＊楊緒紅 高濤 曾志剛

（湖北科技學院核技術與化學生物學院 湖北 437100）

1.前言

提高本科教學質量始終是高校的中心工作，也是高校的立足之本。新時代全國高等學校本科教育工作會議指出，教學方法要首先在本科創(chuàng)新，教學質量要首先在本科顯現。因此，改革和創(chuàng)新教學方法是加強新時代本科教學的需要，也是培養(yǎng)新時代高質量發(fā)展所需人才的迫切要求。有機化學實驗是化學化工類專業(yè)、生物類專業(yè)、醫(yī)學類專業(yè)等開設的一門必修課，分為基本操作、有機合成、提取分離、綜合實驗四大模塊，在上述相關專業(yè)的學生知識體系構建中，具有不可或缺的地位。有機化學實驗的教學目的，不僅是驗證、鞏固和加深課堂所學的基礎理論知識，更重要的是培養(yǎng)學生實驗操作能力、綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生自主設計實驗的基本能力以及嚴謹的科學態(tài)度和初步的科學研究能力。按照傳統(tǒng)模式教學,教師普遍反映教學形式單調，教學效果不明顯，而學生學起來也比較枯燥，容易產生厭學情緒。因此，探尋一種教學形式活潑、學生接受度高的教學模式，對提高本課程教與學的成效，具有非常重要的意義。

以問題為導向的教學方法（Problem-based Learning，PBL），是基于現實世界的以學生為中心的教育方式，目前已成為國際上較流行的一種教學方法[1]。PBL教學法于2000年左右引入我國，不僅在醫(yī)學教育領域得到長足發(fā)展和應用，而且在化學等其他專業(yè)教育領域也得到有益嘗試[2-3]。雖然PBL教學法近年在國內各高等院校得到積極實踐，但仍處于探索階段。另外，PBL教學法也存在一些短板，如課堂教學時間有限，而PBL教學法往往需要更多的時間與學生交流討論。大規(guī)模在線課程慕課（Massive Online Open Course，MOOC），是以網絡為載體的一種信息化教學方法，近年來風靡全球[4]。作為信息時代的教學方法，MOOC以網絡作為師生間的交流媒介，打破了課堂時間約束，讓老師與學生能更好地開展交流與討論，同時還可以獲取海量的信息資源。2020年，中國教育開始了大規(guī)模在線教育實戰(zhàn)演練，為廣大師生順利開展“停課不停學”工作做出了貢獻[5]。雖然MOOC教學具有知識的多樣性與豐富性，但往往容易導致知識學習的盲目性與無目的性。因此，統(tǒng)籌PBL與MOOC教學，將二者有機結合，取長補短，將實現二者教學的最大功效。

目前，國內已有高校開展了這方面的工作，并取得了一定的成績[6-9]，但在研究的廣度與深度方面，特別是在PBL與MOOC教學模式無縫對接層面上仍有進一步挖掘的空間。本研究擬針對MOOC與PBL教學的特點，結合有機化學實驗課程特性及教學現狀，通過解決PBL教學法的時間與MOOC靶向性之間的不足，深入探索MOOC與PBL課堂教學的融通途徑，為進一步提高本科教學質量提供參考。

2.MOOC與PBL課堂教學融通途徑

MOOC與PBL相結合的教學模式，打破了傳統(tǒng)的課堂界限。基于有機化學實驗MOOC資源以及教學平臺實際，根據PBL教學設計原理，從課前預習、課堂實踐及課后評價等幾個方面開展MOOC與PBL課堂教學融通模式研究（圖1）。

