BOPPPS模块构筑的有机化学实验线上直播教学的实践探索

孙靖文，王海君，卜 明，王 静，陈 颂，刘 磊

（齐齐哈尔医学院药学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

在教育部“停课不停教、停课不停学”的要求和指导下[1]，2020年春季学期新冠肺炎疫情防控期间，齐齐哈尔医学院积极开展线上教学。其中，有机化学实验课是药学及相关专业必修的基础实践课程。教学团队充分整合已有教学资源，为学生设计了一种BOPPPS模块构筑的线上直播教学模式。线上进行有机化学实验教学无疑是一项极富挑战而又艰巨的任务，主要存在师生家里没有化学仪器设备和试剂药品；学生无法动手进行实际操作技术的锻炼；师生实时交流、互动受限；教师不能及时掌握学生的预习情况、学习状态和学习效果等困难。对此，教学团队多次通过线上会议策划、调研和探讨，制订、设计了以学生为中心的线上教学方案，使有机化学实验课程得以在线上顺利开展。在两个多月的教学实践中，该教学模式得到了不断改进，目前已日趋完善，教学效果得到了学生的积极评价。

1 教学平台的构建

教学团队根据学院人才培养目标和专业特点，前期对课程进行了系统整合，目前已经建设成一门相对成熟的有机化学实验综合实践课程。整合后的课程内容与其他院校存在差异，因此利用慕课平台进行混合式异步教学难度较大。而录播授课则存在耗时长、互动难、答疑少等缺陷。因此，教学团队经多次研讨，设计了以线上直播授课为主的教学模式。根据理论课上积累的线上直播授课经验，选定网络性能稳定、教学功能齐备的“钉钉群”作为组织学习和直播授课平台；选择操作简单、统计便捷的“问卷星”作为测试和问卷调查平台；利用“金山文档”制作考核表，在线协作完成学生形成性考核成绩的录入。其中，“钉钉群”为直播授课和学习交流平台，主要利用“学习圈”“直播”“作业”“文件”“投票”“直播回放”等功能，具体见图 1。

图1 “钉钉群”教学功能示意图

2 线上教学设计

有机化学实验课程内容涵盖了性质实验、基本操作实验、分离技术实验、天然小分子药物的提取、分离与纯化实验、小分子药物合成实验等。通过有机化学实验的学习可以使学生掌握研究有机化合物的基本方法和实验操作技能，为后续专业实践课程的学习奠定基础。如何激发学生学习兴趣、调动学生学习积极性、提高学生参与度，如何将枯燥的实验方法和抽象的操作技术直观、生动地展现在学生面前，是提高学生学习效果、培养学生实践能力需要重点解决的问题。为激发学生学习兴趣，为每个实验项目精心设计了案例、问题等进行导课；为调动学生学习积极性和参与度，设计了弹幕、投票、连麦等互动环节，制订了形成性考核方案；为让实验仪器、设备与操作技术直观、生动地展现在学生面前，在每个实验项目的教学课件中设计了相应实物图片展示，并且提供每个实验项目的实验内容与基本操作相应微视频。采用起源于北美高校教学技能培训机构的BOPPPS模块[2-3]，构筑了线上直播这一重头教学环节，对6个模块和教学方法进行了精心设计。

2.1 BOPPPS模块设计

BOPPPS模块分为6部分：导课（Bridge-in），学习目标（Objective），前测（Pre-assessment），参与式学习（Participatory learning），后测（Post-assessment），小结（Summary）。此类教学有助于实现“教”与“学”的双向互动，变被动学习为主动学习，从而提高教学效果。教学方案设计见表1。B（导课）：设置情境、复习对应理论知识、说明制备化合物在药学中的应用等形式各异的导课，可以让学生明确课程主题，引起学习兴趣。O（学习目标）：指明学习目标可以让学生明确学习方向和学习范围。P（前测）：针对学习目标设计前测试题，了解学生学习态度、实验原理等预习情况。P（参与式学习）：实时互动播放教学视频讲解实验目的、原理、步骤、操作技术及仪器使用等；将前测试题题目进行任务分解，组织各实验小组进行讨论与汇报；组织学生对实验结果进行分析。P（后测）：设置3～5个简答题检测学生对关键操作技术、注意事项等的掌握情况。S（小结）：进行知识点回顾及总结。

