張宇辰

（江蘇師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

1 線上線下混合教學(xué)模式的概念及優(yōu)勢

線下教學(xué)是指教師提前備課，在課堂上與學(xué)生面對面進(jìn)行授課的教學(xué)方式，也是使用最廣泛的教學(xué)方式[1]。這種教學(xué)方式具有教師能及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)勢，但也存在教學(xué)過程受時(shí)間、地點(diǎn)制約，教學(xué)內(nèi)容無法滿足學(xué)生個(gè)性化需求的缺點(diǎn)。

線上教學(xué)是指基于“互聯(lián)網(wǎng)+”理念，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺將學(xué)習(xí)內(nèi)容以教學(xué)視頻等形式發(fā)布，讓學(xué)生在線學(xué)習(xí)的教學(xué)方式。線上教學(xué)不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，具有高度的自由性；同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)平臺有大量的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，能滿足學(xué)生的個(gè)性化需求[2]。但是線上教學(xué)存在難以約束學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、缺少師生面對面互動(dòng)等局限性。

線上線下混合教學(xué)是將線上教學(xué)模式與傳統(tǒng)的面對面線下課堂教學(xué)模式相結(jié)合的一種新型教學(xué)模式[3]。這種教學(xué)模式不僅兼具線上教學(xué)、線下教學(xué)的優(yōu)勢，還可以突破兩種教學(xué)模式的局限，近年來引起了教育工作者的廣泛關(guān)注，逐漸在高校專業(yè)課的教學(xué)中占據(jù)一席之地[4]。

2 研究生專業(yè)課“化學(xué)進(jìn)展”教學(xué)模式改革的必要性

“化學(xué)進(jìn)展”是江蘇師范大學(xué)化學(xué)專業(yè)研究生的專業(yè)必修課程，主要包含化學(xué)與人類社會(huì)發(fā)展、手性雜環(huán)化學(xué)、藥物化學(xué)、綠色合成化學(xué)、功能納米材料等方面的內(nèi)容，是系統(tǒng)介紹化學(xué)與社會(huì)發(fā)展關(guān)系、化學(xué)學(xué)科前沿領(lǐng)域，使研究生更加全面地了解與科研息息相關(guān)的化學(xué)學(xué)科最新進(jìn)展的一門專業(yè)課程。該課程理論性較強(qiáng)且內(nèi)容豐富，是對學(xué)生本科階段學(xué)習(xí)的有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)的拓展與延伸，在化學(xué)專業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)過程中具有重要作用。

然而，“化學(xué)進(jìn)展”這門課程理論知識復(fù)雜，教學(xué)內(nèi)容涵蓋大量前沿研究進(jìn)展，學(xué)習(xí)難度較大。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教學(xué)時(shí)間有限，教師在課堂上只能挑選一些重要內(nèi)容加以講解。例如在“有機(jī)催化”這一章節(jié)，教師只能詳細(xì)講解烯胺催化、路易斯堿催化等重要的催化模式，無法詳細(xì)介紹這一領(lǐng)域的發(fā)展歷程以及新興催化模式，不利于拓展研究生的科研視野。研究生在課堂上也只能被動(dòng)接受片面的基礎(chǔ)知識，缺乏對所學(xué)知識的進(jìn)一步思考與探究，對課程涉及的前沿研究領(lǐng)域更是難以透徹理解。與此同時(shí)，“化學(xué)進(jìn)展”中涉及許多化學(xué)學(xué)科的前沿研究成果，這些研究成果在傳統(tǒng)課堂上講解起來略顯空洞，如電化學(xué)合成的儀器及操作、新型納米探針在細(xì)胞內(nèi)的作用機(jī)制等知識點(diǎn)，學(xué)生僅憑板書、多媒體課件的簡單描述，難以對這些前沿科研知識形成具體深入的認(rèn)識[2]。

