無機及分析化學數(shù)字化課程體系的構(gòu)建與實踐

聶沃 高靜 姜華昌 王偉佳 張立慶

［摘 要］無機及分析化學課程是化工類專業(yè)必修的一門基礎核心課程。新時代下的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展對人才培養(yǎng)提出了新的要求。浙江科技學院無機及分析化學課程組以數(shù)字化教材為基礎，基于浙江省高等學校在線開放課程共享平臺，建立無機及分析化學數(shù)字課程，為學生提供個性化、針對性強、力度大的專業(yè)支持，營造靈活高效的學習環(huán)境，以提高學生以自主學習能力為核心的綜合素質(zhì)。

［關鍵詞］無機及分析化學；數(shù)字課程；課程體系；基礎化學；課程改革

［中圖分類號］G642.3［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）08-0025-04

引言

“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要提出我國將建設高質(zhì)量教育體系，推進人才培養(yǎng)模式改革，注重素質(zhì)教育和學思結(jié)合。因此，倡導啟發(fā)式、參與式、討論式的教學，以幫助學生學會學習，注重學思結(jié)合，是課程改革的方向。新時代下的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展對勞動力質(zhì)量和人才培養(yǎng)提出了新的要求，創(chuàng)新人才所應擁有的知識與能力也有所調(diào)整[1]。這無疑對傳統(tǒng)的以課堂為主的教學模式產(chǎn)生了沖擊，也對基礎課程建設、教學方法更新提出了新的要求和挑戰(zhàn)。面對提升教育質(zhì)量的迫切需求，高校進行基礎課程改革十分必要。

無機及分析化學課程是化工類專業(yè)必修的一門基礎核心課程，也是后續(xù)專業(yè)課程的基礎，能夠讓學生學會運用無機及分析化學的理論去解決一般化學問題，為解決生產(chǎn)與科學研究的實際問題打下基礎。但是，由于無機及分析化學課程內(nèi)容豐富、知識點繁多，用傳統(tǒng)的教學方式易使這門課程的課堂教學內(nèi)容顯得瑣碎枯燥，而在課后的網(wǎng)絡教學活動中，部分學生也會因自律性差而產(chǎn)生倦怠，最終導致課程教學效果不佳。浙江科技學院無機及分析化學課程組一直在探索利用各種手段進行課程教學改革，以提高教學效果。

信息技術的高速發(fā)展，從根本上改變了知識的開發(fā)、遷移和習得的方式，也促進了高等教育的教學手段向著數(shù)字化轉(zhuǎn)型[2]。數(shù)字技術的應用不僅拓寬了教學的時空，而且對具有高密度知識點的大學基礎課程傳授模式提出了挑戰(zhàn)，要求教學更加注重課外教學、加強對學生自主學習能力的培養(yǎng)。在此背景下，各高校對基礎課程教學進行了廣泛的探索和改革，建立了各具特色的課程教學模式[3-6]。部分高校利用各種網(wǎng)絡平臺，如雨課堂、云班課、學習通等進行在線教育活動。大規(guī)模在線開放課程（MOOC）興起于2008年，2011年建設達到高潮，目前功能日趨完善，課程豐富度也越來越高[7]。MOOC的優(yōu)點是課程內(nèi)容豐富、成本低、效率高、普及度廣、開放包容性強等，但是MOOC教學也有其缺陷[8]，如自主學習過程管理松散、內(nèi)容重復度高且缺乏系統(tǒng)性、學生與教師直接交流較少等。

為更好地推進課程教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、將MOOC與傳統(tǒng)的校園教學相融合，阿曼多·福克斯教授于2013年提出小規(guī)模私有在線課程（SPOC）的概念[9]。SPOC結(jié)合了傳統(tǒng)課堂教學和網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢，特別適合高等學校用于開展混合式教學。目前高?；旌鲜浇虒W模式日漸成熟，在傳統(tǒng)授課的基礎上，可以讓學生通過線上學習活動和資源進行課前預習、課后復習和拓展學習。然而隨著數(shù)字化進程的推進以及數(shù)字課程的建立，同步混合教學（即傳統(tǒng)課堂和在線學習同時進行）開始顯現(xiàn)出更為出色的教學效果和更加廣闊的應用前景。

