趙影，劉卉閔，王俊敏，劉偉華，楊秀敏

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，河北 保定071000)

0 引言

有機(jī)化學(xué)課程是農(nóng)、林院校本、專科生重要的基礎(chǔ)課程，它與農(nóng)、林類各專業(yè)課程相關(guān)聯(lián)，與現(xiàn)代思想相適應(yīng)，突出了能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，并適合于學(xué)生個(gè)性發(fā)展、理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門課程。為了不斷提高有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，使有機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體制適用于當(dāng)前全國(guó)農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，近年來課程組在有機(jī)化學(xué)理論課的教學(xué)中一直在進(jìn)行著教學(xué)改革。當(dāng)2020年春季學(xué)期受到新冠肺炎疫情的影響時(shí)，我校積極響應(yīng)教育部提出的“停課不停教、停課不停學(xué)”要求[1]，經(jīng)過課程組老師們的不斷摸索與實(shí)踐，形成了學(xué)習(xí)通+騰訊會(huì)議+QQ的有機(jī)化學(xué)線上教學(xué)模式。

1 課程教學(xué)思路與教學(xué)目標(biāo)

1.1 課程教學(xué)思路

我校的有機(jī)化學(xué)課程線上教學(xué)改革思路秉持以學(xué)生為主體，讓學(xué)生深度參與學(xué)習(xí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，圍繞課前準(zhǔn)備—在線教學(xué)—課后歸納、總結(jié)、反思—成績(jī)?cè)u(píng)定四個(gè)環(huán)節(jié)展開循環(huán)式教學(xué)活動(dòng)，依托學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)計(jì)多種類課堂活動(dòng)輔助教學(xué)。結(jié)合案例，進(jìn)行思政融入。利用科研成果和軟件技術(shù)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)力，最終達(dá)到學(xué)生能夠自主學(xué)、自主管理、自主評(píng)價(jià)以及師生角色互換的目的。

1.2 課程教學(xué)目標(biāo)

有機(jī)化學(xué)的教學(xué)堅(jiān)持以學(xué)生為主體，堅(jiān)持創(chuàng)新能力、結(jié)合專業(yè)特色的教學(xué)理念。教學(xué)目標(biāo)主要體現(xiàn)：

(1)知識(shí)目標(biāo)：能夠準(zhǔn)確描述有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉基本理論和基本技能，了解有機(jī)化學(xué)前沿新知識(shí)、新理論和新方法。

(2)技能目標(biāo)：能夠用有機(jī)化學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題，具備批判性思維能力和創(chuàng)新能力。

(3)素養(yǎng)目標(biāo)：通過“互聯(lián)網(wǎng)+”培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，以及科學(xué)的思維方法、科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)精神，塑造具有高度社會(huì)責(zé)任感的專業(yè)人才。

2 有機(jī)化學(xué)課程資源建設(shè)

依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，建立了有機(jī)化學(xué)在線資源，重新制定線上教學(xué)要求和內(nèi)容，主要包括教學(xué)視頻、教學(xué)PPT、題庫(kù)、章節(jié)測(cè)試題和拓展內(nèi)容。每章配有重點(diǎn)難點(diǎn)講解和相應(yīng)的討論主題，構(gòu)建了一套相對(duì)完備的在線資源體系。拓展內(nèi)容主要包含與章節(jié)相關(guān)的拓展資料，以及課程思政的育人案例、育人知識(shí)點(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立正確的價(jià)值觀。

3 線上教學(xué)實(shí)施

疫情期間，師生無法返校，針對(duì)有機(jī)化學(xué)課程內(nèi)容多且雜，既需要理解又需要記憶，且前后知識(shí)銜接緊密的特點(diǎn)，將有機(jī)化學(xué)課程的在線教學(xué)分為4個(gè)環(huán)節(jié)：課前準(zhǔn)備—在線教學(xué)—課后歸納、總結(jié)、反思—成績(jī)?cè)u(píng)定，整個(gè)環(huán)節(jié)中教師全程答疑。

3.1 課前準(zhǔn)備

課前教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)導(dǎo)入學(xué)生名單，發(fā)布開課通知，提醒學(xué)生了解線上知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)要求。課前一周：每周日學(xué)習(xí)通、QQ群同步發(fā)布下周學(xué)習(xí)公告，包括下周學(xué)習(xí)綱要，線上教學(xué)活動(dòng)安排，提交作業(yè)時(shí)間等。要求學(xué)生把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)記到筆記本上，自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并完成學(xué)習(xí)綱要里面的思考題，做到心中有數(shù)，這樣可以提高學(xué)生的聽課效率和質(zhì)量。思考題是比較基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)，一般1～2道題。這樣學(xué)生可以在預(yù)習(xí)時(shí)完成，同時(shí)起到內(nèi)化知識(shí)的效果。

