利用元素化学在线课程资源开展课堂教学改革

胡育 温治国 史铠 田怡 宋连香 刘琴

摘 要：乐山师范学院化学与资源环境学院无机化学课程从2020年开始启动线上线下混合教学模式，利用慕课、B站、超星等优质在线课程资源，采用线上学习、线下课堂互动的模式，将原来相对枯燥的讲授课程转变为以案例讨论为主的争辩式课堂，教学质量得到了显著提高。与上学年同期相比，学生的知识掌握能力、自主学习能力、归纳总结能力、理论联系实际能力、质疑与求证的科学素养均得到了有效提高。

关键词：无机化学; 元素化学; 在线课程资源; 翻转课堂

中图分类号：G642.0        文献标志码：A         文章编号：1006-3315（2021）10-108-002

自2018年以来，国内高校和机构自主建成十多个慕课平台，这种开放的在线课程资源创新了优质教育的开放服务模式，在培养学生自学、帮助学生巩固和复习上面都起到了积极作用。在这种大背景之下，我院无机化学课程团队利用元素化学在线课程资源开展线上线下混合教学，通过课前线上学习，课堂督学、翻转，对高效课堂发挥了积极作用。

无机化学是高等学校化学专业的专业必修课，课程分成两部分，一部分是无机基础理论，另一部分就是元素化学，是培养化学专业人才知识与能力的重要组成部分。元素化学的教学任务是使学生理解重要元素及其化合物的特性、典型反应;在科学思维方面获得应有的训练和培养，能够运用无机化学基础理论，分析和解决无机化学问题;具有一定的创新意识和反思研究能力。

元素部分内容庞杂、涵盖面广，虽然难度较低，却会让学生感觉枯燥，误认为这些知识是简单的堆砌。加上高校课程改革后课时数大幅减少，元素化学教学面临的客观情况就是内容课时少，若开展案例教学、翻转课堂，根本无法在有限的课堂教学时间内完成教学计划。因此，利用线上元素化学在线课程开展课堂革命，才能对学生有吸引力，让学生理解并吸收，才能让课堂翻转得以真正的实现。

1.线上教学资源为课堂革命提供有力保障

慕课作为一种开放的优质教育资源，可帮助学生自学、复习和巩固所学知识点，已被广泛使用，并发挥了良好的线上辅助教学效果[1-2]。本教学团队在线上教学资源建设上主要包括：课程大纲、教学计划、课件、习题库、随堂测（作业）、知识点视频和无机化学学科前沿。知识点视频有源自中国慕课网、B站和超星学习通的优质视频;也有根据我院学生实际情况自行录制的学习重点、难点视频。单个视频时长均控制在10min之内。为了便于任课教师了解学生的线上学习情况，我们将线上资源导入超星学习通平台开展教学活动。学生通过手机或电脑进入课程学习，完成任务点测试;后台自动记录学生的学习进度，评估学生的线上学习过程。非视频资源包括课程学习的基础资料和拓展，以教材课后作业和习题库习题为基础，用于学生巩固知识点。针对少数无机化学基础知识较好的学生，我们不断更新无机化学的学科前言，满足学生个性化需求，让学生对所学知识的前沿研究有理性认识。

元素化学在线课程资源除了来源于在线开放课程资源、课程团队教师自行录制及整理的文献资源，还包括学生的贡献。为了进一步培养学生的自学和文献归纳整理能力、提高学生的学习兴趣，我们在2018年的无机化学元素化学课堂教学中开展了seminar教学法的实践与探索，学生在课下收集自己感兴趣领域的相关文献资料，并整理成PPT与同学们交流;我们选出优秀的PPT，发布在元素化学线上教学资源包中，供下届学生交流学习补充。这些元素化学线上资源的建设和完善大大支撑了课堂翻转的真正实现，提高了学生的学习兴趣和学习效率。

2.课堂教学革命

根据无机化学课程团队对元素化学部分的整体教学思路：元素教学与基础理论结合[3]、课堂教学与实验教学的融合[4]、课堂教学与生产生活实际结合[5]、潜移默化进行环保与科普教育[6]，线下课堂主要由知識点串讲和师生互动构成。知识点串讲主要是给学生们理顺知识之间的内在逻辑关系，引导学生对知识的整体理解，建立元素化学知识的清晰脉络。师生互动主要围绕问题展开讨论。

课堂时间安排上，先进行知识点梳理15min左右，再进行15min左右的提问环节，并将重点和难点设计成5个左右的讨论题。例如：1.利用分压定律解释为什么冬天在浴室洗澡会有窒息气闷的感觉？教育学生注意观察生活，利用科学知识解决生活中问题的能力。2.已知（MnO2/Mn2+）=1.23，根据氯元素的电势图分析MnO2与盐酸（1mol/L）能否发生反应？若不能发生，你又怎么看待实验室产生氯气往往可以通过MnO2与浓盐酸反应制备这一事实？盐酸浓度从中起到什么作用，多少浓度合适？启发学生进行思考，从该反应为什么会发生引发化学反应发生和哪些因素有关系的思考。浓度？环境？温度？压力？状态？其本质又是什么？鼓励学生从不同角度出发讨论问题，不仅学习了典型反应又复习和巩固了无机化学基础知识之热力学基础、能斯特方程的应用。

课堂教学模式上以问题为中心，“提出问题—解决问题—延伸思考”，通过设计生活中或是学科研究中具有挑战性的问题情境，引导学生参与、思考;小组讨论，唤起学生解决问题的欲望，激发学生的探究兴趣。培养学生勤于思考的习惯，使其养成质疑与求证的科学素养，自主、探究与合作的学习方式。

