所属栏目：物理论文发表 发布时间：2020-11-02浏览量:135
受新型冠状肺炎疫情的影响，基于慕课、腾讯会议和超星泛雅三种平台，初步尝试了物理化学实验课程的线上教学和课堂翻转，充分调动学生的积极性和参与热情，有效提高教师教学质量和学生科学素养，加强了学生对理论知识的灵活运用和实际操作技能的提升。
[关键词]物理化学实验；在线教学；教学质量
近年来，由高教社联手网易推出的中国大学慕课，免费开放国内知名高校的课程，为每一个爱学习、想学习的人提供了学习机会和提升自我的网络教学平台。2020年的新冠肺炎疫情，推动了在线教学的大规模普及和应用，网络教学资源的迅速发展对传统教学模式形成了巨大的冲击，也对目前高等教育的教学模式和人才培养方案产生深远和广泛的影响。物理化学实验作为专业基础课程，如何开展在线课程的建设，有效掌握学生的学习情况，成为保证教师教学质量和学生学习效果的一大挑战。
1利用网络资源搭建教学平台
面对大规模爆发的“新冠”肺炎疫情，为了保障生命安全，全国各地高校都相继延迟了春季返校时间，为实现“停课不停教，停课不停学”的整体目标，教育部组织了超星学习通、中国大学MOOC、雨课堂、微助教、云班课、智慧树等网络平台，免费开放2.4万余门课程，为高校的课程建设和在线教学提供了海量资源[1]。不同于其他的专业理论课程，实验课程具有学生参与度高和动手操作的技能要求的特点，其在线教学的开展需要任课教师设计更加有效的教学策略来保证教学效果。居家上网课期间，根据学校提供的泛雅培训网络平台，我们以物理化学实验中的乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定为例，对教学内容进行了多元化布局。首先在教学平台建立教案和课件资源，其次利用中国大学MOOC、网络社会资源哔哩哔哩等平台提供有关的实验操作演示链接，最后上传相关的补充材料强化对知识点的理解和掌握。超星泛雅平台包含活动、统计、资料、通知、作业、考试、讨论和管理五大板块，如图1所示。其中的活动板块可以进行学生的签到、预习和小组讨论，统计板块可以有效的监管学生的在线学习情况，资料板块主要用于教师上传相关的课件和资源，通知板块可以方便任课教师发布课前任务和课后作业辅导的通知，在作业板块区域，教师可以通过建立题库和发布作业，对每次课程的知识有了系统的复习和强化，对于一些开放性的课题，可以在讨论板块发布话题，并作为课堂表现成绩，调动学生积极参与，发表观点。管理板块有助于教师建立教学班级和对授课对象的管理。同时，泛雅网络教学平台和超星学习通同步课堂设计，系统连贯的为网络教学提供全方位支持[2]。
2利用学习通进行直播授课
不同于传统的实体课堂上的实验课程，为了加强互动交流，课程讲解不再是连续的灌输式的讲解，线上直播授课过程，强调问题的提出，在时间分配上更加碎片化。首先引出本次实验的背景，如何从物理化学理论课程中引出化学反应动力学反应常数的计算，通过随机抽查提问的方式，调动学生积极参与问题的讨论，考察学生对相关理论知识的掌握情况，比如反应动力学的分类、一级反应和二级反应的特点以及有关反应常数的计算，反应常数的影响因素等。通过列举物理化学教材课后习题，进一步引导学生发挥想象力，如何在实验室具备电导仪、恒温水浴槽和相关反应物溶液的条件下，求出反应物化学反应速率常数。教学内容围绕实验目的、实验原理、仪器和试剂、数据处理和注意事项这五大项目进行详细讲解。同时，不同于以往线下教学的流于形式，我们引用有关化学反应动力学在近期顶尖文献期刊中的应用报道，以新闻报道的形式呈现给学生化学反应动力学的重要作用，特别是近几年理论计算科学的发展，对人们认识微观反应过程和机制提供了巨大的便利。其中基于密度泛函理论的计算方法，在催化反应中，对反应物及反应中间体动力学过程的研究，促使化学反应动力学理论在现代能源及功能材料的开发研究迈向了新的历史高度[2]。实验课程的教学特点着重于实际动手操作的训练，更加强调学生理论联系实际的能力的培养，通过前期学生在网络教学平台的学习和讨论，在直播授课期间，重点讲述实验原理和实验过程中的具体操作，在线提出和答疑有关的问题，如图2所示。课堂互动过程中，具体到注意事项和知识点运用的考察时，进行举例示范，引导学生对问题的思考，加强学生开放性思维的训练。课程结束后，学生可通过观看视频回放，便于课后复习。
3翻转课堂进行教学互动
