任冬梅，王力霞，趙巖，夏云生

渤海大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，遼寧 錦州 121013

物理化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的一個分支，是化學(xué)專業(yè)及與化學(xué)密切相關(guān)專業(yè)的一門主干基礎(chǔ)課。由于物理化學(xué)中公式較多且適用條件嚴格，部分概念過于抽象而難于理解，因此教學(xué)難度較大[1]。隨著高校教育的全面改革，OBE (Outcomes-based Education)教學(xué)理念[2]及微課、慕課等線上教學(xué)形式[3,4]均對傳統(tǒng)教學(xué)產(chǎn)生了積極而深遠的影響。如何充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂參與積極性，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的潛能，保證學(xué)生掌握物理化學(xué)課程的專業(yè)技能，達到課程目標(biāo)，是高校物理化學(xué)教師共同面臨的重要問題。

疫情期間，眾多網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在高校線上教學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用，每位教師均對線上教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程、教學(xué)效果以及教學(xué)評價等方面進行了有益的探析[5–8]。為適應(yīng)我校學(xué)情，我們綜合比較了各類平臺，最終我校的物理化學(xué)課程確定選用操作便捷、互動性好、穩(wěn)定流暢的“釘釘”作為主要的教學(xué)平臺，輔以“超星”和“問卷星”，對物理化學(xué)的線上教學(xué)方法及過程進行了探索及實踐，以期為相關(guān)教學(xué)的開展提供借鑒。

1 物理化學(xué)課程線上教學(xué)實踐

本學(xué)期的物理化學(xué)課程為化學(xué)熱力學(xué)部分，教材為南京大學(xué)傅獻彩編寫的《物理化學(xué)》(第5版)上冊。內(nèi)容包含緒論、氣體、熱力學(xué)定律、多組分熱力學(xué)、相平衡及化學(xué)平衡，上課17周，共計68學(xué)時。

物理化學(xué)課程線上教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式的相同之處在于，整個教學(xué)過程均分成管理、資源及教學(xué)三個部分?！肮芾怼敝饕菍崿F(xiàn)兩個方面的管理，一是授課內(nèi)容的總體安排及簡介，使學(xué)生能夠及時了解課程的進度和具體要求，二是對選課學(xué)生學(xué)習(xí)日常狀態(tài)進行管理?！百Y源”主要是指教學(xué)中為學(xué)生提供的基本資料和拓展資料，學(xué)生可隨時在線觀看，下載學(xué)習(xí)。“教學(xué)”則是指具體的課堂教學(xué)，通過課程講授、課程作業(yè)和在線測試來完成學(xué)習(xí)者的自我學(xué)習(xí)評價。線上教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式的不同之處在于網(wǎng)絡(luò)資源豐富、學(xué)習(xí)者不受時空的限制，但其學(xué)習(xí)的自覺性和學(xué)習(xí)狀態(tài)需要教師監(jiān)督與激勵。因此線上教學(xué)中各個部分的完成方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比有所不同，尤其是教學(xué)管理及課程講授過程。

1.1 管理細致透明

學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)一直是教學(xué)的重點，也是教學(xué)的難點。線上教學(xué)過程中，為提升學(xué)生自學(xué)能力，教學(xué)計劃管理、教學(xué)組織管理等基本環(huán)節(jié)需加以細化統(tǒng)籌。

教學(xué)計劃管理的細致透明是指制定一份目標(biāo)任務(wù)清晰、學(xué)習(xí)計劃詳細、進度安排合理的教學(xué)計劃表，通過釘釘平臺的“家校通知”或“新建任務(wù)”功能展示給學(xué)生。教學(xué)計劃表包含三個部分，月度計劃表，章節(jié)計劃表，課前計劃表。月度計劃表以索引方式安排每月課程的總體進度；章節(jié)計劃表指當(dāng)月的每次課程完成的章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容、相應(yīng)知識點視頻資源、學(xué)習(xí)時間等給出建議；課前計劃表指下次課需要完成的具體目標(biāo)，通常通過“DING一下”功能在上課的前一天提醒學(xué)生。這樣，可以使學(xué)生有規(guī)劃、有步驟自我管理，也方便學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)。

