大類招生視角下線上線下混合式無機與分析化學(xué)課程建設(shè)與實踐

曲 楠

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長春 130118）

大類招生是高等院校招生時，采取按學(xué)科大類招生培養(yǎng)的一種模式。新生入學(xué)后的一年或兩年進行通識課程與大類基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，再根據(jù)所選專業(yè)的標準，由學(xué)生志愿、學(xué)習(xí)成績、綜合排名等信息，以公平、公開、公正的原則進行專業(yè)分流，最后經(jīng)過專業(yè)培養(yǎng)直至完成培養(yǎng)目標的一種以學(xué)生為本的新型人才培養(yǎng)模式[1-2]。大類招生模式改變了以固定專業(yè)為基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的基本框架，為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)開拓了更大空間[3]。目前，我國已有百所以上高校逐步開始推行大類招生培養(yǎng)模式，該模式已成為高等教育人才培養(yǎng)模式改革的趨勢和方向[4-6]。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，包括MOOC、SPOC 和翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)新形式不斷涌現(xiàn)。新的人才培養(yǎng)模式和時代的發(fā)展都迫切需要在教育教學(xué)領(lǐng)域?qū)嵤┯行У母母铮浞掷眯畔⒒夹g(shù)參與教學(xué)過程，積極運用現(xiàn)代化教學(xué)手段促進高校教育教學(xué)質(zhì)量的提升[7]。傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)與融入現(xiàn)代信息技術(shù)的線上教學(xué)將長期共存并深度融合，線上線下混合式教學(xué)新模式必將成為高校教學(xué)的“新常態(tài)”[8]。

無機與分析化學(xué)課程是高等院校化學(xué)、化工、生物、材料、能源及環(huán)境等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也是通識教育所設(shè)課程之一，更是新生入學(xué)后的第一門化學(xué)課，對后續(xù)其他化學(xué)課程及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有重要作用。本文在大類招生背景下，結(jié)合吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)實際，以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教育理念為指導(dǎo)，從課程框架、教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)評價等方面進行改革，利用MOOC、微信、騰訊會議及超星學(xué)習(xí)通等現(xiàn)代信息化手段對不同地域和專業(yè)大類的學(xué)生，開展線上線下混合式無機與分析化學(xué)課程建設(shè)與實踐。通過線下教學(xué)為主，線上教學(xué)為輔，將基礎(chǔ)與專業(yè)互融，教學(xué)與科研并進，多措并舉推進課程建設(shè)向縱深發(fā)展，拒絕“水課”，全面打造一流本科課程，著力培養(yǎng)“四新”卓越創(chuàng)新人才。

1 線下課程建設(shè)

線下教學(xué)是高等院校課程教學(xué)的主要形式，更是高等院校教育教學(xué)的主戰(zhàn)場。開展有效的線下課程建設(shè)，提高線下課堂教學(xué)實效性，將從根本促進課堂教學(xué)改革，切實提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1.1 加強課程教材建設(shè)

教材是知識的載體和高質(zhì)量教學(xué)的保障。為適應(yīng)當前教學(xué)形式的需要，化學(xué)團隊教師重編了《無機及分析化學(xué)》教材，并由高教出版社出版。新版教材考慮到大一新生化學(xué)基礎(chǔ)不同，課程學(xué)時不足及專業(yè)需求差異等問題，以高中化學(xué)為基礎(chǔ)，去除部分太過深奧的內(nèi)容，簡化了復(fù)雜的公式推導(dǎo)，增加了前沿性化學(xué)知識，使教材結(jié)構(gòu)更合理，內(nèi)容更易懂。同時，對與后續(xù)課程有機化學(xué)和物理化學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容進行了加強，體現(xiàn)了課程間的關(guān)聯(lián)性和基礎(chǔ)化學(xué)一個整體的理念。

1.2 合理整合課程教學(xué)內(nèi)容

無機與分析化學(xué)課程主要包含物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)原理及其對應(yīng)的定量化學(xué)分析方法和部分儀器分析三大知識體系。由于課程內(nèi)容廣泛，理論性強，且學(xué)時緊張，故需將碎片化的知識模塊化，再將模塊串珠化、脈絡(luò)化和系統(tǒng)化。并根據(jù)不同大類對化學(xué)知識的需求差異，將無機與分析化學(xué)分成A 和B 兩類，分層次構(gòu)建各自教學(xué)框架。同時，不斷優(yōu)化教學(xué)資源，合理整合教學(xué)內(nèi)容；及時更新契合當前學(xué)科大類發(fā)展與時代需求的內(nèi)容，使其既能滿足學(xué)生后期專業(yè)劃分后對化學(xué)知識的不同需求，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

1.3 不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

針對不同的教學(xué)內(nèi)容，運用案例式、翻轉(zhuǎn)課堂、問題導(dǎo)向式（Problem-Based learning，PBL）及團隊學(xué)習(xí)式（Team-based Learning，TBL）等不同的教學(xué)方法進行教學(xué)設(shè)計，充分發(fā)揮教師作為啟發(fā)者、引領(lǐng)者、聆聽者、反饋者和總結(jié)者的作用[9]。