3.多方位的课程考核体系

课程的最终成绩通常由平时成绩（占30%-40%）和期末成绩（占60%-70%）组成。平时成绩一般由学习态度和作业构成，期末成绩由闭卷笔试决定，成绩都是任课老师定，将学生排除在评价主体之外[7]。由于作业相互抄袭情况普遍，平时成绩及一纸试卷很难评价一个学生通过无机化学课程学习之后的知识掌握程度、能否运用无机化学的知识和研究方法、团结协作、分析、探索和解决化学的实际问题的能力及自主学习能力。因此，在考核方式上我们选择将平时成绩所占比例加大至50%，过程性评价多元化，包括：学习态度（包括考勤和线上学习任务点的完成情况，没完成线上任务点的学习或缺课每次扣5分）、测试成绩（集中测试1-2次，检验学生是否达到阶段教学目标，占平时成绩的40%）、作业成绩（平时作业12次，任课老师抽查作业并进行全班点评，学生之间交换作业互改;根据作业完成及订正情况给出作业成绩并签名;未完成作业，当次作业计0分。每个学生取平均分计算平时作业成绩，占平时成绩的20%）、课堂提问（每个学生轮1-3次，检验学生是否有效预习、有效复习巩固，占平时成绩的20%。）、学生互评（学习小组内学生之间相互评分，之后由学习委员和学习小组长根据每个学生参与研讨的情况和老师评价核定分数，占平时成绩的20%）。

这种多方位的形成性评价，让学生参与自己的成绩评价，力求做到全面、公平、公正、高效。不仅让课程评价体系与课程目标达成更加呼应，又让学生能够更加注重平时的学习，回归课堂，回归学习的全过程，避免了学生考前突击、临时抱佛脚的不良现象。化资学院化学专业2020级、2019级和2018级1、2班学生的无机化学2（元素化学）期末成绩如图所示，他们采取的教学模式分别是线上线下混合课堂教学模式、线上教学模式和纯课堂教学模式，对比三期的期末成绩分布图，试行线上线下混合教学的2020级学生期末考试成绩明显优于疫情之下线上教学的2019级学生和传统课堂教学模式下的2018级学生。

4.课程考核体系支撑课程目标达成

元素化学部分的课程学习目标如下：

课程目标1：能够运用无机化学的基本原理和理论去理解并熟悉重要单质和无机化合物的性质、制备及应用，初步掌握反思方法和技能，为从事中学化学教学打下坚实学科基础;课程目标2：学习化学的兴趣不断被激发与增强，能自主学习本学科领域知识，能运用无机化学的知识和研究方法、团结协作、分析、探索和解决化学的实际问题;课程目标3：增强民族自豪感和自信心、厚植爱国主义情怀、坚定理想信念，理解无机化学在社会生产生活和学科育人中的价值。具有一定的安全意识、环保意识、创新意识和可持续发展理念。

元素化学部分课程目标达成度评价采用“考核成绩分析法”，课程考核材料包括期末考试（50%，）、测验（20%）、作业（10%）、小组研讨+合作学习+探究性学习（10%）。随机抽取2020级化学2班教学班级为样本（不含重修学生），根据试卷中题目及形成性评价的每个小项目对课程目标的支撑程度来计算课程目标达成度，课程目标达成值计算结果显示，元素化学课程目标达成度为0.83，课程目标达成情况良好。

5.结语

利用元素化学在线课程资源开展课堂教学改革以来，对比20级、19级、18级化学专业学生期末考试成绩，不论是平均分还是不及格率上，成绩提高的效果是明显的，接受该模式的学生人数远远大于传统教学课堂。《无机化学2》教学目标达成情况问卷调查显示75%以上的学生认为自己教学目标达成较好，仅仅有1%的学生认为自己课程目标达成较差。该模式不仅对学生的知识掌握具有一定的促进作用，对学生的自主学习能力、分析归纳解决问题的能力、协同合作和语言表达能力均有大幅提高。當然该模式仍需继续探索和优化。比如可以在每章结束后要求学生先自行总结，通过画思维导图的方式将知识点相互联系。教师应注重知识迁移。还有在过程考核中如何细化课程思政的具体考核内容和标准等。

参考文献：

[1]马骁飞，马亚鲁，田昀，等.利用无机化学在线课程资源，开展翻转课堂的教学实践[J]大学化学，2018，33（11）：15-21

[2]张红燕，张文娟，冯晓琴，黄宏升.以“雨课堂”为载体的无机化学智慧课堂建设探索[J]教书育人（高教论坛），2019（2）：106-107

[3]程国娥，夏华，王运宏，曹菱.无机元素化学教学改革的尝试和体会[J]大学教育，2013（22）：100-101

[4]李莉，鲍霞，孙志梅，潘路.基于能力培养的元素化学教学改革与实践[J]通化师范学院学报，2015（2）：89-91

[5]李佳佳，张拴，唐于平，郭惠，史亚军，龙旭，王李雯，孟庆华，张光辉，张赛.线上线下互动教学模式在医学院校基础化学教学中的应用——以“缓冲溶液及其作用机制”为例[J]化学教育（中英文），2020，41（16）：67-72

[6]杨浩，吴月涵，康廷硕，唐紫依，王燕，王志宁，马德方.结合科研项目推进环境专业《无机化学》教学改革的经验介绍——以纳米银环境迁移化学问题为例[J]山东化工，2021，50（4）：239-240+242

[7]李祥子，冯志君，陈结霞，周蓓.基于慕课线上教学的过程性评价体系的构建[J]药学教育，2021，37（2）：74-78