學(xué)生學(xué)習(xí)的自我規(guī)劃與自覺管理是變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，而使學(xué)習(xí)成為習(xí)慣的過程中教師適時的督學(xué)作用不可缺少。及時要求學(xué)生簽到、簽退，通過平臺記錄，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)時長是督學(xué)過程中必要的管理手段。由于釘釘平臺的簽到功能是無法自動簽到或無法補簽，而簽到地址亦是無法更改的，這能在一定程度上對學(xué)生起到督促作用。為提高互動性還可以通過“家校本”方式實現(xiàn)圖片簽到功能，學(xué)生簽到的積極性也較高。整個學(xué)期的教學(xué)實踐中，通過打卡方式簽到的學(xué)生參與度可在95%以上，視頻或照片打卡的參與度可達100%，可見學(xué)生更易接受互動式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，并在督學(xué)的過程中表現(xiàn)出了良好的學(xué)習(xí)自覺性。

1.2 教學(xué)分層模塊

線上教學(xué)雖然缺少了師生面對面的交流，但豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)時間不必受課時限制等優(yōu)勢充分尊重學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主體地位。然而，學(xué)習(xí)者的自學(xué)能力有著較大的差異，因此在線教育勢必要做到講授有層次、與學(xué)生接受相匹配才能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的巨大擴張力。經(jīng)半年的教學(xué)實踐，物理化學(xué)課程逐漸形成了“簡單–詳細–歸納”的分層模塊教學(xué)模式(如圖1所示)。

圖1 線上物理化學(xué)課程的模塊式教學(xué)

(1) 簡單教學(xué)模塊主要利用“超星”平臺教學(xué)資源。該平臺上的大連理工大學(xué)物理化學(xué)上冊全部教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)視頻僅9.6 h，因此可以用做預(yù)習(xí)性講解。新單元開始即要求學(xué)生利用1–2課時在平臺講解下進行全單元自主預(yù)習(xí)。經(jīng)過講解，理解能力較強的學(xué)生可以掌握大部分的內(nèi)容。理解能力較弱的學(xué)生也能做到心中有數(shù)，哪些是自己根本不懂的內(nèi)容，哪些是自己比較疑惑的地方，從而掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)。簡單教學(xué)模塊課時約占總課時的1/5。

(2) 詳細教學(xué)模塊是在簡單教學(xué)模塊之后進行，這部分的課時占總課時的3/5。該模塊是根據(jù)本校學(xué)生學(xué)情，以錄播或直播的方式詳細并有針對性地講解知識點。提出適應(yīng)本校教學(xué)的學(xué)習(xí)要求，指出重點和難點，強調(diào)各部分學(xué)習(xí)的意義及相互聯(lián)系。需要指出的是，直播教學(xué)應(yīng)盡量選擇釘釘視頻會議(或在線課程)形式，這有利于設(shè)計問題，在學(xué)生掌握課堂內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進行課堂討論，即時溝通，提高線上教學(xué)的互動性。在這部分教學(xué)中，目標(biāo)須清楚地表述，切中課程特定具體的要求，不可模棱兩可。教學(xué)過程中可以采用手寫筆演示功能，以提高學(xué)生思維的跟隨度，并有利于學(xué)生課后針對上課過程中所學(xué)知識進行總結(jié)，記錄課堂筆記。直播或錄播教學(xué)完畢，利用釘釘平臺的“家校本”功能設(shè)置作業(yè)，明確作業(yè)完成的截止時間、平時考核的截止時間等。

該模塊可讓自學(xué)能力強的學(xué)生全面掌握本章的知識點，徹底解決在簡單模塊中遺留的問題，構(gòu)建更完善的知識體系，融會貫通。也可讓自學(xué)能力較弱的學(xué)生系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識，領(lǐng)會本單元的重點。此外，同步作業(yè)批改可以通過平臺的語音批改功能進行有針對性的講解，把課堂未詳細講解的知識進一步完善，不留死角。

(3) 知識點歸納總結(jié)模塊是教學(xué)中極為重要的一環(huán)。該模塊的課時雖然僅占總課時的1/5，但這部分課程的完成必須通過視頻直播課完成。歸納總結(jié)課時重點是要幫助學(xué)生進一步理清概念，搭建知識網(wǎng)絡(luò)，著重突出知識點之間的邏輯關(guān)系及整體知識結(jié)構(gòu)。就重要理論、重點、難點進行分析總結(jié)，安排課堂討論，通過我問你答的方式解決學(xué)習(xí)中的共性問題。