對于相對枯燥、不易理解的教學(xué)內(nèi)容，可通過案例式教學(xué)以案例為基礎(chǔ)啟發(fā)學(xué)生獨立思考，增強學(xué)生分析和解決問題的能力[10]。比如，在講酸堿緩沖溶液時引入案例：“某新聞，6年將碳酸飲料當水喝 78歲老人酸中毒離世，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)老人血液中的酸堿度（pH）只有6.8，正常值為7.40±0.05，提示酸中毒。”從案例出發(fā)，啟發(fā)學(xué)生思考，為什么正常人體的血液可以維持pH 在一定范圍內(nèi)呢？讓學(xué)生通過分析問題，加深對知識點的理解。而對于比較容易理解的教學(xué)內(nèi)容，可借助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)將學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程前置，上課組織學(xué)生分組討論，實現(xiàn)知識內(nèi)化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和主動性。比如，在講化學(xué)平衡時，課前學(xué)生需根據(jù)教師線上布置的內(nèi)容框架（學(xué)案）開展自主學(xué)習(xí)，課上通過小組討論解決問題，并指導(dǎo)小組代表分享學(xué)習(xí)成果。對于應(yīng)用性較強的教學(xué)內(nèi)容，可利用PBL 教學(xué)設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)能力。比如，在講膠體時，課上提出問題：如何用簡單的方法區(qū)分溶液和膠體？以問題為引導(dǎo)，加強學(xué)生對所學(xué)知識的有效應(yīng)用。對于前沿性知識的學(xué)習(xí)，可通過TBL 教學(xué)以團隊學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜問題的解決能力及團隊協(xié)作精神。比如，在講解配合物后，讓學(xué)生以小組為團隊查閱文獻和搜集資料，學(xué)習(xí)并討論ZIF-8和MIL-125等金屬有機框架材料的制備、特點及應(yīng)用，書寫團隊學(xué)習(xí)報告。在線上線下混合式教學(xué)模式下，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，合理選擇和組合不同的教學(xué)方法進行教學(xué)設(shè)計可有效提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2 線上課程建設(shè)

線上教學(xué)是現(xiàn)代信息技術(shù)參與課程教學(xué)的必然產(chǎn)物，更是課堂教學(xué)變革的突破口。

2.1 基于學(xué)習(xí)通平臺，構(gòu)建課程線上教學(xué)資源庫

以學(xué)習(xí)通平臺為載體，構(gòu)建線上教學(xué)資源庫，包括課程信息、課程大綱、學(xué)習(xí)目標、教師介紹、教學(xué)課件、教案、學(xué)案、教學(xué)微視頻、MOOC 鏈接、案例庫、作業(yè)庫、試題庫、常見問題解析、與學(xué)科大類相關(guān)的教學(xué)拓展材料及中外文文獻檢索方法等學(xué)習(xí)資料。將課程線上教學(xué)資源在教學(xué)期內(nèi)有序、均衡推送，為課程教學(xué)順利進行保駕護航，打造具有“高階性”的無機與分析化學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)新模式。

2.2 線上教學(xué)活動、反饋及優(yōu)化

通過學(xué)習(xí)通平臺預(yù)約的騰訊會議實行線上線下同步課堂教學(xué)，秉承不拋棄、不放棄的理念，實現(xiàn)全員教學(xué)，不僅做到了課堂教學(xué)留痕，便于教學(xué)監(jiān)督和學(xué)生課后復(fù)習(xí)，還可解決突發(fā)情況，比如疾病、極端天氣等的課程教學(xué)問題。另外，利用學(xué)習(xí)通平臺可實現(xiàn)對大容量班級進行有效的課程教學(xué)及管理。課前通過問卷調(diào)查和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析獲知學(xué)情信息，實行“一課一案”精準教學(xué)。課上依托學(xué)習(xí)通平臺進行線上簽到、討論、搶答、選人、小測及互評等教學(xué)活動，充分發(fā)揮線上教學(xué)的高效和多能性。課后教師同步將課堂的教學(xué)視頻上傳至學(xué)習(xí)通，學(xué)生可根據(jù)個人需要進行觀看和復(fù)習(xí)，并完成學(xué)習(xí)通發(fā)布的課后線上討論及綜合測試。教師則通過學(xué)生的課后復(fù)習(xí)效果反饋，適時預(yù)約騰訊會議進行線上總結(jié)與答疑。學(xué)習(xí)通APP 的使用使線上教學(xué)運行更為順暢和平穩(wěn)。在完成階段性教學(xué)節(jié)點后，學(xué)生將完成的章節(jié)思維導(dǎo)圖、作業(yè)、小組討論總結(jié)及研究報告等上傳至學(xué)習(xí)通。教師批改后，根據(jù)學(xué)習(xí)通平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，分析問題，及時調(diào)整、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)及內(nèi)容。