傳統(tǒng)的教學(xué)方式讓大部分學(xué)生對“化學(xué)進(jìn)展”這門課程只有淺層次的認(rèn)知，很難讓學(xué)生建立完整的理論知識體系，學(xué)生在實(shí)際解決問題時(shí)知識應(yīng)用難度較大，導(dǎo)致課程達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)效果，更難以達(dá)成培養(yǎng)國家需要的創(chuàng)新型科研人才的目的[5]。因此，對“化學(xué)進(jìn)展”教學(xué)模式的改革迫在眉睫。

線上教學(xué)具有形式多樣、內(nèi)容豐富、時(shí)間自由等優(yōu)勢，可以有效解決“化學(xué)進(jìn)展”線下教學(xué)中遇到的學(xué)生掌握知識片面、無法在課堂上理解教學(xué)難點(diǎn)等不足。因此，吸取“化學(xué)進(jìn)展”傳統(tǒng)線下教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，建立一種以線下教學(xué)為主、線上教學(xué)為輔的線上線下混合教學(xué)模式勢在必行。這種教學(xué)模式改革有利于提高“化學(xué)進(jìn)展”的教學(xué)效果和化學(xué)專業(yè)研究生的科研素養(yǎng)，達(dá)到培養(yǎng)高水平科研人才的目的。

3 “化學(xué)進(jìn)展”線上線下混合教學(xué)模式的改革措施

3.1 線上線下混合教學(xué)的施行過程

線上線下混合教學(xué)模式的施行主要包括課前線上預(yù)習(xí)、線下課堂教學(xué)、課后線下鞏固復(fù)習(xí)3個(gè)階段，如圖1所示。在這一過程中，“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念必須貫穿始終，教師主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，充分利用線上學(xué)習(xí)平臺和線下課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

圖1 線上線下混合教學(xué)的施行過程

3.2 線上線下混合教學(xué)改革的具體措施

3.2.1 線上平臺教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備

教師需提前準(zhǔn)備好線上教學(xué)平臺的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，包括教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、教學(xué)PPT、思考題、討論題以及課程涉及的前沿研究領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)等[6]。其中，教學(xué)視頻的錄制尤為重要。在錄制教學(xué)視頻之前，教師應(yīng)適當(dāng)參考優(yōu)秀的教學(xué)視頻，充分考慮學(xué)生的知識儲(chǔ)備，根據(jù)教材內(nèi)容分章節(jié)錄制。視頻時(shí)長以10～20 min為宜，應(yīng)突出重點(diǎn)及難點(diǎn)，方便學(xué)生利用零碎時(shí)間學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備中要注意控制教學(xué)視頻的難度和深度，注意教學(xué)內(nèi)容和本科階段所學(xué)基礎(chǔ)課程的銜接。教師還應(yīng)在教學(xué)視頻中巧妙融入課程思政的內(nèi)容，在傳授專業(yè)知識的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生不怕困難、勇于探索、實(shí)事求是的科學(xué)精神和優(yōu)良品質(zhì)。

3.2.2 引導(dǎo)學(xué)生課前線上預(yù)習(xí)

教師在課前需要對教學(xué)內(nèi)容作出完整的規(guī)劃，做好教學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)將教學(xué)內(nèi)容發(fā)布到線上教學(xué)平臺，并提出思考題。例如在“有機(jī)催化”這一章節(jié)中提出“手性化合物獲得方式有哪些？”“有機(jī)催化的優(yōu)勢是什么？”等思考題，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)，嘗試初步理解將要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，探究教師留下的思考題并在線上平臺作答。在學(xué)生課前預(yù)習(xí)的過程中，教師要與學(xué)生保持溝通交流，讓學(xué)生有明確的預(yù)習(xí)目標(biāo)，帶著問題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。教師還應(yīng)通過線上教學(xué)平臺的后臺及時(shí)關(guān)注學(xué)生的預(yù)習(xí)情況[7]，總結(jié)學(xué)生線上回答思考題時(shí)暴露出來的問題，并在線下課堂上予以集中解答。

