有機(jī)化學(xué)“雙線”混合式教學(xué)的探索

張 威，張 璐，胡宇強(qiáng)，王亞琦，王麗英

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

2020年初，新冠肺炎疫情的大規(guī)模蔓延打亂了全國(guó)各高校原本正常的春季教學(xué)計(jì)劃。為了響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)、停課不停教”的總體號(hào)召，任課教師們紛紛利用各類直播軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展線上授課，并有條不紊的進(jìn)行了一個(gè)學(xué)期[1]。在線教學(xué)也由之前的探索階段轉(zhuǎn)變?yōu)槿w師生必須要面對(duì)的常態(tài)化模式[2]。但隨著國(guó)內(nèi)疫情得到有效控制，學(xué)生陸續(xù)返校，生產(chǎn)生活秩序也逐步得到了恢復(fù)。而如何將線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)及經(jīng)驗(yàn)融入到傳統(tǒng)課堂中，實(shí)現(xiàn)線上、線下教學(xué)的有效串聯(lián)，為學(xué)生創(chuàng)造更多元的學(xué)習(xí)模式，不斷改善教學(xué)效果，是當(dāng)今值得我們探討的新課題[3-4]。

有機(jī)化學(xué)作為四大基礎(chǔ)化學(xué)課程之一，主要面向化學(xué)與化工、制藥、材料、環(huán)境工程、礦物加工等理工科專業(yè)學(xué)生，講授關(guān)于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)性質(zhì)、合成方法等知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[5]。正因?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)涉及的內(nèi)容錯(cuò)綜復(fù)雜、反應(yīng)數(shù)量眾多，學(xué)生普遍存在畏難情緒，再加上授課學(xué)時(shí)有限，不易實(shí)施大量習(xí)題訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不太理想。如今，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的飛速發(fā)展，教育教學(xué)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)課堂時(shí)間和空間的限制[5]。而突如其來(lái)的疫情更是迫使各高校經(jīng)歷了一輪全員網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，這場(chǎng)危機(jī)也成為了推動(dòng)線上教學(xué)發(fā)展的強(qiáng)力“催化劑”。因此，本文將結(jié)合作者自身經(jīng)驗(yàn)，探索雙線混合教學(xué)模式的應(yīng)用策略，以期進(jìn)一步提升有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 在線教育的優(yōu)勢(shì)與不足

2018 年教育部印發(fā)的《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》及2019 年中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》文件都指出了信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)代教育變革的重要作用[5-6]。特別是在疫情防控大背景下，在線教育的優(yōu)勢(shì)得到了更加充分的體現(xiàn)，比如：(1)形式便捷，可以不受時(shí)空局限；(2)靈活掌控進(jìn)度，對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)部分能反復(fù)回看；(3)輕松實(shí)現(xiàn)一對(duì)多或多對(duì)多的互動(dòng)交流；(4)學(xué)習(xí)資源豐富，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力；(5)方便記錄教學(xué)活動(dòng)和反饋信息。但是，臨危受命的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)也不可避免的暴露出一些問(wèn)題，比如：(1)網(wǎng)絡(luò)不時(shí)有卡頓現(xiàn)象，導(dǎo)致音頻視頻流暢度降低；(2)沒(méi)有群體學(xué)習(xí)氛圍，部分學(xué)生自控能力較差，學(xué)習(xí)積極性難以長(zhǎng)期維持；(3)教師不易感受學(xué)生情緒和注意力變化，無(wú)法及時(shí)調(diào)整授課節(jié)奏；(4)網(wǎng)絡(luò)資源與學(xué)生需求不匹配，對(duì)不同專業(yè)、不同層次的學(xué)生針對(duì)性不強(qiáng)；(5)連續(xù)線上授課會(huì)對(duì)師生的身心健康產(chǎn)生不良影響。

