王建芳，喬成芳，強(qiáng)壯壯

（商洛學(xué)院 化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院，陜西商洛 726000）

在線教學(xué)活動具有不受時空限制、授課活動可以根據(jù)教學(xué)需要適度調(diào)整、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的覆蓋利用率高等優(yōu)點(diǎn)[1]。同時，存在很多缺點(diǎn)，從教師層面講，教師主導(dǎo)作用弱，教學(xué)活動臨場感不強(qiáng)、對學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)和效果的監(jiān)控力差、師生在線互動差且互動費(fèi)時、師生感情交流少等缺點(diǎn)；對于基礎(chǔ)差、自律能力差的學(xué)生而言，在線教學(xué)使他們學(xué)習(xí)出現(xiàn)更加懶散、聽課到課率低、授課過程中全程無互動等問題。學(xué)生在不能管理自己的前提下教學(xué)效果無從談起。教學(xué)方式的變革需要適應(yīng)時代發(fā)展的需要，在線教學(xué)需要教師投入更多的精力[2]。

在新冠肺炎疫情防控期間，為了解決延期開學(xué)期間學(xué)生的居家學(xué)習(xí)問題，教育部印發(fā)系列文件，并發(fā)出“停課不停學(xué)”的通知，集中國家和各地區(qū)的力量與資源為廣大學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)支持服務(wù)[3]。根據(jù)居家隔離的需要，無論教學(xué)模式還是學(xué)習(xí)模式都發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，課堂面對面教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)程云端“空中教室”[4-5]。學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境由教室轉(zhuǎn)變?yōu)榧彝?，信息化技術(shù)和新媒體成為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的主要依賴手段。在這樣一個特殊情境下如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量教學(xué)成為教育系統(tǒng)成員包括教育管理者和教師急需思考和解決的問題。

物理化學(xué)課程是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、金屬材料工程、制藥工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，邏輯性很強(qiáng)且學(xué)科交叉內(nèi)容多，是在大學(xué)階段提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵課程之一[6-8]。采用講授-總結(jié)-討論-測試（teaching-conclusion-discussion-test縮寫為TCDT）四階段教學(xué)法，教師完整講授課程內(nèi)容、課堂板書在線總結(jié)、班級小組討論、隨堂測試與章節(jié)測試，可以有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)中的線性授課模式，使學(xué)生牢固地掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識；同時提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和運(yùn)用物理化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，從而可以有效提升物理化學(xué)在線課的教學(xué)質(zhì)量。

1 TCDT教學(xué)方法

《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》鼓勵高校進(jìn)行線上線下混合式一流課程建設(shè)，制定了混合教學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)實(shí)施方式[9]。疫情期間，線上線下混合教學(xué)模式的前期實(shí)踐為高校在線教學(xué)的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)，區(qū)別在于線下部分需要通過在線方式來完成。新冠疫情爆發(fā)后，我國線上教學(xué)智能平臺及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源群策群力，迅速完善，如釘釘、騰訊會議、雨課堂等在線教學(xué)平臺為教學(xué)活動實(shí)施提供了有力的網(wǎng)絡(luò)保障。本研究選擇釘釘為授課平臺，以筆者教授的2018級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生為實(shí)施對象，以TCDT為基本方法，以在線授課方式為手段，以提高物理化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)。教師層面，要求教師充分備課，合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，解決了學(xué)生在線上課過程中自由散慢、自律能力差的問題；注重教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，教學(xué)和督學(xué)相結(jié)合，積極將面對面?zhèn)鹘y(tǒng)授課轉(zhuǎn)變?yōu)槿藱C(jī)互動模式。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和平臺，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，將師生在互聯(lián)網(wǎng)云端的交互方式從“遠(yuǎn)距離”優(yōu)化為“零距離”。以學(xué)生為中心，達(dá)到了提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，扎實(shí)掌握物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識，同步提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

采用TCDT四階段教學(xué)法，如圖1所示。即教師完整講授理論內(nèi)容、課堂板書實(shí)時在線總結(jié)、班級小組討論、隨堂測試與章節(jié)測試，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)教學(xué)中的線性授課模式，引導(dǎo)學(xué)生對章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容特別是重難點(diǎn)進(jìn)行梳理總結(jié)，使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容做到心中有數(shù)、心中有序，在無教師監(jiān)控的家庭式在線學(xué)習(xí)環(huán)境中全方面提升學(xué)生自律性。同時，在小組討論作業(yè)過程中優(yōu)生幫扶差生，向同伴請教從而實(shí)現(xiàn)了自覺學(xué)習(xí)、協(xié)同進(jìn)步。

圖1 TCDT四階段物理化學(xué)線上教學(xué)法

2 TCDT教學(xué)過程

2.1 講授與總結(jié)