圖1 有機化學實驗MOOC與PBL課堂教學融通模式研究流程

(1)PBL指引、MOOC主導的課前預習

我?；瘜W類專業(yè)有機實驗課以云南大學李霽良老師主編的《微型半微型有機化學實驗（第二版）》為主講教材，制定了相應的教學大綱。大綱指出，不追求合成實驗的最高產率，而是著眼于減少試劑用量，縮短反應時間以及采取某些措施取得滿意的產率和產量；不追求做過多的實驗，而是強調熟練掌握、深刻認識做過的每個實驗。通過本課程學習，使學生了解有機化學實驗規(guī)則和實驗室安全知識；了解常用儀器規(guī)格、性能、使用、清洗和干燥；了解有機化合物的特點和研究方法；熟悉有機實驗的預習、記錄和實驗報告的書寫格式，能寫出合格的實驗報告；了解和初步會查閱有機化學實驗參考資料及文獻。通過實驗使學生熟練掌握熔點測定、蒸餾和沸點測定、分餾、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾、萃取、重結晶提純法、薄層色譜法等基本操作。因此，授課教師只有不斷革新教學理念，努力提高個人教學能力與教學水平，在發(fā)揮傳統(tǒng)教學優(yōu)勢的基礎上積極摸索PBL指引、MOOC主導的教學經驗，才能充分調動學生在MOOC環(huán)境下對有機化學實驗課程的學習積極性，進而提高教與學的效率。

基于上述原則，結合MOOC資源，授課教師根據本節(jié)課程需要掌握的基礎知識點、重點內容，設計與提出合理的問題，并在課前通過QQ課程群或雨課堂發(fā)布，引導學生在預習過程中認真觀看教學視頻，積極思考，對后續(xù)線下課堂實驗操作心中有數，做到有的放矢，克服邊看書邊做實驗的依賴心理，增強知識學習的目的性。同時，通過學生線上學習效果的反饋，授課教師可以有針對性地制定線下課堂教學策略。如“簡單分餾”實驗單元，雖然其操作與“蒸餾”大致相同，但由于課堂時間有限，要高質量完成實操，還需引導學生在MOOC學習中注意以下幾點。一是要控制蒸餾速度。分餾一定要緩慢進行，控制好恒定的蒸餾速度（1～2滴/秒），這樣可以得到比較好的分餾效果。二是要選擇合適的回流比，以使有相當量的液體沿柱流回至燒瓶中。通過設置相關問題，引導學生在操作中要注意讓上升的氣流和下降液體充分進行熱交換，使易揮發(fā)組分量上升，難揮發(fā)組分盡量下降，達到更好的分餾效果。三是必須盡量減少分餾柱的熱量損失和波動?？梢砸龑W生積極思考，如何充分利用有限的實驗條件方便快捷地實現減少柱內熱量的散發(fā)，減少風和室溫的影響，使加熱均勻，促進分餾操作平穩(wěn)地進行。如此，學生在“簡單分餾”MOOC學習中，能清晰抓住關鍵要領，不會因“簡單”而“忽視”，造成學習的盲目性與無目的性。

(2)MOOC協助、PBL主導的課堂實踐

課堂是一方沃土，教師在這片土地上耕耘，需要充分準備內容，精心設計思路。PBL教學法以學生為中心、以問題為導向，強調學生的主動性學習，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此，在教學過程中授課教師必須摒棄過往的填鴨式教學，而更加注重學生的學習過程。在前期MOOC學習中，學生對有機化學實驗操作單元已獲得一定的感性認識，授課教師有必要實時掌握和監(jiān)督學生的學習情況，了解學生的學習難點，以便對課程設計進行針對性調整。例如，在“乙酸異戊酯的合成”實驗單元中，實驗要求學生熟悉酯化反應原理，掌握乙酸異戊酯的制備方法；掌握帶分水器的回流裝置的安裝與操作；熟悉液體有機物的干燥，掌握分液漏斗的使用方法；學會利用萃取洗滌和蒸餾的方法純化液體有機物的操作技術。對于制備乙酸異戊酯的反應原理，學生都比較熟悉，能夠理解，但是對具體操作環(huán)節(jié)往往容易“失誤”。因此，為進一步厘清實驗過程中的一些關鍵步驟，我們通過學生對前置MOOC內容預習完成情況的數據分析和課程討論情況，合理分組并設計具體情景問題導入新課。如針對反應原理，乙酸異戊酯中異戊基體積大，位阻大，難以生成容易水解，所以在反應過程中應盡可能去掉水分，而使用的儀器必須是干燥的；加濃硫酸時，要分批加入，并在冷卻下充分振搖，目的何在；為防止碳化并確保完全反應，回流酯化時有哪些注意事項，以及分水器內為什么事先要充有一定量水，等等。特別是后處理過程，生成的乙酸異戊酯中?；煊羞^量的冰醋酸、未完全轉化的異戊醇、起催化作用的硫酸及副產物醚類，需要經過洗滌、干燥和蒸餾予以除去，很多同學在洗滌環(huán)節(jié)由于不甚清楚洗滌的目的以及洗滌后目標化合物所在的位置而“栽了跟頭”。因此，我們在教學過程中引導學生勾勒流程圖（圖2），對后處理中涉及到的水洗、堿洗、飽和食鹽水洗三次洗滌進行了充分的討論。通過對前置MOOC內容的感性認識以及具體操作過程中的理性分析，學生對乙酸異戊酯的制備實驗了然于心，一些細心的同學還根據“出水量”判斷了酯化反應的深度，實驗“失誤”大為減少。