對(duì)于有機(jī)化學(xué)來(lái)說(shuō)，在線教育的優(yōu)劣勢(shì)都很突出。例如，由于課程知識(shí)點(diǎn)密集且大部分內(nèi)容都極為抽象，僅通過(guò)短時(shí)間的講授，學(xué)生往往掌握的并不是很好。而利用在線平臺(tái)的錄課功能，學(xué)生就可以在課后反復(fù)回看教學(xué)視頻，有助于重難點(diǎn)的復(fù)習(xí)與鞏固。但是這也會(huì)讓一些學(xué)生產(chǎn)生依賴心理，“課上開(kāi)個(gè)小差沒(méi)有關(guān)系，課后我看回放補(bǔ)上就是了”。事實(shí)上，課堂學(xué)習(xí)與課后自學(xué)的效果是完全無(wú)法比擬的。長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)逐漸跟不上教學(xué)進(jìn)度，到最后甚至有可能會(huì)放棄學(xué)習(xí)。其實(shí)，出現(xiàn)這種情況還有另外一個(gè)重要原因，即進(jìn)行在線授課時(shí)，限于當(dāng)前的技術(shù)問(wèn)題，教師無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的觀察到每一個(gè)學(xué)生的狀態(tài)，也就不能進(jìn)行有針對(duì)性的提醒；同時(shí)，學(xué)生均在各自獨(dú)立的環(huán)境中，自控力較差的學(xué)生就會(huì)放松對(duì)自己的要求。例如：在講授化合物反應(yīng)機(jī)理時(shí)，由于內(nèi)容本身難度較大，在傳統(tǒng)課堂中教與學(xué)也十分吃力，需要教師和學(xué)生不斷互動(dòng)探討以推進(jìn)反應(yīng)，才能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)成效。而直播課堂中，首先無(wú)法保證全員開(kāi)啟攝像頭和麥克風(fēng)，即便可以實(shí)現(xiàn)，課堂秩序也比較混亂，無(wú)法完成高效、高質(zhì)量地教學(xué)。

2 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂的雙線融合

疫情來(lái)襲，學(xué)生無(wú)法按時(shí)返校，這使得傳統(tǒng)實(shí)體課堂的短板顯露無(wú)遺。同時(shí)，作為應(yīng)急措施的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，在經(jīng)歷了一個(gè)完整的學(xué)期后，其不足之處也被顯著放大[7]。教育部高等教育司吳巖司長(zhǎng)曾表示：“我們?cè)僖膊豢赡?、也不?yīng)該退回到疫情發(fā)生之前的教與學(xué)狀態(tài)?！币虼?，傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的雙線深度融合，各自取長(zhǎng)補(bǔ)短、互聯(lián)互通，才是未來(lái)我國(guó)教學(xué)發(fā)展的新趨勢(shì)[8]。雙線融合模式將“教”與“學(xué)”過(guò)程劃分為三個(gè)環(huán)節(jié)：課前準(zhǔn)備、課中學(xué)習(xí)、課后答疑。課前，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)不受時(shí)空局限的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生自主開(kāi)展預(yù)習(xí)，了解章節(jié)背景、掌握基礎(chǔ)理論，同時(shí)將遇到的問(wèn)題上傳到討論區(qū)；課中，充分發(fā)揮傳統(tǒng)課堂面對(duì)面的優(yōu)勢(shì)，教師講授重難點(diǎn)內(nèi)容，梳理知識(shí)的邏輯關(guān)系，并為學(xué)生答疑解惑；課后，借助線上平臺(tái)發(fā)布作業(yè)，提供優(yōu)質(zhì)課外資源，拓展學(xué)習(xí)邊界。

3 雙線混合模式在有機(jī)化學(xué)課程中的探索

圖1 有機(jī)化學(xué)課程雙線教學(xué)模式設(shè)計(jì)方案

3.1 預(yù)習(xí)階段

首先，教師對(duì)每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌整理，把其中的通識(shí)知識(shí)點(diǎn)分別錄制為10分鐘左右的短視頻，同時(shí)還要精選網(wǎng)絡(luò)資源，酌情融入前沿動(dòng)態(tài)和課程思政的內(nèi)容，并配套自測(cè)題目。將這些學(xué)習(xí)資料上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)后向?qū)W生推送預(yù)習(xí)通知。由于錄課內(nèi)容精煉易懂，學(xué)生可以充分利用零碎時(shí)間開(kāi)展學(xué)習(xí)。教師通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)習(xí)情況，及時(shí)根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果調(diào)整線下教學(xué)方案。

以“烯烴化合物”這一章為例，我們分別錄制了烯烴簡(jiǎn)介、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、命名與構(gòu)造異構(gòu)、反應(yīng)性質(zhì)概述這4段視頻，也根據(jù)不同專業(yè)分享了如“我國(guó)煤制烯烴技術(shù)的發(fā)展”、“乙烯作為水果催熟劑的價(jià)值”、“烯烴在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用”等延伸資源。在線下授課前兩天，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，提醒學(xué)生自主開(kāi)展課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。通過(guò)教師端分析完成情況，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生回看第三段視頻的次數(shù)最多，說(shuō)明這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生掌握起來(lái)有一定難度。所以，我們?cè)诤罄m(xù)授課中也會(huì)再詳細(xì)講解。另外，反應(yīng)性質(zhì)是有機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)，預(yù)習(xí)只作為先導(dǎo)，在教學(xué)中我們會(huì)根據(jù)不同專業(yè)的要求，對(duì)講授的深淺程度適當(dāng)把控。