實(shí)踐是理論的基礎(chǔ)，科學(xué)的理論對實(shí)踐具有積極的指導(dǎo)作用。理論知識在課程的教學(xué)中占較大的比重。研究物理化學(xué)理論知識的教學(xué)方法，對于全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，有著重要意義。物理化學(xué)課程選用釘釘軟件為授課平臺，在師生全員參與的條件下根據(jù)課程大綱進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的完整授課。在教學(xué)過程中做到夯實(shí)基礎(chǔ)，注重講授理論知識的應(yīng)用；授課不只是停留在基礎(chǔ)知識的傳授層面，而要強(qiáng)化課程思政教育，提升創(chuàng)新能力。用科學(xué)知識武裝自己，居家抗疫，將來在工作崗位上更好地做貢獻(xiàn)。為了提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)其國際視野，進(jìn)行了初步的雙語教學(xué)探索，其中化學(xué)熱力學(xué)定律、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)內(nèi)容部分的授課課件為雙語模式。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)理論授課以講授為主，輔以課堂現(xiàn)場討論、隨堂測試和即興問答等環(huán)節(jié)。

授課思路采用基礎(chǔ)知識普及、熱身練習(xí)、知識應(yīng)用能力培養(yǎng)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)四個環(huán)節(jié)的進(jìn)階式教學(xué)法。以電化學(xué)部分——電動勢測定及應(yīng)用為例，如圖2所示。結(jié)合電化學(xué)知識的習(xí)得，讓學(xué)生解決實(shí)際問題、探索科技前沿。針對石化能源的不可再生性和燃燒產(chǎn)生污染以及形成溫室效應(yīng)等對地球環(huán)境的破壞，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識，開發(fā)鋰離子電池、超級電容器、燃料電池等可再生新能源。利用智慧樹平臺的《物理化學(xué)》在線課程資源對授課內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，學(xué)生進(jìn)行課下預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。

圖2 物理化學(xué)進(jìn)階式教學(xué)法示例——電動勢測定及應(yīng)用

板書是一種呈現(xiàn)在黑板上具有總結(jié)意義的書面語言，高度概括了每節(jié)課教師所講的知識要點(diǎn)[10]。利用板書可以有效地控制課堂節(jié)奏，同時有助于保持學(xué)生思路和教師的講述同步，幫助學(xué)生把握課堂重難點(diǎn)知識以及各知識點(diǎn)間的邏輯關(guān)系。然而網(wǎng)上在線教學(xué)不能直接在真實(shí)黑板上書寫板書，為更好地使學(xué)生跟進(jìn)課堂，通過設(shè)計(jì)課堂電子板書盡力達(dá)到和傳統(tǒng)課相同的教學(xué)效果。利用office中word辦公軟件設(shè)計(jì)了授課板書，授課過程中師生共同對所學(xué)知識進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時總結(jié)，見圖3，以稀溶液的依數(shù)性講授知識點(diǎn)匯總為例。

圖3 物理化學(xué)在線課堂板書樣例

2.2 討論

同伴教學(xué)的定義是由哈佛大學(xué)著名教授EricMazur在上世紀(jì)90年代提出的，由此創(chuàng)立了同伴教學(xué)法，又可稱之為同伴學(xué)習(xí)、同輩學(xué)習(xí)。同伴學(xué)習(xí)是以學(xué)生互動的方式促進(jìn)學(xué)生間的交流討論，使學(xué)生做到在“教中學(xué)”，提高學(xué)生參與課堂的積極性，促進(jìn)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性的一種教學(xué)方法[11]。小組討論學(xué)習(xí)，以“優(yōu)差生互補(bǔ)，優(yōu)生帶差生”為主導(dǎo)思路，采用學(xué)生自主自愿和教師調(diào)整相結(jié)合的方式，將應(yīng)用化學(xué)專業(yè)70名學(xué)生劃分為12個自然學(xué)習(xí)小組，每班六個組，進(jìn)行編號，如“應(yīng)化某班第一組張一飛（組長名字）”。每周分配1～2次討論任務(wù)，圍繞教學(xué)中分配的習(xí)題、知識點(diǎn)總結(jié)、知識應(yīng)用、前沿知識討論、居家小實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)任務(wù)開展工作。組長牽頭，利用釘釘授課平臺課下自行組織小組活動。在上下一節(jié)課之前組長提交小組報告和討論視頻錄課，班內(nèi)進(jìn)行分享交流和學(xué)習(xí)。樣例如表1所示。

