學孫艷輝教授等榮獲第三屆全國高校教師教學創(chuàng)新大賽“二等獎”

4.2 獲批校級課程教研室，推進課程特色建設(shè)

受到師范院校物理化學課程虛擬教研室的輻射，孫艷輝教授等申報獲批了華南師范大學質(zhì)量工程項目：物理化學課程教研室。在教研室建設(shè)中，受虛擬教研室名師示范課的啟發(fā)，孫艷輝教授等面向團隊教師征集優(yōu)秀教學案例，錄制視頻作為“一師一優(yōu)課”資源，并上傳在線課程平臺(圖5)。同時，為了提高學校拔尖班學生的國際化水平，課程教研室邀請鄭奇峰和嚴勇兩位老師承擔全英文物理化學教學工作，培養(yǎng)學生的國際化視野。此外，為了將物理化學課程與中學化學教學做好銜接，課程教研室吸納了2-3位學科教育(化學)專業(yè)的教育碩士研究生，收集整理中學化學奧賽題目中物理化學的相關(guān)題目，為化學師范專業(yè)的學生提供個性化學習資源。

圖5 華南師范大學孫艷輝教授等物理化學教學團隊“一師一優(yōu)課”視頻案例

4.3 獲得國家一流線上線下混合式課程認定

在課程團隊的共同努力下，華南師范大學物理化學課程于2023年4月被認定為國家一流線上線下混合式課程，并依托團隊自主建設(shè)國家高等教育智慧教育平臺的在線開放課程，開展線上線下混合式教學。

孫艷輝教授以及華南師范大學物理化學課程團隊在過去一年多里取得的成果表明，依托于共建共享理念的師范院校物理化學課程虛擬教研室，虛擬教研室各參與單位成員的老師們通過交流培訓(xùn)和個人努力，可以實現(xiàn)物理化學課程建設(shè)水平的大幅提升，為立德樹人目標提供堅強保障。

5 建設(shè)成效與交流推廣

5.1 建設(shè)成效

師范院校物理化學課程虛擬教研室通過開展各種類型的教研活動，大力提升虛擬教研室成員的教研能力，在過去一年多時間里，虛擬教研室成員單位獲得多項省部級以上教學成果獎。表1是近期虛擬教研室成員在教學研究方面取得的一些成果。

5.2 交流推廣情況

師范院校物理化學課程虛擬教研室通過線上線下的方式，讓教研室的成員廣泛交流，并凝練出物理化學課程的若干教學經(jīng)驗，尤其是針對“物理化學”對數(shù)學、物理以及化學的知識掌握要求較高，概念及規(guī)律相對抽象，青年教師普遍認為“物理化學”的教學難度較大，學生普遍認為“物理化學”難學好等特點，虛擬教研室通過名師示范課程、集體備課等方式凝練教學經(jīng)驗，并通過線上視頻會議以及線下的研討會等方式，向中西部地區(qū)的院系宣傳推廣先進的教學模式。當前，師范院校物理化學課程虛擬教研室還將交流推廣對象擴展到中學化學教師領(lǐng)域。

另一方面，師范院校物理化學課程虛擬教研室積極參與化學學科虛擬教研室協(xié)作組的研討活動，學習借鑒其他教研室先進的管理組織模式，并參與承辦各類物理化學課程教學研討會，在會議上大力宣傳推廣虛擬教研室的建設(shè)實踐。

6 進一步的探索計劃

在接下來的工作中，師范院校物理化學課程虛擬教研室基于前期試點建設(shè)的基礎(chǔ)上，擬在以下幾方面重點開展工作。一是繼續(xù)完善虛擬教研室的組織運行機制，組建更加合理且活躍的管理委員會和工作委員會，并通過機制和分工引導(dǎo)更多教師參與到物理化學課程的資源建設(shè)中來。二是在共建資源方面，著重完善知識圖譜的建設(shè)，確定知識圖譜的知識點和板塊，豐富知識點的掛載資源。三是對接教育部101計劃，深入推進基礎(chǔ)學科拔尖學生培養(yǎng)計劃，積極參與物理化學課程的核心教材等方面的建設(shè)，完善虛擬教研室共享資源，提供更為豐富和特色的教學大綱、教學課件、作業(yè)習題等。四是繼續(xù)開展形式多樣的線上線下結(jié)合的教學研討和名師示范課，向中西部高校輻射教學模式。五是深入探索中學化學教師參與虛擬教研室的教研活動，向更多的中學教師提供化學領(lǐng)域的學科服務(wù)。

7 結(jié)語

黨的二十大報告明確了“科技、教育、人才”三位一體統(tǒng)籌部署，并首次提出推進教育數(shù)字化，確立了教育數(shù)字化未來發(fā)展的行動綱領(lǐng)。虛擬教研室是當代中國高等教育教學制度的一次重要改革，探索虛擬教研室建設(shè)，可為實現(xiàn)高等教育數(shù)字化發(fā)展、加強基層教學組織建設(shè)以及提升本科教學質(zhì)量等提供有力的支撐和保障。師范院校物理化學課程虛擬教研室在過去一年多的試點建設(shè)中，在共建優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)新教研形態(tài)、輻射教育模式等方面開展了一些具有特色的探索性工作。展望未來，我們將在完善虛擬教研室的組織運行機制、共建資源，尤其是知識圖譜的建設(shè)、對接教育部101計劃，以及探索國際化虛擬教研室和師范特色虛擬教研室等方面著重開展工作，爭取建設(shè)成為輻射中西部的物理化學課程教師之家。

致謝：感謝師范院校物理化學課程虛擬教研室以及全國高師物理化學教學中心組各成員單位的支持！