3.3 采用翻轉(zhuǎn)課堂的線下課堂教學(xué)形式

線下課堂教學(xué)是這一教學(xué)模式中最重要的一環(huán)。線下課堂教學(xué)可以翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行[8]，將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組，選擇不同主題讓學(xué)生制作PPT，并在講臺上講解。例如在教授“手性吲哚化學(xué)”的過程中，教師讓學(xué)生分組討論不同種類吲哚平臺分子，并展示討論的結(jié)果，提出交流中遇到的問題，然后由教師為學(xué)生解答問題，并對課堂核心重難點(diǎn)內(nèi)容加以拓展。教師也可以在學(xué)生討論之后，提出一些問題讓學(xué)生回答，以此了解學(xué)生經(jīng)過線上自主學(xué)習(xí)與教師講解之后的收獲。在這些教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師要盡可能將時(shí)間留給學(xué)生，通過給學(xué)生安排學(xué)習(xí)任務(wù)，由簡到難、循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題，指導(dǎo)學(xué)生將書本上的知識應(yīng)用于具體的科研實(shí)踐中，以此鍛煉學(xué)生的自主創(chuàng)新能力與發(fā)散性思維[9]。這種以學(xué)生為主體、促進(jìn)教師與學(xué)生課堂交流的方式，是線上線下混合教學(xué)模式中課堂教學(xué)部分最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)可以將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂的教師講解充分結(jié)合，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[10]。

3.4 督促學(xué)生課后線上復(fù)習(xí)

課堂教學(xué)結(jié)束之后，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布課后習(xí)題，并督促學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系[11]。為了解決課堂教學(xué)時(shí)間有限、學(xué)習(xí)內(nèi)容有限等問題，教師也可以將課堂中難以詳述的前沿知識發(fā)布到線上教學(xué)平臺，例如將鈉離子電池負(fù)極材料的構(gòu)筑、石墨烯基復(fù)合薄膜的制備等前沿知識相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)布到線上教學(xué)平臺上，鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料，達(dá)到拓寬學(xué)生視野、增加學(xué)生知識儲(chǔ)備、提高學(xué)生科研素養(yǎng)的目的。與此同時(shí)，還可以將課堂上學(xué)生難以理解的前沿知識點(diǎn)進(jìn)一步詳細(xì)闡釋，以專題教學(xué)視頻的形式發(fā)布到線上平臺[12]。例如將金屬與有機(jī)聯(lián)合催化反應(yīng)模式、新型多靶點(diǎn)多重受體激動(dòng)劑的設(shè)計(jì)等學(xué)生難以掌握的前沿知識點(diǎn)錄制成專題教學(xué)視頻，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對專業(yè)領(lǐng)域理論知識的理解，為學(xué)生從事相關(guān)領(lǐng)域的科研工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5 改革現(xiàn)有課程評價(jià)體系

在線上線下混合教學(xué)模式下，“化學(xué)進(jìn)展”的課程評價(jià)體系也需要進(jìn)行相應(yīng)的改革，建立以線下成績?yōu)橹鳌⒕€上成績?yōu)檩o的綜合評價(jià)體系（見圖2）。考核總成績由線上成績及線下成績兩部分組成，線下考核成績占60%，線上考核成績占40%。線下考核成績包括期末閉卷考試成績、課堂表現(xiàn)、書面作業(yè)等，而線上考核成績由線上視頻學(xué)習(xí)情況、線上作業(yè)完成情況及線上討論參與度等方面綜合評定。在傳統(tǒng)的評價(jià)體系下，學(xué)生容易采用平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)、考前臨時(shí)突擊的不良學(xué)習(xí)方式。采用這種新型的課程評價(jià)體系可以有效解決這一問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與線上、線下學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生掌握知識的牢固程度。

