基于超星學(xué)習(xí)通一體化的物理化學(xué)教學(xué)探索及實(shí)踐

摘要：隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教學(xué)已逐漸不能滿足疫情特殊時(shí)期的物理化學(xué)教學(xué)的需要。為了發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)效率，將基于超星學(xué)習(xí)通學(xué)教平臺(tái)引入到后疫情時(shí)代物理化學(xué)的教學(xué)中，逐漸形成“線上線下”“課內(nèi)課外”的混合式教學(xué)模式。教學(xué)實(shí)踐表明：基于學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)平臺(tái)的混合式+移動(dòng)式教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)效果，提升了教學(xué)質(zhì)量，受到了學(xué)生的普遍好評(píng)。

關(guān)鍵詞：超星學(xué)習(xí)通；混合式教學(xué)模式；物理化學(xué)；教學(xué)改革；移動(dòng)學(xué)習(xí)Exploration and Practice of Physical Chemistry Teaching Mode based on Superstar Learning App IntegrationJiang Shu1，Zheng Qing1， Peng Lin1*（1 School of Food and Chemical Engineering， Shaoyang University， Shaoyang 422000， China）Abstract： With the rapid development of information technology，traditional teaching can not gradually meet the need of physical chemistry teaching under the unique environment of COVID19 period. To exert students’ initiative and improve their studying efficiency， the learning and teaching platform based on the superstar Learning App Integration was introduced in the physical chemistry teaching under the postepidemic era. Gradually， the blended teaching mode of online and offline， inclass and extraclass was formed. The practice of the blended teaching and mobile learning mode based on the superstar learning platform stimulates students’ enthusiasm and autonomy， improves the learning effect， enhances the teaching quality and was praised by students.Key words：superstar learning App; blended teaching mode; physical chemisty; teaching innovation; mobile learning《物理化學(xué)》是我院生物工程、食品質(zhì)量與安全、食品與科學(xué)工程專業(yè)大二本科生的學(xué)科基礎(chǔ)課，即使學(xué)生已學(xué)習(xí)了《無(wú)機(jī)化學(xué)》《大學(xué)物理》和《高等數(shù)學(xué)》等與該課程相關(guān)的基礎(chǔ)課程，不少同學(xué)仍然認(rèn)為物理化學(xué)是四大化學(xué)最難學(xué)的課程。究其原因是物理化學(xué)課程中有許多公式和定理，推導(dǎo)復(fù)雜，使用條件苛刻，需要極強(qiáng)的邏輯思維和推理能力。所以對(duì)絕大多數(shù)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，物理化學(xué)課程顯得枯燥、晦澀難懂，是一塊難啃的“硬骨頭”［1］。而且隨著工科類物理化學(xué)課時(shí)的一再壓縮，要在有限的課堂時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的學(xué)習(xí)、教學(xué)效果，是一項(xiàng)任務(wù)艱巨的工程。2018年4月教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，文中指出將教育信息化作為教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化發(fā)展，推動(dòng)教育理念更新、模式變革、體系重構(gòu)，使我國(guó)教育信息化發(fā)展水平走在世界前列，發(fā)揮全球引領(lǐng)作用，為國(guó)際教育信息化發(fā)展提供中國(guó)智慧和中國(guó)方案［2］。在《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的指示和號(hào)召下，許多基于 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”物理化學(xué)的新型混合式教學(xué)模式，比如慕課（MOOC）［3］、微課（Microlecture）［4］、SPOC（Small Private Online Course）［5］、雨課堂［6］、翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）［7］等如雨后春筍般應(yīng)運(yùn)而生。超星學(xué)習(xí)通作為一種新興的教學(xué)平臺(tái)，在疫情和后疫情的授課過(guò)程中發(fā)揮了舉足輕重的作用，隨著疫情常態(tài)化管理，基于超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的線上教學(xué)轉(zhuǎn)化為混合式教學(xué)模式，對(duì)物理化學(xué)教學(xué)的改革具有深刻的意義［8］。

1現(xiàn)階段物理化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀

我國(guó)高校物理化學(xué)課程的教學(xué)大部分是以教師和教材為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式。2020年新冠病毒的突然爆發(fā)，迫使教師利用信息化技術(shù)開發(fā)線上課程，改變傳統(tǒng)的授課方式，線上教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，但是純線上教學(xué)缺少學(xué)習(xí)過(guò)程中的有效監(jiān)管，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性降低，學(xué)習(xí)效果并不如人意；加上近些年高等院校采用學(xué)分制，減少了物理化學(xué)的總學(xué)時(shí)數(shù)，導(dǎo)致教師為了完成教學(xué)任務(wù)，減少了與學(xué)生交流討論的機(jī)會(huì)，學(xué)生僅僅是被迫接受知識(shí)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性大打折扣，學(xué)習(xí)效率低下。而且在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，教師往往只能講解理論知識(shí)，缺少將實(shí)際的生產(chǎn)案例引入理論教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，另外對(duì)學(xué)科發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)幾乎鮮有涉及，這就導(dǎo)致了學(xué)生不能學(xué)以致用，無(wú)法體現(xiàn)以學(xué)生的發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)初衷。