數(shù)字化課程體系是以數(shù)字化教材為基礎，以多媒體為手段，以互聯(lián)網(wǎng)為媒介，融合“異步混合教學”和“同步混合教學”的便捷高效的課程教學體系。數(shù)字課程是集課程教學內(nèi)容、網(wǎng)絡教學平臺和教學支持材料于一體的綜合體，而不僅僅是數(shù)字化的教學內(nèi)容[10]。數(shù)字化課程體系最大的優(yōu)點是結(jié)合傳統(tǒng)課堂優(yōu)勢、線上教學優(yōu)勢與同步直播教學優(yōu)勢，從而產(chǎn)生更為靈活、高效的學習模式，為學生提供豐富的課程資源、濃厚的學習氛圍，以及力度更大、開放性更強的專業(yè)支持，有利于培養(yǎng)學生以自主學習、知識拓展為核心的綜合素質(zhì)能力。

一、無機及分析化學數(shù)字化課程體系建設

無機及分析化學數(shù)字化課程體系的建設具體包含以下兩個部分。

（一）構(gòu)建“無機及分析化學-數(shù)字課程”教學體系

無機及分析化學數(shù)字化課程體系主要由四大部分組成，分別是混合式教學平臺、數(shù)字課堂、直播教學、數(shù)字化教材，如圖1所示。各部分相輔相成，但又有所不同。

1.優(yōu)化完善無機及分析化學課程的混合式教學平臺

無機及分析化學線上課程已在浙江省高等學校在線開放課程平臺上開課。課程組根據(jù)教學實踐的情況，對課程的混合式教學內(nèi)容（包括視頻、測驗、作業(yè)、考試、題庫）進行補充、更替、增刪，重點是增加與知識點相對應的應用實例，并對討論板塊進行重新規(guī)劃和分區(qū)，設立歷年精華討論區(qū)。

2.運用手機app，建立數(shù)字課堂

數(shù)字課堂是數(shù)字化課程體系的重要組成部分。課程組綜合多種教學方法，在無機及分析化學課程的課堂教學中選用了最為簡單實用的“課前—課中—課后”循環(huán)教學模式。課前引導學生利用教學平臺進行預習和復習；課中融合BOPPPS教學設計，建立以“應用”為核心的教學體系，采用以“問題”為核心的教學方法，并適時引入手機app（如雨課堂、藍墨云班課、學習通等），設計時長為3分鐘的選擇題，并要求學生在線作答，完成后收集答案再進行實時教學，以了解學生對課堂知識點的掌握情況，調(diào)動他們的積極性，根據(jù)反饋及時進行重難點回顧等教學調(diào)整；課后布置作業(yè)和進行直播答疑。這樣，建立起一套循環(huán)往復的教學體系。這對知識點廣而密的無機及分析化學課程教學大有助益。

3.增加無機及分析化學課程直播教學

選擇合適的直播平臺，如騰訊會議、QQ群、釘釘群等進行直播教學（直播教學內(nèi)容有“知識點教學”和“答疑教學”），這是對“課前—課中—課后”循環(huán)教學體系的適時補充。進行課堂直播教學并錄制教學視頻，可幫助學生熟悉網(wǎng)絡教學模式和提高聽課效率，而且錄播材料可以輔助學生進行知識回顧和課前學習，為學生的個性化學習打造平臺。課后，建立“直播解疑”的課后教學體系，根據(jù)需求進行“課后直播”，進行拓展教學。

4.完善數(shù)字化教材

課程組根據(jù)教學實踐過程中的體會和反思，重新設計無機及分析化學課程教材的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，使其更符合大一新生由易到難的學習習慣，并編寫出版第二版數(shù)字化教材（教材中融入課程思政、應用實例和課程微視頻等內(nèi)容，并且根據(jù)教學情況不斷更新），建成基礎化學系列課程的數(shù)字化資源?；瘜W知識跨學科融合階段最突出的特點是“流程再造”，一系列的數(shù)字資源、數(shù)字平臺、數(shù)字課堂、數(shù)字化教材可以滿足學生的個性化發(fā)展和差異化學習需求，避免學生對課程內(nèi)容不懂、不問、無興趣的情況。

（二）建立以知識點為核心的層級教學結(jié)構(gòu)

根據(jù)數(shù)字化課程體系的特點，對無機及分析化學的教學內(nèi)容進行重新組合，針對混合式教學（即線上、線下、直播教學）的特點，對課程的知識點進行梳理，將知識點區(qū)分不同層次（線上自學知識點、線下討論知識點、直播教學知識點）。建立與數(shù)字課程教學相適應的、以知識點為核心的層級教學結(jié)構(gòu)。