表1 有机化学实验在线教学方案

2.2 教学方法设计

设计了与教学模式相匹配的“翻转课堂”[4]和“讨论式”[5]两种教学方法。有机化学实验的“翻转课堂”由3个阶段的学习活动组成。阶段一，课前预习。首先成立实验小组，每组2～3人；然后将实验视频、教学课件、电子教材等学习资料上传至群文件共享给学生；学生根据“课前学习指南”独立预习实验。此阶段学生独立获取知识。阶段二，课堂学习与交流。即BOPPPS模块构筑直播课堂教学结构。此阶段学生和教师协作整合知识。阶段三，课后作业与评价。学生独立完成实验报告，在钉钉学习圈进行交流及反思。此阶段学生实践知识得到内化，形成解决问题的能力。“讨论式”教学法主要渗透在上述的阶段二和阶段三部分。阶段二线上直播授课的“参与式学习”模块中，教师讲解后学生进行“分组讨论”，包括组内成员的讨论以及汇报时师生的讨论。阶段三线上答疑环节，师生可以在钉钉学习圈中的提问区和分享区进行课后讨论。

3 线上教学实践

以“溴乙烷的制备”实验为例，详细阐述BOPPPS模块构筑的有机化学实验线上直播教学的具体实践过程。阶段一，课前。教师根据教学大纲和实际情况制订线上教案、考核方案、教学日志等文件；根据教学目标和重点知识建立课前学习指南、前测、投票、后测试题库，并将前测试题录入问卷星平台；制作适合线上直播授课的教学课件PPT文档；将5个教学班每班分两组，建立10个实验组钉钉群，每组分8个讨论小组，每小组2～3名成员；于实验课前3天在群文件共享实验视频、教学课件、电子教材等学习资料。学生则根据课前学习指南独立预习实验。阶段二，BOPPPS模块构筑线上直播课堂。教师课前10分钟于实验组群发起钉钉直播，选择共享屏幕模式并选择开启摄像头、支持连麦等功能，这样远程线上直播授课中，学生可以通过手机或电脑端清晰看到教师的共享屏幕、教师的影像，并可以通过连麦与教师进行影像、语音互动。

3.1 导课（Bridge-in）

一个良好的开端对于课堂教学至关重要，“溴乙烷的制备”导课模块包括两部分。首先，设置学习情境。简介溴乙烷在药物合成中的应用案例，即溴乙烷是解热镇痛药物非那西丁的合成原料，展示其合成路线。其次，复习相关理论知识，回顾卤代烃结构、溴乙烷的理化性质和制备方法，切实起到让学生明确课程主题，引起学习兴趣的目的。

3.2 目标（Objective）

依据实验教学大纲中要求掌握的理论知识、基本操作技术以及具体仪器的使用方法，为学生制订学习目标，明确学习方向和学习范围。“溴乙烷的制备”实验的学习目标为掌握乙醇为原料制备卤代烷的实验原理和方法，熟悉低沸点蒸馏的基本操作，了解分液漏斗的使用方法。

3.3 前测（Pre-assessment）

为了解学生学习态度、实验原理、实验内容和操作等预习情况，归纳实验项目中重点与难点知识，按不同难易程度分层次设置10个单选题目，考查学生基础知识掌握情况。课前于问卷星平台发布考试并生成二维码，课上学生手机扫描二维码，进行答题。提交试卷以后，教师可以第一时间在后台看到学生的前测试题完成情况。课堂上对于错误率较高的知识点可以侧重讲解。例如“溴乙烷的制备”前测试题中“制备溴乙烷时，反应原料加入时说法错误的是（）A、先加浓硫酸，B、先加乙醇和水，C、加硫酸时将反应瓶置于冰水浴中，D、加浓硫酸时应缓慢振荡”。此题主要考查溴乙烷制备实验中投加原料的知识点。教师通过问卷星后台数据分析发现选项B的错选率较高，知道了学生对于投料顺序的理解不清晰，于是在后续参与式学习中讨论环节着重进行强调、深化。