3.2 在線教學(xué)

基于學(xué)習(xí)通平臺(tái)資源，且騰訊會(huì)議可以支持多人同時(shí)發(fā)言、操作簡(jiǎn)單、白板當(dāng)黑板、支持?jǐn)?shù)位板、邊講解邊書寫、方便回放等特點(diǎn)，線上直播采用騰訊會(huì)議講解重難點(diǎn)知識(shí)，線下討論主要在QQ群和學(xué)習(xí)通主題討論中進(jìn)行。由此有機(jī)化學(xué)課程的線上授課形成了以“學(xué)習(xí)通+騰訊會(huì)議+QQ組合”的教學(xué)的模式。

由于網(wǎng)上教學(xué)全程直播，學(xué)生比較容易疲勞，也容易導(dǎo)致部分同學(xué)全程打開設(shè)備、人不在學(xué)習(xí)狀態(tài)。為了讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，線上教學(xué)主要是以老師答疑和講授拓展知識(shí)為主，其他時(shí)間留給學(xué)生，讓學(xué)生參與到課堂活動(dòng)中來，通過讓學(xué)生“忙”起來的教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。首先，教師進(jìn)行案例導(dǎo)讀講解，進(jìn)而引出本節(jié)課育人要素及章節(jié)內(nèi)容。其次，給學(xué)生20分鐘左右時(shí)間自主學(xué)習(xí)本次課程的重難點(diǎn)。再次，教師通過學(xué)習(xí)通選人功能，隨機(jī)選擇學(xué)生回答自主學(xué)習(xí)中的相關(guān)問題，使用搶答功能，激發(fā)學(xué)生回答問題的積極性。通過發(fā)布隨堂小測(cè)的課堂活動(dòng)檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，也可根據(jù)課程內(nèi)容采用線下翻轉(zhuǎn)課堂模式，通過學(xué)習(xí)通選人功能，由學(xué)生來講解部分知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生成為課堂的主人。最后，教師對(duì)課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)的問題進(jìn)行答疑。

3.2.1 教師在線直播，引出思政育人要素及章節(jié)內(nèi)容

教師以案例導(dǎo)讀或者問題導(dǎo)入，引入新課內(nèi)容，并慢慢引入思政元素。具體實(shí)施情況以第五章旋光異構(gòu)體第一節(jié)為例，首先教師通過案例導(dǎo)讀講授“反應(yīng)停事件”悲劇?！胺磻?yīng)停事件”也稱“沙利度胺事件”，化學(xué)反應(yīng)合成的沙利度胺實(shí)際上是外消旋化合物，其中S-沙利度胺干擾胎兒的發(fā)育，造成畸胎，而R-異構(gòu)體并不致畸。當(dāng)時(shí)全世界僅有中國(guó)與美國(guó)幸免于難，中國(guó)當(dāng)時(shí)沒有引入該藥物，而美國(guó)則是因?yàn)橐晃籉DA的審批員弗朗西絲的一次次以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足拒絕批準(zhǔn)。人們經(jīng)常評(píng)價(jià)弗朗西絲一生只做了一件偉大的事情，便是堅(jiān)守本職，不讓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足的沙利度胺進(jìn)入美國(guó)。借此教育學(xué)生要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生在以后的科研過程中，一定要堅(jiān)守職業(yè)操守與道德底線，胸懷對(duì)國(guó)家、對(duì)人民負(fù)責(zé)的態(tài)度，科學(xué)容不得半點(diǎn)馬虎。

案例導(dǎo)讀加強(qiáng)了人們對(duì)手性或者消旋化合物作為藥物的認(rèn)識(shí)。由此引出本章知識(shí)要點(diǎn)，即旋光異構(gòu)、手性碳、手性分子、對(duì)映體、外消旋體、內(nèi)消旋體等概念。

3.2.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)

按照教學(xué)安排，學(xué)生通過觀看視頻和ppt課件自主完成規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容和知識(shí)要點(diǎn)，并結(jié)合課前學(xué)習(xí)綱要做筆記，期間隨時(shí)在QQ群提問。然后教師對(duì)學(xué)習(xí)通的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)各個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間、反芻比、預(yù)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。與未完成人員進(jìn)行溝通，找到問題及解決辦法。