面對第四次工業(yè)革命催生的新產(chǎn)業(yè)和新技術發(fā)展的需求，課程組堅持產(chǎn)出導向，引入最新的學科前沿知識和技術成果，加強基礎化學課程教學內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)實際的同步銜接，迭代更新課程教學內(nèi)容，實現(xiàn)課程知識結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)同步優(yōu)化，助力學生學以致用。同時，針對基礎化學課程對學生工程能力培養(yǎng)支撐力不足的問題，以“項目”為縱向應用線構(gòu)建課程總體教學框架，以“拓展點”為橫向應用線構(gòu)建課堂具體教學框架，使課堂教學內(nèi)容應用化、應用項目教學化，促使學生在學習中追求從理解到應用、從分析到創(chuàng)造的高階目標。

二、課程評價與反饋

（一）課程體系評價

基于CIPP （背景評估、輸入評估、過程評估、成果評估）模型構(gòu)建對數(shù)字化課程體系的發(fā)展性評估分析理論框架，可以詳細分析教學背景、教學結(jié)果數(shù)字化、教學影響過程以及數(shù)字課程成果等信息，從這四個維度能夠更加全面清晰地了解無機及分析化學數(shù)字化課程體系的發(fā)展，如圖 2 所示。

教學背景用于分析教學過程的對象、目標和面臨的現(xiàn)實問題，對于不同專業(yè)的學生，專業(yè)培養(yǎng)目標和學生高中時期的化學基礎差異都應在教學過程中加以考慮。在了解教學背景時可以有機融入課程思政內(nèi)容，強化育人目標。教學結(jié)果數(shù)字化指的是使用數(shù)字技術和其他資源，根據(jù)現(xiàn)實情況還可以擴充使用一些教學媒介和平臺，豐富教學手段。教學影響過程用于分析教學過程中的關鍵實踐活動。針對部分大一學生進入高校后學習放松的現(xiàn)象，課程組對教學思想進行了新的開拓，在課堂教學中將自然科學與人文科學有機融為一體并在具體課堂教學中切入，點面結(jié)合，與教學內(nèi)容合理自然連接或穿插，從而激發(fā)學生對專業(yè)基礎課程的學習興趣，進而達到提高教學質(zhì)量的目的，同時將課前、課中與課后有機結(jié)合，形成了一種與學生現(xiàn)狀相適應的課堂教學新思維。在保持課程專業(yè)性的前提下，強化課堂育人性；課后加強實踐，提升學生專業(yè)能力。數(shù)字課程成果顯示數(shù)字化課程體系的影響、效果、可持續(xù)性和可應用性等。最后，基于數(shù)字化課程體系成果對教學背景、技術投入和影響過程進行持續(xù)的優(yōu)化和改進。

（二）學習評價

構(gòu)建數(shù)字課堂后，需合理設置學習評價規(guī)則。通過細化監(jiān)測點，設置分值分配權(quán)重?；诰W(wǎng)絡課程平臺和教學app，學生的學習情況可以得到全方位體現(xiàn)。學生的自主學習和課堂學習情況都能得到及時評價和實時反饋。課程組經(jīng)過兩輪線上線下混合式教學的實踐，發(fā)現(xiàn)學生已慢慢適應這種授課模式，學習熱情也有一定的提升，部分學生還能提前預習、主動搜索學習資料、查找問題解決辦法，這說明他們已具備了一定的自主學習能力。

三、結(jié)語

新時代下的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展對創(chuàng)新型人才能力的需求要求高校注重培養(yǎng)應用型、復合型、創(chuàng)新型人才。無機及分析化學是化工類專業(yè)的基礎核心課程，可以有效培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)、實踐能力以及創(chuàng)新能力。數(shù)字化課程體系的建立，改變了傳統(tǒng)的教學方法，結(jié)合了線上教學和線下課堂教學的優(yōu)勢，補充了知識獲取途徑，細化了層級知識點，激發(fā)了學生的學習興趣，更能適應新時代教學工作需要。無機及分析化學課程教師應通過改變教學模式、優(yōu)化教學內(nèi)容、豐富實踐教學、探索創(chuàng)新教學手段，增強學生的適應力和可持續(xù)發(fā)展力，從而培養(yǎng)出符合新時代要求的大國工匠。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 許遠. 適應數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)高質(zhì)量充分就業(yè)和體面勞動：面向新時代的我國數(shù)字技能開發(fā)策略及展望[J]. 教育與職業(yè)，2023（3）：59-67.

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［責任編輯：周侯辰］