圖2 線上線下混合教學(xué)考核模式

4 “化學(xué)進(jìn)展”混合教學(xué)模式下教學(xué)設(shè)計(jì)的探索

對“化學(xué)進(jìn)展”課程實(shí)施線上線下混合教學(xué)的關(guān)鍵是做好教學(xué)設(shè)計(jì)。本研究以“化學(xué)進(jìn)展”中“有機(jī)催化”這一節(jié)為例，對線上線下混合教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步探索，具體如下。

4.1 教學(xué)目標(biāo)

（1）掌握有機(jī)催化的定義、特點(diǎn)、優(yōu)勢；

（2）了解有機(jī)催化的發(fā)展歷史；

（3）掌握有機(jī)催化代表性科研工作的反應(yīng)機(jī)理；

（4）了解有機(jī)催化領(lǐng)域最新研究進(jìn)展及目前存在的科學(xué)問題；

（5）引導(dǎo)學(xué)生樹立堅(jiān)持做原創(chuàng)性科研工作的信念。

4.2 教學(xué)重難點(diǎn)及解決措施

重難點(diǎn)：有機(jī)催化的特點(diǎn)及優(yōu)勢；代表性科研工作的反應(yīng)機(jī)理。

解決措施：學(xué)生線上預(yù)習(xí)，上課時(shí)通過對比法讓學(xué)生更直觀地掌握有機(jī)催化的特點(diǎn)及優(yōu)勢，提前了解反應(yīng)機(jī)理，課后線上閱讀文獻(xiàn)，及時(shí)鞏固。

4.3 教學(xué)方法

線上教學(xué)：通過發(fā)布視頻、文獻(xiàn)、思考題的方式引導(dǎo)學(xué)生線上預(yù)習(xí)、線上復(fù)習(xí)。

線下教學(xué)：（1）案例法：通過實(shí)例分析提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解；（2）翻轉(zhuǎn)課堂：提前布置教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生查閱資料后在課上講述，教師總結(jié)；（3）對比總結(jié)法：通過對比總結(jié)，幫助學(xué)生理解教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)。

4.4 課前準(zhǔn)備

教師：錄制教學(xué)視頻、準(zhǔn)備思考題、討論題等；將學(xué)生分成若干小組，要求每個(gè)小組分別準(zhǔn)備3～5 min的PPT介紹國內(nèi)化學(xué)家在有機(jī)催化領(lǐng)域的重要研究工作。

學(xué)生：分組查閱文獻(xiàn)，了解國內(nèi)化學(xué)家在有機(jī)催化領(lǐng)域的重要研究工作，制作PPT、撰寫講稿。

4.5 教學(xué)環(huán)節(jié)

4.5.1 線上預(yù)習(xí)

教學(xué)內(nèi)容及手段：教師在線上教學(xué)平臺發(fā)布教學(xué)視頻，要求學(xué)生預(yù)習(xí)；發(fā)布“手性化合物的獲得方式”等思考題，要求學(xué)生在線答題。教學(xué)目的：讓學(xué)生有明確的預(yù)習(xí)目標(biāo)，帶著問題完成課前預(yù)習(xí)，初步理解將要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)。

4.5.2 線下教學(xué)

（1）教學(xué)內(nèi)容及手段：引入2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人及獲獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域—有機(jī)催化。教學(xué)目的：讓學(xué)生有明確的預(yù)習(xí)目標(biāo)，帶著問題完成課前預(yù)習(xí)，初步理解將要學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)。

（2）教學(xué)內(nèi)容及手段：提問“有機(jī)催化的定義”。教學(xué)目的：學(xué)生通過線上課程學(xué)習(xí)已經(jīng)了解有機(jī)催化的定義，通過提問讓學(xué)生加深印象。

（3）教學(xué)內(nèi)容及手段：對比有機(jī)催化、金屬催化、生物催化的定義及特點(diǎn)，總結(jié)有機(jī)催化的優(yōu)勢。教學(xué)目的：通過對比法讓學(xué)生掌握3種催化方式的定義及特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)有機(jī)催化的優(yōu)勢。