3.2 授課階段

在課堂教學(xué)中，我們將時(shí)間劃分為三個(gè)模塊。第一個(gè)模塊預(yù)計(jì)用時(shí)10分鐘，教師會(huì)點(diǎn)名讓學(xué)生匯報(bào)預(yù)習(xí)內(nèi)容，其他同學(xué)做提問(wèn)和補(bǔ)充發(fā)言；此模塊主要檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，同時(shí)有助于教師進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。第二個(gè)模塊預(yù)計(jì)用時(shí)20分鐘，首先教師根據(jù)學(xué)生的匯報(bào)情況進(jìn)行小結(jié)并答疑；其次將預(yù)習(xí)中的先導(dǎo)內(nèi)容，即化合物的反應(yīng)性質(zhì)展開(kāi)講解，此部分亦為重點(diǎn)掌握知識(shí)。第三個(gè)模塊預(yù)計(jì)用時(shí)20分鐘，此模塊主要開(kāi)展應(yīng)用訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生共同完成例題解答。

同樣以“烯烴化合物”為例，學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)具有立體異構(gòu)現(xiàn)象的烯烴命名會(huì)存在較多問(wèn)題，比如容易將“順/反”與“Z/E”混淆或者將“順”對(duì)應(yīng)“Z”、“反”對(duì)應(yīng)“E”，以及當(dāng)雙鍵碳原子連接較復(fù)雜基團(tuán)時(shí)不會(huì)比較大小等。在授課中，我們就這些問(wèn)題會(huì)先講解概念，隨后輔以大量例題進(jìn)行鞏固訓(xùn)練。為了便于學(xué)生解答烯烴命名題，我們提出了“兩縱兩橫”的步驟，如圖2(A)所示。對(duì)于一個(gè)給定的烯烴，先縱向比較一個(gè)雙鍵碳連接的兩個(gè)原子或基團(tuán)是否一樣，若一樣則不存在立體異構(gòu)，可以直接命名；若不一樣就需要比較大小。然后再分析另一側(cè)的縱向情況，如果也不同，就進(jìn)一步橫向看是否存在相同基團(tuán)，若不存在則只能用“Z/E”標(biāo)記；若有，既可以用“Z/E”也可以用“順/反”來(lái)標(biāo)記。本例題也表明 “順/反”和“Z/E”標(biāo)記法沒(méi)有相互對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，面向不同專業(yè)的學(xué)生，我們也將選擇難度不同的題目進(jìn)行訓(xùn)練。如圖2(B)所示命名題，不僅考察雙鍵立體異構(gòu)的標(biāo)注，也考察了學(xué)生對(duì)紐曼投影式的理解[9]。該題目綜合性較強(qiáng)，適合于化學(xué)類專業(yè)的學(xué)生，但對(duì)于非化學(xué)專業(yè)就有較大難度，不太適用，授課時(shí)要更換其他簡(jiǎn)單題目。

圖2 (a)烯烴命名步驟 (a)典型例題

3.3 課后階段

每次授課完成后，我們會(huì)發(fā)布習(xí)題作業(yè)，類型包括選擇、填空、推斷、鑒別、合成等，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作答。客觀題通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)自動(dòng)批閱，主觀題由教師手動(dòng)批閱。其中的個(gè)別問(wèn)題，學(xué)生在討論區(qū)即可相互解答，互相幫助，而出錯(cuò)率較高的題目，我們會(huì)在下一次課堂授課時(shí)集中講評(píng)。最后，習(xí)題講解的錄課視頻也一并上傳，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)回看。另外，有機(jī)化學(xué)是很多理工學(xué)科依賴的重要基礎(chǔ)，所以在完成本門課程的學(xué)習(xí)之后，會(huì)要求學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)專業(yè)提交一篇小論文，探究有機(jī)化學(xué)在本專業(yè)的應(yīng)用價(jià)值，以此培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。

同時(shí)，為了提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，我們也會(huì)不定時(shí)的錄制一些如Chemdraw、Web of science、Scifinder、Origin等學(xué)術(shù)工具的使用視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，供學(xué)生課后拓展學(xué)習(xí)。