該模塊教學(xué)中，學(xué)生還可以隨時對不理解且感興趣的內(nèi)容進行提問，教師在解答過程中不僅可以進行擴展性的補充和解釋，而且可以通過互動再次了解學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，有針對性地加以指導(dǎo)，并有針對性地布置課后作業(yè)鞏固相關(guān)知識點。通過對知識點的系統(tǒng)整理和綜合，輔以廣泛深入而有針對性的討論和交流，將學(xué)生的疑惑再次減少，形成教學(xué)活動中最有特色、最有活力的學(xué)習(xí)形式。

圖2給出了本學(xué)期物理化學(xué)課程“相律”部分的模塊式教學(xué)實施過程。超星平臺將該部分課程分成“獨立組分數(shù)”“相律”及“相律推導(dǎo)”三個部分，講解始于C=S ?R ?R’的計算，時長共約32 min。經(jīng)過該部分學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上可以掌握研究系統(tǒng)的獨立組分數(shù)及自由度的計算方法?；A(chǔ)較好的學(xué)生對于相及相數(shù)的理解基本沒有障礙，但對于R’的理解及運用能力較差，而基礎(chǔ)較弱的同學(xué)對于Φ的確定已經(jīng)比較模糊，僅能機械記憶C及f的兩個計算公式。

圖2 相律的模塊式教學(xué)實施過程

結(jié)合隨堂提問的反饋及知識重難點要求，我們在釘釘平臺上將獨立組分數(shù)及相律部分擴展，時長共約55 min。獨立組分數(shù)擴展成“基本概念”和“狡猾的獨立組分數(shù)”兩部分：基本概念詳細介紹關(guān)于相的概念、關(guān)于物質(zhì)的概念及自由度的概念；狡猾的獨立組分數(shù)中以 HCN水溶液等系統(tǒng)為例，通過不同的計算方法均得到相同的C，從而總結(jié)出計算規(guī)律為考慮問題的角度不同，物種數(shù)可以不同，但組分數(shù)唯一。相律部分的擴展主要體現(xiàn)在應(yīng)用系統(tǒng)擴展，添加了常見滲透系統(tǒng)及水鹽系統(tǒng)，加強學(xué)生對相律的靈活運用能力。由于簡單模塊已經(jīng)將相律推導(dǎo)部分介紹得比較清楚，則不予以擴展。經(jīng)過對模塊詳細的講解，所有學(xué)生對相律部分的知識體系已經(jīng)能達到清晰明了，基礎(chǔ)好的學(xué)生已經(jīng)可以自行解決相對難一些的習(xí)題了。

最后，通過作業(yè)反饋，在釘釘平臺上以學(xué)生討論、搶答計分等方式對即將要接觸到的蒸餾過程和合金系統(tǒng)進行自由度的計算，由學(xué)生自主總結(jié)知識點，并指出各公式的使用注意事項，則學(xué)生能完全掌握該部分知識，達到教學(xué)目的。

綜上可見，經(jīng)過三次不同層次模塊教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性可以充分調(diào)動，并且可以滿足學(xué)生的個性化需求，便于不同自學(xué)能力的學(xué)生與不同層次的教學(xué)相匹配，有利于教學(xué)相長和師生互動的完美實現(xiàn)。

1.3 評測形影相隨

為適應(yīng)線上教學(xué)過程，課程考核方式也將相應(yīng)地有所改變。本學(xué)期物理化學(xué)課程考核方式中期末理論考試占比降低，為40%，平時過程考核比例提高至50%，出勤以課堂表現(xiàn)代替，占比為10%。