（4）教學(xué)內(nèi)容及手段：運(yùn)用授課法介紹有機(jī)催化早期的4項(xiàng)研究工作，著重講解獲得諾貝爾獎(jiǎng)的兩項(xiàng)研究工作的反應(yīng)原理及創(chuàng)新性；強(qiáng)調(diào)“從0到1、從無到有”的基礎(chǔ)科研工作才是最具開創(chuàng)性和原創(chuàng)性的工作；鼓勵(lì)學(xué)生做原創(chuàng)性工作。教學(xué)目的：讓學(xué)生了解有機(jī)催化前期工作，掌握反應(yīng)原理；鼓勵(lì)學(xué)生在今后的科研工作中樹立堅(jiān)持做原創(chuàng)性科研工作的信念，專注于有價(jià)值的研究方向，“坐得住冷板凳”，力爭完成“從0到1”的原創(chuàng)性工作。

（5）教學(xué)內(nèi)容及手段：通過案例法列舉國外化學(xué)家發(fā)表的重要研究工作的反應(yīng)機(jī)理，講解這些科研工作的創(chuàng)新性、研究深度及廣度、應(yīng)用價(jià)值。教學(xué)目的：讓學(xué)生掌握重要研究工作的反應(yīng)機(jī)理以及創(chuàng)新性；引導(dǎo)研究生將自己的研究工作做得細(xì)致扎實(shí)，深入探究科研工作的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

（6）教學(xué)內(nèi)容及手段：通過翻轉(zhuǎn)課堂方式，讓學(xué)生分組介紹國內(nèi)化學(xué)家在有機(jī)領(lǐng)域的重要研究工作；教師總結(jié)補(bǔ)充，講解重要研究工作的反應(yīng)原理，鼓勵(lì)學(xué)生向我國優(yōu)秀化學(xué)家學(xué)習(xí)，潛心科研，造福大眾。教學(xué)目的：讓學(xué)生掌握這一領(lǐng)域重要研究工作的反應(yīng)機(jī)理以及創(chuàng)新性；鼓勵(lì)學(xué)生為科學(xué)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的力量，在世界科學(xué)舞臺上展現(xiàn)出更多中國化學(xué)家的風(fēng)采。

（7）教學(xué)內(nèi)容及手段：總結(jié)引申，布置課后作業(yè)：總結(jié)有機(jī)催化的定義、特點(diǎn)及優(yōu)勢，回顧重要的研究工作；引申出這一領(lǐng)域目前存在的科學(xué)問題及解決策略。教學(xué)目的：鞏固本節(jié)課的重要知識點(diǎn)；讓學(xué)生了解并總結(jié)某個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展和提出科學(xué)問題的過程。

4.5.3 線上知識拓展

教學(xué)內(nèi)容及手段：線上平臺發(fā)布國內(nèi)外有機(jī)催化領(lǐng)域知名課題組的代表性工作，鼓勵(lì)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)。教學(xué)目的：引導(dǎo)學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)課本知識，更要追蹤前沿領(lǐng)域科研文獻(xiàn)，拓寬視野，提高科研素養(yǎng)。

4.6 考核評價(jià)

根據(jù)學(xué)生課堂上的PPT匯報(bào)、問題回答及課后作業(yè)完成情況，評定學(xué)生的線下成績；根據(jù)學(xué)生線上視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度、線上問題作答情況，評定學(xué)生的線上成績；根據(jù)線上、線下成績綜合評價(jià)學(xué)生本節(jié)課的平時(shí)成績。

5 結(jié)語

研究生專業(yè)課“化學(xué)進(jìn)展”的線上線下混合教學(xué)模式改革能為教師與學(xué)生之間的交流提供更多便利，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。目前，這一教學(xué)模式改革仍處于初步探索階段，需要在實(shí)踐中積累更多的經(jīng)驗(yàn)，后續(xù)將對這一教學(xué)模式改革進(jìn)行更加深入的探討。