3.4 評(píng)價(jià)機(jī)制

傳統(tǒng)線下授課的考核方式主要采取平時(shí)成績(jī)和期末卷面成績(jī)的加權(quán)值作為學(xué)生的最終分?jǐn)?shù)。其中，平時(shí)成績(jī)一般包括出勤、課堂表現(xiàn)、單元作業(yè)等。這種方式不能全面考核學(xué)生，特別是課堂外的學(xué)習(xí)情況無(wú)從知曉；而且當(dāng)班容量較大時(shí)，教師無(wú)法對(duì)每個(gè)學(xué)生的平時(shí)狀態(tài)做到精準(zhǔn)打分。線上線下混合的教學(xué)模式中，評(píng)價(jià)考核應(yīng)貫穿教學(xué)的全過(guò)程，即三個(gè)環(huán)節(jié)和兩個(gè)空間。具體來(lái)說(shuō)，在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，觀看視頻的完成度和自測(cè)題占比10%；在線下授課環(huán)節(jié)，小組匯報(bào)和有效發(fā)言占比10%；在課后學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，單元作業(yè)占比10%，參與有效互動(dòng)占比5%；小論文占比10%，期末考試占比55%。線上空間的成績(jī)可以完全由網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)自動(dòng)生成；而線下空間的成績(jī)除小組討論及主觀測(cè)試題需要教師手動(dòng)評(píng)分外，其余也可以利用平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過(guò)建立多角度的學(xué)習(xí)行為指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生全過(guò)程學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保教學(xué)質(zhì)量精準(zhǔn)客觀。

4 雙線混合教學(xué)模式的反思

首先，教師在預(yù)習(xí)階段提供給學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)資源須經(jīng)過(guò)課程團(tuán)隊(duì)的反復(fù)研討，應(yīng)兼具專業(yè)性和趣味性；錄課內(nèi)容和自測(cè)試題要精煉適當(dāng)、目標(biāo)明確，避免反復(fù)出現(xiàn)同一知識(shí)點(diǎn)，既要起到引領(lǐng)學(xué)生預(yù)習(xí)的作用，又要避免過(guò)多占用學(xué)生時(shí)間。另外，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)所統(tǒng)計(jì)的線上學(xué)習(xí)記錄并不能完全體現(xiàn)學(xué)習(xí)的有效性，有少部分學(xué)生存在臨上課前突擊刷視頻的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致該部分教學(xué)評(píng)價(jià)不夠客觀。所以教師不能單純依賴學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)，要綜合學(xué)習(xí)起止時(shí)間、回看次數(shù)、課堂匯報(bào)等指標(biāo)。

其次，教師在課堂授課階段應(yīng)切實(shí)轉(zhuǎn)變以往所處的中心地位，更多的是作為組織者和引領(lǐng)者參與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。為了保證教學(xué)效果，需要給學(xué)生施加一定學(xué)習(xí)壓力，比如不提前確定預(yù)習(xí)匯報(bào)人，而是現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)點(diǎn)名；課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)可以單列合格標(biāo)準(zhǔn)，決定期末課程綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。當(dāng)然，也不能因?yàn)樵黾恿司€上資源而完全忽略了某些知識(shí)點(diǎn)，線下課堂在當(dāng)前仍然是學(xué)生學(xué)習(xí)的主陣地。

最后，課程團(tuán)隊(duì)成員相互聽(tīng)課、評(píng)課，在課后階段及時(shí)總結(jié)和反思，交換教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析教學(xué)活動(dòng)中的不足。教師也可以向授課班級(jí)發(fā)送匿名調(diào)查問(wèn)卷，征求學(xué)生對(duì)課程的意見(jiàn)與想法，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，制定有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)。另外，在期末考試中，可以采用線上或線下的形式進(jìn)行，線上形式需要借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的隨機(jī)抽題組卷功能，而線下考試應(yīng)適當(dāng)提高主觀題比例。

5 結(jié)語(yǔ)

突如其來(lái)的疫情打破了傳統(tǒng)授課模式，但也為我們積累了寶貴的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。有機(jī)化學(xué)作為一門理工科專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，包含的知識(shí)點(diǎn)繁多且具有一定難度，獨(dú)立的實(shí)體課堂已經(jīng)無(wú)法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。因此，線上模式仍然是開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的重要手段。二者深度融合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅會(huì)顯著提升學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，也對(duì)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要意義。在教學(xué)過(guò)程中，教師需要認(rèn)真分析學(xué)情，靈活運(yùn)用雙線教學(xué)模式，正所謂“教無(wú)定法”，在實(shí)踐中不斷完善教學(xué)計(jì)劃，打造讓學(xué)生真正有收獲、能成長(zhǎng)的金課。