3.2.3 教師直播答疑

教師課前收集學(xué)生反饋問題，以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)弄不明白的內(nèi)容，有針對(duì)性地進(jìn)行答疑解惑。例如為了解釋“手性”的概念，即一些有機(jī)分子從原子組成看一模一樣，但其空間結(jié)構(gòu)完全不同，他們構(gòu)成了實(shí)物和鏡像的關(guān)系，和人照鏡子一樣，也可比做左右手的關(guān)系。學(xué)生單靠想象不好理解，課程組老師自己動(dòng)手，用彩泥和牙簽做了球棍模型給學(xué)生演示(圖1)。為了讓學(xué)生加深理解，又課后發(fā)動(dòng)主題討論讓學(xué)生自己親手做模型(圖2)來輔助解題。這個(gè)方法既讓學(xué)生通過實(shí)踐加深了對(duì)知識(shí)的理解，又通過創(chuàng)意手工緩解了壓力和緊張情緒，師生都樂在其中。這一方法獲得老師們的一致推廣。

圖1 教師制作的模型

圖2 學(xué)生制作的模型

再比如：如何判斷一個(gè)分子是否具有“手性”的方法？直觀的方法是制作該分子的實(shí)物和鏡影兩個(gè)模型，觀察它們是否能夠完全重疊(不現(xiàn)實(shí))。在有機(jī)化學(xué)中，一般根據(jù)分子的對(duì)稱性(對(duì)稱面和對(duì)稱中心)來判斷有機(jī)分子是否具有手性。

學(xué)生思考題中出現(xiàn)錯(cuò)誤比較多的原因是找不到對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心，這時(shí)可以把GaussView量子化學(xué)軟件應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)的教學(xué)中(圖3)。該軟件可以使立體構(gòu)型360°旋轉(zhuǎn)，動(dòng)態(tài)演示。通過立體構(gòu)型演示使分子結(jié)構(gòu)可視化，可以使學(xué)生更易于直觀接受，給在線教學(xué)增加了趣味性。

圖3 GaussView 軟件構(gòu)建的對(duì)映體

3.2.4 隨堂小測(cè)

教師答疑解惑后，可以限時(shí)發(fā)布隨堂小測(cè)以檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。比如為了檢驗(yàn)剛剛學(xué)習(xí)過的第五章第二節(jié)課的學(xué)習(xí)情況，教師在學(xué)習(xí)通發(fā)布限時(shí)隨堂小測(cè)，結(jié)束答題后，根據(jù)學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)功能可以分析學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

3.2.5 線上討論

參照美國(guó)著名的視聽學(xué)習(xí)專家埃德加戴爾的學(xué)習(xí)金字塔理論，在學(xué)習(xí)通討論區(qū)以發(fā)布主題形式讓學(xué)生參與討論，并收集學(xué)生反饋的問題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題和解決問題。比如在第五章立體異構(gòu)章節(jié)結(jié)束后，教師在學(xué)習(xí)通發(fā)布主題討論——查找資料，了解沙利度胺事件的始末，并尋找你生活中的手性分子。請(qǐng)同學(xué)們查閱資料：(1)人造奶油的主要成分是什么？為什么熔點(diǎn)會(huì)明顯升高？(2)反式脂肪酸會(huì)怎么回事？有什么危害？讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中處處有化學(xué)，化學(xué)來源于生活，要有發(fā)現(xiàn)化學(xué)的眼睛。

線上以積分形式鼓勵(lì)學(xué)生積極回帖，讓學(xué)生體會(huì)到分享的快樂，形成互幫互助的班級(jí)學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生在解答問題的同時(shí)，加深了對(duì)知識(shí)的理解。

3.3 課后歸納、總結(jié)、反思

根據(jù)有機(jī)化學(xué)屬于歸納性學(xué)科而非演繹性學(xué)科的特點(diǎn)，給學(xué)生的學(xué)習(xí)建議是從結(jié)構(gòu)和機(jī)理角度找規(guī)律，多進(jìn)行比較與歸納和適當(dāng)練習(xí)。因此課后要求學(xué)生自己整理歸納筆記，教師對(duì)每章筆記采取抽查方式并一一打分，作為過程考核的成績(jī)。

每章教學(xué)完成以后，課程組會(huì)在周四下午安排學(xué)生進(jìn)行章節(jié)測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成答題，學(xué)習(xí)通給出成績(jī)。教師根據(jù)學(xué)習(xí)通統(tǒng)計(jì)功能，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)薄弱環(huán)節(jié)，再次回到課前答疑階段；章節(jié)講解結(jié)束，主講教師在學(xué)習(xí)通發(fā)布互評(píng)作業(yè)任務(wù)，教師給出作業(yè)書寫標(biāo)準(zhǔn)和互評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生按照要求提交作業(yè)。借助學(xué)習(xí)通互評(píng)模式，讓學(xué)生轉(zhuǎn)變角色，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在批閱過程中取長(zhǎng)補(bǔ)短，加深了學(xué)生對(duì)問題的理解。