表1 小組討論結(jié)果

2.3 檢測

為了進(jìn)一步跟蹤教學(xué)效果，檢查課堂學(xué)習(xí)筆記，同時對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行測試和測評。采用教師自主出題和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相結(jié)合，測試按照隨堂即時測試和章節(jié)測試兩種形式進(jìn)行。按照學(xué)生測試情況對教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行及時調(diào)整，對學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行專門輔導(dǎo)。應(yīng)化專業(yè)所用教材為南京大學(xué)傅獻(xiàn)彩編《物理化學(xué)》。上冊內(nèi)容學(xué)完后，就化學(xué)熱力學(xué)定律、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)、相平衡、化學(xué)平衡等章節(jié)對學(xué)生進(jìn)行了測試，測試成績分析如圖4所示。有97%的學(xué)生能基本掌握課堂講授知識，23%的學(xué)生對知識的掌握情況良好。尚有3%的學(xué)生由于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差、自律性差而不能跟進(jìn)在線課堂。

圖4 TCDT教法試行班級的物理化學(xué)期中測試成績分布

3 教學(xué)反思

3.1 加強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

不同于面對面授課，學(xué)生和教師在遠(yuǎn)程人機(jī)互動中完成教和學(xué)的任務(wù)，教師對課程設(shè)計(jì)要緊湊有序。教師課前要設(shè)計(jì)好教學(xué)環(huán)節(jié)：把握重點(diǎn)、要點(diǎn)與難點(diǎn)，這就要求教師課前要花更多的時間去處理知識體系，處理章節(jié)之間、章章之間的聯(lián)系，使授課內(nèi)容成為有機(jī)整體。在每章內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束以后，要求學(xué)生寫出章節(jié)知識要點(diǎn)并總結(jié)思維導(dǎo)圖。例如在多組分系統(tǒng)熱力學(xué)一章中，須使學(xué)生掌握化學(xué)勢在過程變化中的指導(dǎo)作用，以化學(xué)勢為中心和主線得到了蒸氣壓降低、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓四點(diǎn)依數(shù)性的計(jì)算公式。再如熱力學(xué)是貫穿物理化學(xué)知識的靈魂，除動力學(xué)外，每個章節(jié)都滲入了熱力學(xué)的知識，能量退降的過程是自發(fā)進(jìn)行的過程。熱力學(xué)、電化學(xué)、界面化學(xué)等模塊知識均與熱力學(xué)息息相關(guān)。

3.2 注重實(shí)踐能力提升

教師要對物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入分析，運(yùn)用新的教學(xué)方法和教學(xué)手段培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才[12-14]。在線課的授課終端是學(xué)生，學(xué)生對課堂知識的掌握情況需要強(qiáng)化跟蹤，除充分利用直播授課平臺的在線提交作業(yè)方式，仍需挖掘更有效的授課方法提升學(xué)生實(shí)踐能力。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)科學(xué)前沿問題，查閱文獻(xiàn)資料。采用小組匯報的方式，讓學(xué)生分享在文獻(xiàn)中習(xí)得的知識，樹立學(xué)生探求真理的科學(xué)意識，培養(yǎng)學(xué)生科研和創(chuàng)新思維，使其利用物理化學(xué)基本原理解決實(shí)際生產(chǎn)問題。同時結(jié)合不同的知識模塊，布置與解決實(shí)際問題有關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)。如在相圖講解中，利用二組分固液相圖的知識讓學(xué)生分析銅吹煉和錫精煉的過程，在條件允許的情況下，可在家庭所在地的周邊化工廠展開調(diào)研學(xué)習(xí)，撰寫調(diào)研報告。也可開展居家實(shí)驗(yàn)，研究表面張力、稀溶液的依數(shù)性等和實(shí)際生活聯(lián)系較緊密的實(shí)驗(yàn)，撰寫實(shí)驗(yàn)報告。充分設(shè)計(jì)，群策群力，提升學(xué)生的知識掌握和實(shí)踐動手能力。

4 結(jié)語

在新冠肺炎疫情防控期間，采用TCDT教學(xué)方法對物理化學(xué)進(jìn)行在線教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。采用直播授課和電子板書總結(jié)相結(jié)合的方式，在呈現(xiàn)授課內(nèi)容全貌的同時，及時對主干內(nèi)容特別是重難點(diǎn)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)總結(jié)，集中學(xué)生注意力。強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。以“優(yōu)差生互補(bǔ)，優(yōu)生帶差生”為主導(dǎo)思路，以小組討論模式跟進(jìn)教學(xué)。彌補(bǔ)了在線教學(xué)不能在教室完成、學(xué)生不能同伴學(xué)習(xí)的不足。同一小組的學(xué)生在課余時間通過遠(yuǎn)程交流進(jìn)行共同學(xué)習(xí)，小組間觀摩且評選優(yōu)秀小組作業(yè)進(jìn)行課堂范例展講，能較好地提高學(xué)生在線學(xué)習(xí)興趣和積極性，進(jìn)而提升其自主學(xué)習(xí)能力。對后疫情時代，大學(xué)教學(xué)質(zhì)量仍需緊抓不放松，在線教學(xué)仍需和傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，TCDT教學(xué)方法為化學(xué)類其他課程的教學(xué)提供了有效參考。