2基于超星學(xué)習(xí)通一體化的混合式教學(xué)模式的探索背景混合式教學(xué)結(jié)合線上和線下的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，既能解決課時(shí)不夠，學(xué)生無(wú)法及時(shí)消化吸收知識(shí)的難題，又能有效提高課堂利用率，師生互動(dòng)、生生互動(dòng)大大加強(qiáng)，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，將教育現(xiàn)代化落到實(shí)處。目前基于超星平臺(tái)實(shí)施物理化學(xué)課程混合教學(xué)模式多使用多平臺(tái)聯(lián)合模式，比如“釘釘直播+學(xué)習(xí)通［9］”或者“異步SPOC+學(xué)習(xí)通［7］”，需要下載至少兩個(gè)APP才能完成教學(xué)活動(dòng)，這無(wú)形中加重了學(xué)生和教師負(fù)擔(dān)，不利于打造高效率的高校課堂。超星公司每年對(duì)超星泛雅（學(xué)習(xí)通）平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)更新，在學(xué)習(xí)通內(nèi)嵌了直播以及騰訊會(huì)議等互動(dòng)工具，以便更好地滿足疫情時(shí)代甚至后疫情時(shí)代師生互動(dòng)需求?；诠δ苋照橥晟频某菍W(xué)習(xí)通平臺(tái)，筆者建立了資源豐富的《物理化學(xué)Ⅱ》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。以筆者所在學(xué)校2019級(jí)生物工程班的《物理化學(xué)Ⅱ》為研究對(duì)象，對(duì)基于超星學(xué)習(xí)通的“線上線下”“課內(nèi)課外”的混合式教學(xué)模式進(jìn)行了探索與實(shí)踐，以期幫助學(xué)生更好地掌握物理化學(xué)的精髓，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)，也為同類型課程混合教學(xué)模式的開展提供借鑒和積累經(jīng)驗(yàn)。筆者在2020年年初利用學(xué)校購(gòu)買的超星泛雅資源建立《物理化學(xué)Ⅱ》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（如圖1所示），課程資源包括教學(xué)知識(shí)點(diǎn)微視頻和課件，以及相關(guān)思政映射內(nèi)容，課外作業(yè)和章節(jié)測(cè)試，資料區(qū)的課外閱讀、人物介紹、origin作圖軟件及演示視頻等多媒體資源，滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，為實(shí)現(xiàn)人人可學(xué)、人人樂學(xué)的教學(xué)情境構(gòu)建了完整的教學(xué)平臺(tái)，也為建立新型教學(xué)模式提供了豐富的素材和施教空間，教學(xué)空間從封閉教室延伸至課外任何地方，有效地解決了疫情或后疫情時(shí)代學(xué)生無(wú)法來(lái)教室學(xué)習(xí)的難題，響應(yīng)了教育部“停課不停學(xué)”的號(hào)召。

3基于超星學(xué)習(xí)通一體化的混合式教學(xué)模式的實(shí)踐3.1“線上線下”的混合

課前以上節(jié)課筆記完成簽到，一方面考核到課率，另一方面更重要的是了解學(xué)生對(duì)上堂課重要知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，方便教師有針對(duì)性地進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固和新課講授；課堂上面對(duì)面講授物理化學(xué)中的重難點(diǎn)，主要以提問式進(jìn)行講解，用學(xué)習(xí)通自帶的“選人或搶答”功能實(shí)現(xiàn)，這就無(wú)形中要求學(xué)生利用線上課程或者教材進(jìn)行較好的預(yù)習(xí)，以便更好地完成課堂任務(wù)，體現(xiàn)了要我學(xué)到我要學(xué)的學(xué)習(xí)觀。而對(duì)于較難懂的知識(shí)比如熵的提出，則通過(guò)播放線上課程中的“蒸汽機(jī)的發(fā)明”，讓學(xué)生直觀了解蒸汽機(jī)的誕生由來(lái)，知道蒸汽機(jī)的構(gòu)造原理，從而更好地幫助學(xué)生理解卡諾熱機(jī)的工作原理，為后續(xù)熵的講解注入形象生動(dòng)的演示素材，幫助學(xué)生更好地理解熵的由來(lái)。然后通過(guò)線上討論學(xué)生觀看視頻后的感受，共有48位學(xué)生回復(fù)，討論結(jié)果如圖2所示。從回復(fù)結(jié)果來(lái)看，大部分學(xué)生感受到蒸汽機(jī)發(fā)明推動(dòng)了社會(huì)的巨大進(jìn)步，還有少部分學(xué)生領(lǐng)悟到了偉大發(fā)明始于生活所見、所感，需要有一顆熱愛生活的心，善于發(fā)現(xiàn)的眼以及勇于實(shí)踐的手才能實(shí)現(xiàn)。通過(guò)紀(jì)錄片這種生動(dòng)真實(shí)畫面，學(xué)生明白了科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，掌握好物理化學(xué)理論知識(shí)對(duì)提高生產(chǎn)力方面也發(fā)揮了重要作用，很好地完成了思政隱性教育，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲。