为了保证实验课程的教学效果，商丘师范学院对物理化学实验课程设置为小班授课，每班6人，每次课2小时，充分保障了任课教师的内容讲解和学生的互动参与。首先，任课教师利用0.5小时对教学内容直播讲解，随后的1.5小时的课堂时间交给学生主导。2人一组，组成3个小组，每个小组20分钟依次直播讲解，3组完成后，根据PPT制作情况和课堂讲解表现，各组之间进行互评并给出小组成绩，作为本次实验课的课堂表现成绩。结合学生不能返校进入实验室做实验的现实情况，实验课程中的动手操作部分，通过课堂翻转调整为学生参与演示，即教师作为引导者和听课者，学生作为主导者和讲解者，不仅激发了学生对问题的积极思考和参与热情，且学生在制作课件的过程中，通过以身示范的讲解和小组内的讨论，可有效避免实验过程中出现的眼高手低的现象[3-4]。基于物理化学实验的特点，强调物理原理性和化学反应规律的验证，往往需要充分大量的实验数据，经过数学计算的数据处理过程得到规律性总结。其实验过程简单，实际动手做实验过程大多数是重复性操作，因此，可引导学生在线直播过程中，通过使用常用的办公软件，在演讲文稿中加入烧杯、移液管和仪器设备的相关图片，制作成反应流程框架，在PPT播放的过程中进行虚拟动画演示，就可直观展现具体的实验过程。如图3所示。基于泛雅平台教学资源的前期学习和任课教师直播授课，进一步通过腾讯会议、QQ群直播等开展课堂翻转，让学生来进行直播互动，加强学生对实验原理和实验过程的理解和掌握。让学生作为课堂的主导者，有助于提高口头表达能力和逻辑思维，同时培养了学生的团队合作意识[5]。
4综合评价和改进
线上教学上课方式，对教师的备课要求提高了，在教师前期大量的资料准备和学生充分预习的情况下，教师的课堂讲解时间压缩，把更多实验演示时间留给学生，根据学生的直播讲解情况作为平时成绩。改变了以往的以实验报告撰写情况为重点的考核评价方案，强化了学生科学素养、操作技能和语言表达等方面的全方位培养。后期的学生课程评价的问卷调查结果显示，通过阅读文献和科学新闻报道，大多数学生对经典的几十年不变的物理化学实验内容产生了新的认识，首次意识到基础理论知识对现代科学研究的开展起到重要的支撑作用，并因此，对物理化学实验产生了极大的兴趣。同时，通过制作PPT演讲稿进行直播的训练过程，也提高了他们查阅文献和操作使用办公软件的能力。另外，有部分学生反映通过观看网络教学资源的演示视频和互动参与的动画演示，对自己理解实验原理和熟练实验操作过程有一定帮助，但和亲自动手做实验还是存在一定的差距，他们认为，实验只有亲自动手做，才能真正发现预见不了的问题。因此我们下一步要重点思考和改进新的教学方法，能不能利用一些家庭生活中的常用材料，比如家庭厨房常用的苏打粉、醋酸、酒精等来模拟替代实验室中的化学反应，既能实现了学生在家做实验的目的又能保证教学效果。
5结语
综上所述，我们利用泛雅平台进行教学资源的搜集和整合，结合同步的学习通直播授课，借助社会资源腾讯会议，QQ群直播等实现了学生交流互动和PPT讲稿演示，后期课程评价的连续性教学，促进了学生主动思考，调动学习积极性，在一定程度上弥补了实验课程线上授课的缺乏实际操作环节的不足。同时对任课教师在网络平台的使用、教学方式、教学技能方面提出更高的要求，新的授课模式仍有很多地方需要不断改进。千里之行始于足下，相信这次疫情，不仅让我们对教学模式有了新的定义和思考，为传统教师课堂教学注入新的血液和活力，同时能够引导学生正确利用网络资源，取其精华去其糟粕，养成自主学习的能力。另外，大规模的网络直播授课也引导和鼓励教师学习了新的教学技能，不仅可以线下也可以线上授课，为以后的教学提供了丰富的资源和经验，帮助学校和教师更好地进行教书育人。
参考文献
[1]刘贤响．基于超星泛雅平台的在线课程建设[J]．大学化学，2020，35(5)：10-14．
[2]方维海．自由基反应动力学模拟新策略[J]．物理化学学报，2019，(11)：1170-1170．
[3]刘润清，黄继明，吴思展．应用型人才背景下地方院校物理化学实验教学的探讨[J]．山东化工，2017，46(23)：155-156．
[4]万均．工程教育专业认证背景下课程考核改革研究[J]．山东化工，2019，48(19)：221-223．
[5]雷以柱，万亚荔，冯静，等．“双创”教育背景下应用型本科院校物理化学实验教学[J]．山东化工，2019(19)：221-223．
作者：王军梅 王静 韦秀华 胡新成 瞿鹏 魏伟