平時考核的成績來源主要是布置的作業(yè)以及章節(jié)后的測試。作業(yè)的布置及批改均由釘釘平臺完成，而網(wǎng)絡(luò)平臺“問卷星”能夠提供方便的在線測試功能。每單元結(jié)束，本課程均設(shè)計了考查基本知識點的測試性習(xí)題，要求學(xué)生通過手機掃描二維碼，限時、獨立完成測試過程。問卷星平臺可以詳實獲得學(xué)生的總體學(xué)習(xí)情況(題目正確率等)和學(xué)生的個別完成情況。這將有利于依據(jù)題目的正確率調(diào)整討論或評講方式，及時調(diào)節(jié)教學(xué)進度。此外，利用網(wǎng)絡(luò)平臺保證了每個學(xué)生都能積極參與完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并且教師能夠在無需收、閱卷的情況下快捷掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提高教學(xué)效率。整個學(xué)期，學(xué)生的平時成績平均為45.7分(總分50分)，參與度為100%，表明學(xué)生是樂于并積極參與在線學(xué)習(xí)的。由此可見，降低總結(jié)性考試，增加過程性考核，使考核如影隨形，有利于充分激勵學(xué)生平時自主學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的熱情，亦是教師督學(xué)、導(dǎo)學(xué)的重要手段。

2 課程目標(biāo)達成度分析

目前我校正在推行OBE的教學(xué)模式，課程目標(biāo)達成度評價系統(tǒng)是OBE教學(xué)改革項目之一。物理化學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)體現(xiàn)在知識(目標(biāo)1)、技能(目標(biāo)2)及素養(yǎng)(目標(biāo)3)三個方面，目前成績考核的來源分別是課堂表現(xiàn)(10%)，平時考核(50%)以及期末考試(40%)。平時考核中的50分中有30分對應(yīng)課堂目標(biāo)1層次，20分對應(yīng)課堂目標(biāo)2層次；期末考試中24分對應(yīng)課堂目標(biāo)1的難度，課堂目標(biāo)2及課堂目標(biāo)3的難度均為8分；課堂討論的10分中有4分來自于基本知識的討論(課程目標(biāo)1)，其余6分對應(yīng)綜合能力(課程目標(biāo)2和3)。

圖 3給出了線上及線下物理化學(xué)課程目標(biāo)達成度比較。本次線上教學(xué)參與考試的 2018級學(xué)生共計141人，有效試卷141份。上一屆參與線下教學(xué)的2017級學(xué)生計135人，有效試卷為135份。由圖3可知，與線下教學(xué)相比，線上教學(xué)的總體目標(biāo)達成度良好(86%、83%)，且課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2目標(biāo)達成度均在80%以上，說明選課學(xué)生對于課程的基礎(chǔ)知識和原理掌握較好，已經(jīng)具備運用物理化學(xué)方法解決問題的能力，即運用化學(xué)熱力學(xué)原理和方法分析問題和解決問題的能力。但線上教學(xué)的兩個班的目標(biāo)3達成度僅為68%和61%，低于線下教學(xué)(73%)，可見線上教學(xué)過程應(yīng)加強綜合性知識的引導(dǎo)與練習(xí)，即歸納模塊的強度應(yīng)予以適當(dāng)增加。

圖3 物理化學(xué)課程目標(biāo)達成度分析

3 結(jié)語

以釘釘為授課的主要平臺，進行了“簡單–詳細–歸納”三模塊式線上物理化學(xué)的教學(xué)實踐。結(jié)果表明：

(1) 線上教學(xué)資源豐富，但學(xué)習(xí)者的自我管理能力參差不齊，透明精細化的教學(xué)管理有利于發(fā)揮教師的監(jiān)督及激勵作用，而過程性考核比例的增大亦可促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性及主動性。

(2) “簡單–詳細–歸納”的分層模塊式教學(xué)可以使不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生都能夠從在線教學(xué)中得到知識和能力的提升，從而達到教學(xué)目的，完成培養(yǎng)目標(biāo)。

(3) 課程的總體目標(biāo)達成度均可達80%以上，分目標(biāo)達成度均在60%以上，表明選課學(xué)生對于課程的基礎(chǔ)知識和原理掌握較好，已經(jīng)具備運用物理化學(xué)方法解決問題的能力，模塊化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是適當(dāng)并合理的教學(xué)形式。

(4) 教師通過出鏡的視頻直播歸納總結(jié)知識點，更便于學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，突出重點和難點，更好地把握知識鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為深入學(xué)習(xí)和將來的深造打下堅實的理論基礎(chǔ)。同時也能讓教與學(xué)在輕松和諧的氛圍下完成，起到畫龍點睛、知識升華的良好效果，是在線教學(xué)中的重要一環(huán)。