物理化學(xué)中眾多規(guī)律與科學(xué)實(shí)驗(yàn)是密不可分的，為了讓學(xué)生更好地理解這些抽象、難懂的原理，比如波根多夫?qū)οy(cè)定原電池的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)flash動(dòng)畫直觀演示電位差計(jì)的工作原理，輔以講解使其變得形象而容易理解，而電動(dòng)勢(shì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)視頻則讓學(xué)生線下去觀看，可幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的整個(gè)過(guò)程，彌補(bǔ)課時(shí)不夠、知識(shí)運(yùn)用無(wú)法落地的難題。

對(duì)于工科類的學(xué)生而言，教學(xué)過(guò)程中更注重的是他們學(xué)以致用的能力，所以跟學(xué)科相關(guān)的科學(xué)前沿與發(fā)展不停補(bǔ)充進(jìn)線上課程中，比如講解光化學(xué)的時(shí)候，適當(dāng)引用中國(guó)人工合成淀粉、蛋白質(zhì)和葡萄糖的最新科研成果，彰顯大國(guó)自信和民族自豪感，附帶馬延和院士人物專訪視頻，學(xué)習(xí)科學(xué)家寧心靜氣、十年磨一劍的精神，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神，告誡學(xué)生們要努力學(xué)好專業(yè)知識(shí)，為將來(lái)解決人類糧食危機(jī)貢獻(xiàn)一己之力。通過(guò)線上重要知識(shí)的講解和線下相關(guān)內(nèi)容的閱讀和觀看，學(xué)生的知識(shí)體系構(gòu)建得更為完整和有序，借助學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性得到最大程度的發(fā)揮，學(xué)習(xí)效果比傳統(tǒng)教學(xué)得到了很大幅度的提升。

3.2“課內(nèi)課外”的結(jié)合

物理化學(xué)概念多，公式多，課堂上針對(duì)學(xué)生易錯(cuò)點(diǎn)發(fā)布隨堂練習(xí)題，共發(fā)布13次隨堂練習(xí)（圖3），根據(jù)學(xué)生做題情況抽人講解錯(cuò)題原因，起到警示教育作用，比單純講解效果要好很多，防止出現(xiàn)教堂松散，學(xué)生注意力不集中的情況。為更好地幫助學(xué)生檢驗(yàn)每章學(xué)習(xí)情況，根據(jù)章節(jié)重要性每章設(shè)置5～15道自測(cè)題，隨機(jī)出題，防止學(xué)生相互抄襲；時(shí)間不限，方便學(xué)生根據(jù)自身情況選擇合適時(shí)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，提供兩次做題機(jī)會(huì)，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步掌握易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)，做到不留知識(shí)盲區(qū)。物理化學(xué)公式的應(yīng)用要時(shí)刻注意適用條件，于是每堂課后都會(huì)將定律、定理和重要公式的適用范圍通過(guò)主題討論形式發(fā)布出來(lái)，目的是讓學(xué)生總結(jié)所學(xué)知識(shí)，防止應(yīng)用時(shí)出錯(cuò)。整個(gè)課程共發(fā)布28個(gè)討論題（圖3），教師根據(jù)學(xué)生作答情況逐一評(píng)分，對(duì)于統(tǒng)一出錯(cuò)的問題以置頂方式評(píng)價(jià)，防止學(xué)生一再出現(xiàn)類似錯(cuò)誤。除了課內(nèi)知識(shí)點(diǎn)講授外，課外作業(yè)的鞏固對(duì)于學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題和解決問題能力的提高至關(guān)重要，學(xué)習(xí)通共發(fā)布七章作業(yè)，以師生互評(píng)和生生互評(píng)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)參考答案進(jìn)行公正評(píng)價(jià)，一方面培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)信公正觀，另一方面讓學(xué)生建立向他人學(xué)習(xí)的相互學(xué)習(xí)觀，并以調(diào)查問卷形式進(jìn)行章節(jié)學(xué)習(xí)和寫、批作業(yè)感受的調(diào)查，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)和相互學(xué)習(xí)成效，大部分同學(xué)通過(guò)批改作業(yè)對(duì)擴(kuò)寬解題思路或者作業(yè)布局都有了很大的收獲，受益匪淺，學(xué)生的自我成就感大幅提升。