圖2 乙酸異戊酯制備流程

(3)MOOC與PBL共同主導的課后評價

教學評價貫穿整個教與學的過程，對調控教學活動具有重要作用[10]。根據實施時間與功能的不同，教學評價可分為診斷性評價、形成性評價和總結性評價。課后評價兼具形成性評價和總結性評價的特征。一方面，課后評價能為教師提供階段性的反饋意見；另一方面，課程評價可對學生階段性學業(yè)做出基本判斷，為制定新的教學目標提供依據。

基于MOOC與PBL相結合的教學模式，我們在課后評價中突出了對實驗過程的評價，即更加注重學生學習過程的考核，引導學生主動利用MOOC等網絡學習資源進行自主學習。每次考核過程中，重點將各小組成員MOOC學習總結以及PBL案例討論情況作為加分點，力求改變以往單一的書面預習報告和實驗報告評價模式。首先，抓好回顧小結。對已完成的實驗回顧討論相關節(jié)點，重點就其中的“得與失”錄制視頻，并在線上發(fā)布，用身邊鮮活的實例鼓舞、鞭策后續(xù)的學習。其次，抓好實操報告。以實驗操作單元為切入點，引導學生做好相關MOOC學習總結與PBL案例討論記錄，串聯好課前預習、課堂實踐、課后小結這條主線，點線面結合完成線下實操報告，杜絕照抄課本實驗內容的現象。第三，抓好反饋評價。MOOC學習強調學生的自主性，在有機實驗MOOC學習過程中，參與程度越高的同學往往對學習成效的評價也越積極，能更多地發(fā)現MOOC與PBL融通的樂趣。然而，與傳統(tǒng)學習方式類似，在MOOC學習過程中由于時間碎片化等因素的影響，也存在學生不愿意自主學習的現象。因此，基于MOOC重塑的學習環(huán)境以及教師與學生的角色，必須從實驗基礎理論與實操內化鞏固角度出發(fā)，統(tǒng)籌做好教學效果反饋評價?？傊?，通過線上線下“虛實”結合的考核方式，學生對有機化學實驗學習的積極性與主動性得到提升，特別是全方位知識訓練的意識大為增強。

3.結語

MOOC的興起與蓬勃發(fā)展，對當今教學方式方法產生了革命性的影響，對教師的課堂組織、知識把控等方面提出了更高的要求，同時在一定程度上也磨礪了學生的自主學習習慣和個人綜合素養(yǎng)。MOOC教學法課堂時間靈活，能夠彌補PBL教學法交流討論不足的短板，在提供平臺供師生交流討論的同時，也提供了大量的信息資源，讓學生能更好的獲取知識。而PBL教學法以問題為導向，彌補了MOOC教學方法的盲目性，讓學生在豐富的網絡資源面前有的放矢開展學習。在MOOC與PBL教學法的融通途徑下，學生自主在線學習與教師課堂講授得到有機融合，教育形式與教學層次實現了多樣化，師生之間“互動”增加，“被動”減少，學生從單純聽從老師講授，過渡到獨立思考，有所創(chuàng)新，獲得感進一步增強，從而產生更大的學習興趣和熱情。