3.4 参与式学习（Participatory learning）

参与式学习是线上直播课堂的核心模块。（1）教师共享屏幕利用PPT文档详细讲解实验原理、实验步骤、操作技术及仪器使用等。各环节均合理设计并制作PPT，让课件能清晰、直观地展现在学生视野中，便于抽象事物具体化、形象化。如将溴乙烷的制备实验步骤绘制成流程图，彩色标记投料的顺序与用量，达到着重强调的效果；仪器与装置以标注名称的实物图片进行展现，同步详细介绍使用方法；讲解操作技术时播放实验操作视频，关键点或注意事项暂停播放后，设置“投票”来与学生互动强化知识点。（2）将前测试题进行任务分解，组织各实验小组进行讨论，小组在各自小组群讨论所有前测试题的正确答案、原因及相关知识点，结束后将讨论过程截图发至群文件相应文件夹作为讨论环节的评分依据，接着各小组代表以和教师“连麦”的方式汇报讨论结果，教师进行引导和反馈。（3）组织学生对实验结果进行分析。由于学生没有实际制备的产物，所以可以设置与结果密切相关的题目让其进行分析。例如，溴乙烷理论产量是多少，如何计算？分析实验中溴乙烷产率的影响因素有哪些？经教师启发分析思路后，学生独立在学习笔记上完成计算和分析过程，手机拍照发至钉钉群由教师进行点评。

3.5 后测（Post-assessment）

设置3～5个简答题检测学生对关键实验方法、操作技术、注意事项等的掌握情况。例如，低沸点蒸馏的装置组成、各部分仪器的名称、操作的注意事项；“分液”操作时的注意事项；粗产品中加入浓硫酸的目的何在？学生独立在学习笔记上完成后测试题，然后通过手机拍照发布钉钉群里，教师评阅和指导。

3.6 小结（Summary）

主要进行知识点回顾及讨论情况的总结。回顾重点知识溴乙烷制备的原理和方法，难点知识低沸点蒸馏与分液的基本操作技术。另外，对小组讨论情况、互动情况、投票与连麦情况等进行分析总结。

阶段三，课后。学生独立完成实验报告，并将实验报告拍照上传至钉钉作业；钉钉学习圈与教师和同学进行交流及反思；钉钉群观看“直播回放”进行复习、巩固。教师评阅实验报告；钉钉学习圈给有问题的学生答疑；整理钉钉直播统计数据，对学生进行评价，金山文档协作完成考核表的填写与成绩的核算。

4 线上教学的总结与反思

凭借钉钉直播、问卷星和金山文档搭建的远程教学平台，完成有机化学实验的线上教学，对于师生来说都充满了困难和挑战，教学实践可知线上教学取得了一些成绩，也达到了预期的教学效果。172名线上学习的学生中145人参与了针对教学效果、教学方法和BOPPPS模块教学的问卷调查。调查显示，88.27%的学生能接受这种线上实验课授课模式；64.14%的学生认为这种线上实验课授课方式有亲自做实验的真实感；86.63%的学生课前可以自主预习实验内容；大多数学生课后能主动观看课程的直播回放；87.59%的学生通过翻转课堂和讨论式教学法的学习，能独立准确地完成后测试题；93.8%的学生喜欢教师采用BOPPPS模块教学。

BOPPPS模块构筑的有机化学实验线上直播教学虽然得到了大部分学生的认可，但还存在很多不足，例如，学生认为在线学习自控能力较差，注意力不集中；直播网络不稳定，连麦卡顿、网络有延迟；不能动手做实验等。为在后疫情时期做好在线教学与课堂教学有效衔接与融合，线上教学方案还需进一步调整和完善。教学团队将会进一步丰富有机化学实验课程视频资源，为充分调动学生学习积极性，将进一步优化导课案例和丰富导课形式，丰富课前学习指南、前测、投票、后测试题题库等相关资源。