總之，構(gòu)建基于超星學(xué)習(xí)通一體化的“線上線下”“課內(nèi)課外”的混合式教學(xué)使師生交流和課程學(xué)習(xí)打破了時(shí)空限制，將課堂由線下或純線上進(jìn)化成線上、線下有機(jī)結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展的課堂，創(chuàng)造了交流溝通無(wú)障礙、學(xué)習(xí)和教育無(wú)處不在的教學(xué)生態(tài)圈，真正體現(xiàn)學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的教育理念。

4基于超星學(xué)習(xí)通一體化的混合式教學(xué)模式的評(píng)價(jià)傳統(tǒng)單一的考勤、課堂提問和線下作業(yè)無(wú)法滿足現(xiàn)代教育過(guò)程考核多樣化的要求，而超星學(xué)習(xí)通內(nèi)嵌了多種互動(dòng)和教學(xué)工具，比如簽到（二維碼、位置、手勢(shì)和圖片）、討論、選人、搶答、隨堂練習(xí)、問卷、分組任務(wù)、電子作業(yè)、直播、同步課堂，不僅可設(shè)置每種教學(xué)任務(wù)的具體評(píng)價(jià)方式，使過(guò)程評(píng)價(jià)更加具體和人性化，還可根據(jù)疫情發(fā)展隨時(shí)開展線上或者同步課堂，讓每個(gè)學(xué)生都能及時(shí)接受學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，保證教學(xué)進(jìn)度不依賴環(huán)境而正常進(jìn)行。基于超星學(xué)習(xí)通“線上線下”“課內(nèi)課外”物理化學(xué)混合教學(xué)模式評(píng)價(jià)體系中，章節(jié)測(cè)驗(yàn)（8%）+電子作業(yè) （10%） +討論 （3%） +課程積分 （7%） +簽到 （2%） 組成平時(shí)成績(jī)，課程積分包括投票、問卷、搶答、選人、主題討論和隨堂練習(xí)等，總積分達(dá)到150分為滿分，能較真實(shí)、合理地反映平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，將力氣用在平時(shí)，一定程度上改善了考試臨時(shí)抱佛腳、一知半解的窘?jīng)r。通過(guò)對(duì)比2017級(jí)生物工程班的傳統(tǒng)教學(xué)，采用線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)的2019級(jí)生物工程班，學(xué)生的平均成績(jī)由68分提高到79分。由圖4可知，學(xué)生的期評(píng)成績(jī)更加趨于正態(tài)分布，90～100分的學(xué)生比例從0升至9%，80～89分的學(xué)生比例從3%升至37%，70～79分的學(xué)生比例從37%升至43%，不及格率顯著下降，表明混合教學(xué)模式有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性及學(xué)習(xí)積極性，有助于教學(xué)質(zhì)量的提高，受到了學(xué)生的廣泛好評(píng)。

5結(jié)語(yǔ)

基于超星學(xué)習(xí)通一體化平臺(tái)構(gòu)建“線上線下”“課內(nèi)課外”有機(jī)結(jié)合的混合教學(xué)模式符合我國(guó)教育信息化發(fā)展的核心思想，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，改善了傳統(tǒng)課堂抬頭率低、學(xué)生普遍參與程度低、整體學(xué)習(xí)效果不佳等問題，這種新穎的教學(xué)方式很容易被00后大學(xué)生接受。實(shí)踐證明豐富的教學(xué)資源、多樣化的教學(xué)手段以及靈活的評(píng)價(jià)方式極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，學(xué)生學(xué)得扎實(shí)，教師教得得心應(yīng)手。筆者相信隨著超星泛雅平臺(tái)的進(jìn)一步完善，教學(xué)資源的進(jìn)一步補(bǔ)充，物理化學(xué)這塊難啃的骨頭也將變得輕而易舉，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的雙贏目標(biāo)。

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基金項(xiàng)目： 2021年湖南省線上一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目；湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目（21C0590）；邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)位與研究生教育改革研究項(xiàng)目 （2021JG05）

作者簡(jiǎn)介：蔣澍，女，湖南岳陽(yáng)人，副教授，博士研究生，研究方向：化學(xué)教學(xué)研究及環(huán)境污染物快速檢測(cè)研究。

通信作者：彭林，男，副研究員，博士研究生，研究方向：有機(jī)合成及不對(duì)稱催化。