通過隨堂小測(cè)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)和課后答疑環(huán)節(jié)，使教師能夠及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，教師同時(shí)進(jìn)行反思并相應(yīng)調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度和重點(diǎn)講解的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，提高線上教學(xué)質(zhì)量。比如將章節(jié)測(cè)驗(yàn)和考試答案解析調(diào)整為學(xué)生分享為主，老師教授為輔；筆記從課上記錄，調(diào)整為課前記錄要點(diǎn)，課上補(bǔ)充等形式；作業(yè)從老師評(píng)閱變?yōu)樯ピu(píng)等等。這些都是一次次教學(xué)反思的結(jié)果，一步步調(diào)整為以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

3.4 成績(jī)?cè)u(píng)定

線上教學(xué)的考核不同于以往線下的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)學(xué)習(xí)通平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行分析、量化、反饋。經(jīng)過一學(xué)期小范圍的實(shí)驗(yàn)班試點(diǎn)，最終將有機(jī)化學(xué)課程總成績(jī)分為過程成績(jī)和學(xué)期末試卷成績(jī)兩部分。期末試卷卷面分?jǐn)?shù)占總成績(jī)的70%，由命名、選擇、完成反應(yīng)式、鑒別、推斷、合成、綜合七種類型的試題組成。和以往期末考試不同，為了考察學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際水平，試卷新增了沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的第七個(gè)題——綜合題。比如：通過學(xué)習(xí)材料了解如何消除微塑料對(duì)環(huán)境造成污染是迫切需要解決的問題，你認(rèn)為怎樣才能降低微塑料污染，請(qǐng)列舉幾種減少微塑料污染的方法；請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合以上資料，談一談你能為碳中和做些什么；你還能找到“碳中和”的實(shí)際應(yīng)用范例嗎。過程性考核成績(jī)占總成績(jī)的30%，其中自主學(xué)習(xí)在線課程占總成績(jī)的10%，課堂活動(dòng)占總成績(jī)的5%，章節(jié)測(cè)驗(yàn)占15%。學(xué)生和教師可以通過學(xué)習(xí)通查看過程性評(píng)價(jià)分值，教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而給出學(xué)習(xí)導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生深層次學(xué)習(xí)，提升教學(xué)質(zhì)量，體現(xiàn)了以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為中心的教學(xué)理念。

4 線上教學(xué)成效

課程組根據(jù)線上教學(xué)的問題，按照上述課程體系的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式，進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

首先，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與討論的積極性明顯提高。尤其是對(duì)知識(shí)點(diǎn)和與生活實(shí)踐結(jié)合的討論過程中，學(xué)生們積極參與并提出問題，同時(shí)，這些問題得到老師和同學(xué)們的即時(shí)反饋和積極評(píng)價(jià)。

其次，改革后的學(xué)期末，課程組在學(xué)習(xí)通發(fā)布有關(guān)課程學(xué)習(xí)的問卷調(diào)查，結(jié)果顯示，大部分同學(xué)對(duì)線上教學(xué)資源比較滿意，線上教學(xué)對(duì)自己幫助比較大，喜歡參與討論區(qū)的內(nèi)容。

最后，課程改革促進(jìn)師生共同進(jìn)步，教學(xué)相長(zhǎng)。有機(jī)化學(xué)課程在2022年同時(shí)獲批我校課程思政優(yōu)質(zhì)課程和專創(chuàng)融合優(yōu)質(zhì)課程；結(jié)合線上教學(xué)體系改革，課程組教師修訂并編寫了新型態(tài)十三五普通高等教育國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。改革后學(xué)生參與到有機(jī)化學(xué)相關(guān)科研創(chuàng)新活動(dòng)中的興趣也明顯提高，由團(tuán)隊(duì)教師帶領(lǐng)學(xué)生獲2021年第一屆河北省大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽特等獎(jiǎng)，2022年第三屆全國(guó)大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽“微瑞杯”華北賽區(qū)二等獎(jiǎng)等。

5 結(jié)語

有機(jī)化學(xué)課程線上教學(xué)改革表明，課前準(zhǔn)備—在線教學(xué)—課后歸納、總結(jié)與反思—成績(jī)?cè)u(píng)定的在線教學(xué)模式弱化了教師角色，提高了學(xué)生在教學(xué)中的地位，給學(xué)生提供了一個(gè)更加多維、更多感官參與的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)習(xí)過程變得更加有趣、更加立體。學(xué)會(huì)分享的主動(dòng)學(xué)習(xí)模式訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考的能力，內(nèi)化了知識(shí)結(jié)構(gòu)，增進(jìn)師生和同學(xué)們的情感。過程性考核方式，改變了過去只由考試決定成績(jī)的方式，使學(xué)生平時(shí)就注重過程中知識(shí)的積累，這種教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)的在線教學(xué)模式充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，保證了疫情期間的教學(xué)質(zhì)量。