3 課程教學(xué)效果評價

為達到“寬口徑，厚基礎(chǔ)”的要求，建立包括過程考評和終結(jié)考評的多維度考評機制，如表1所示，實現(xiàn)課程教學(xué)效果有效評價。過程考評占比50%，包括線上教學(xué)、線上線下同步課堂教學(xué)及線上階段測試等。為加強線上測試的監(jiān)管，線上階段測試實施個性化考核，即隨機組卷，不同學(xué)生不同次參與考核將有不同試卷。終結(jié)考評占比50%，題庫組卷，全面考核學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力。

表1 多維度成績考評

4 線上線下混合式設(shè)計實施的一個教學(xué)單元

在大類招生背景下，既要求學(xué)生知識面寬，又要求基礎(chǔ)扎實，這對通識課程的教學(xué)提出了更高要求。現(xiàn)針對無機與分析化學(xué)課程的特點，更新教育理念，依托學(xué)習(xí)通平臺開展線上線下混合式課程建設(shè)，實現(xiàn)線上線下教學(xué)有效銜接。通過這種教學(xué)新形式，優(yōu)化課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)和課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，增加師生的課堂互動性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。我校《無機與分析化學(xué)A》課程共64學(xué)時，適合對化學(xué)知識要求較高的學(xué)科大類學(xué)習(xí)。以《無機與分析化學(xué)A》課程為例，實施線上線下混合式設(shè)計的教學(xué)單元。

教學(xué)內(nèi)容：化學(xué)熱力學(xué)初步。熱力學(xué)是研究各種形式能量相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。將熱力學(xué)原理應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)，就產(chǎn)生了化學(xué)熱力學(xué)。化學(xué)熱力學(xué)的學(xué)習(xí)對后續(xù)章節(jié)，比如化學(xué)平衡和電化學(xué)等知識的學(xué)習(xí)有著重要的指導(dǎo)作用。因此，講好化學(xué)熱力學(xué)是非常重要的。

教學(xué)過程設(shè)計：

課前：線上，利用學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布學(xué)習(xí)目標及學(xué)案，本章學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容是熱力學(xué)函數(shù)的意義、關(guān)系和計算，自發(fā)過程的推動力及吉布斯-亥姆霍茲公式的應(yīng)用。通過課前利用線下教材、線上PPT、視頻、MOOC 等教學(xué)資源，讓學(xué)生根據(jù)各自化學(xué)基礎(chǔ)選擇最適宜的方式自學(xué)，完成知識點梳理，問卷和課前測評等。使學(xué)生初步了解本章所學(xué)內(nèi)容，帶著問題來上課。

課中：線上線下同步課堂，通過課堂小組討論、小組合作、案例分析、問答及成果展示等教學(xué)活動，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的直觀性和互動性。如熱力學(xué)這一章，以PBL 教學(xué)設(shè)置問題啟發(fā)學(xué)生思考：從廉價的石墨能否合成金剛石、能否通過熱解方法消除CO 的污染等問題入手。通過課堂講解、討論和互動，引出結(jié)論：石墨可以在高溫高壓下完成到金剛石的轉(zhuǎn)化，但是不能通過熱解實現(xiàn)CO 到C 和O2的轉(zhuǎn)化，其原因是這個過程吸熱且熵減少，無法自發(fā)進行。

課后：線上，通過課后線上活動的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)及線下課堂表現(xiàn)，全方位了解學(xué)生對本章知識的掌握情況。對于共性問題：如熱力學(xué)函數(shù)U，H，S，G等的計算問題，可利用騰訊會議進行課后線上答疑。對于學(xué)生基礎(chǔ)差異產(chǎn)生的個別問題，則可通過學(xué)習(xí)通或微信進行一對一在線解答。

總結(jié)：通過線上線下混合式化學(xué)熱力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生真正掌握了本章的重難點，滿足了大類背景下差異教學(xué)的需求，學(xué)生參與度高，教學(xué)效果佳。

5 結(jié)束語

“大類招生，分流培養(yǎng)”模式已成為國內(nèi)外高校本科教育改革的熱點。通過大類招生背景下線上線下混合式無機與分析化學(xué)課程建設(shè)與實踐，以學(xué)生為中心，構(gòu)建了基于教育信息化的課程體系，融合了線上和線下教學(xué)優(yōu)勢，優(yōu)化教學(xué)資源，整合教學(xué)內(nèi)容。以學(xué)習(xí)通平臺為載體，借助大數(shù)據(jù)精準教學(xué)的優(yōu)勢，改革課程教學(xué)模式，實現(xiàn)了線上線下融會貫通。建立了多維度考評機制，綜合評價學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和效果。不斷更新教育理念、教學(xué)設(shè)計和教學(xué)方式，推進了無機與分析化學(xué)課程建設(shè)及創(chuàng)新。當然，線上線下混合式的課程建設(shè)和優(yōu)化任重道遠，需要教育工作者不斷努力和創(chuàng)新。