“物理化学”在线开放课程建设探索与实践

刘文杰，朱玉岚，刘 瑜

（常州大学 江苏 常州 213164）

在线开放课程凭借其强大的平台功能和丰富的学习资源，打破了传统教育的时间和空间需求，颠覆了传统教学观念，引领了现代教学思路、教学方法的改革方向[1]。教育部在2015年4月出台《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》，要求各高等学校要紧密围绕立德树人根本任务，以我国高等教育教学传统优势为基础，引进国际先进经验，采取“高校为主体、政府重支持、社会多参与”等方式，集中多方优势力量和资源，构建具有明显中国特色、体现正确价值观的在线开放课程体系。教育部要求在线课程要以应用为驱动、以使用为目标建设，进一步推动在线开放课程在高校的广泛应用[2]。2020年初，教育部提出，疫情期间要做到“停课不停教、停课不停学”。此时，在线开放课程发挥出了巨大功效，充分利用相关在线平台，深入开发一流在线课程，积极探索线上线下相结合的混合式教学模式，有助于推动高等教育供给侧改革，实现我国高等教育人才培养质量提升。因此，作为化工制药类专业核心基础课程的物理化学在线课程的建设刻不容缓。

本文结合常州大学石油化工学院物理化学教学团队所讲授的物理化学重点课程，进行物理化学在线开放课程的建设探索与实践，并简要介绍了物理化学在线开放课程建设的内容、特点以及应用情况。

1 物理化学课程概况

物理化学是一门理论性很强的专业基础课，在化工专业本科课程体系中处于自然科学的通用理论层次和专业理论层次之间，是重要的专业基础必修课[3]，该课程的学习主要培养学生的数理基础、逻辑思维、综合分析和理论运用能力，提高学生对事物认知、知识探索及分析解决复杂工程问题的能力，强化学生的工程意识[4]。

物理化学涉及很多抽象的概念和基本原理，大量的数学公式演练推导、不同条件下理想模型的构建等，与数学和物理知识联系紧密，推导过程十分困难。对于大多数学习者来说，理解物理化学的内容不难，看懂物理化学的例题也不难，难的是相关知识点的理解以及如何自己动手实际解决问题。另外，目前国内外同类课程多是参照传统理科专业中物理化学的教学内容和教学方式，更多的是强调状态变化的理想过程和物理化学的理论性，对工程生产和社会实际的需求关注较少，有一定的重科学轻技术、重理论轻实践的倾向[4]。

2 物理化学在线开放课程建设和应用情况

不同于线下传统课堂教学，在线开放课程与传统学习过程的区别就在于不受时间、空间的限制，学生可以进行碎片化学习，灵活掌握学习时间，还可以针对自己的知识薄弱点选择自己想学的内容进行学习，只要有网络有时间，可以随时回看和复习。

常州大学物理化学在线开放课程建设中依托互联网信息技术，针对课程教学内容，围绕学生知识、能力、素养等达成要求，融合物理化学学科前沿技术，融合化工产业发展的安全化、绿色化技术，对课程教学内容进行系统化设计，提升学业挑战度，增加课程难度，拓展课程深度。培养学生的思维创新和解决复杂工程问题的能力，进一步将基础理论知识运用到科学研究以及生产实践中去[5]。

2.1 课程资源建设

在线开放课程的建设重点在于课程网络教学资源的建设，通过对课程内容的设计，课程知识点的梳理，同时借鉴已有在线课程的经验，整合资源和软件，录制相应视频，整理与视频相对应的习题、课件以及拓展资料等。常州大学物理化学在线课程获批2018—2019年高等学校在线开放课程立项建设。

针对在线开放课程的特点，改变传统45分钟一节课的线下教学模式，首先根据大部分工科院校所选用的天津大学《物理化学》第六版教材中的教学内容，合理划分物理化学的课程内容，分解并串联相关知识点，建立知识理论框架结构，根据知识点的相互关系分别请课程团队教师进行知识点讲解以及配套例题解析，请专业在线课程视频制作公司录制教学视频，每个教学视频控制在5—12分钟，录制完成后上传至大学MOOC在线教学平台。到目前为止，常州大学物理化学在线开放课程已经录制了66个重点知识点和例题解析教学讲解视频。相关教学内容主要针对本校相关专业学生的学习需求，在大学MOOC开课后，其他高等院校及相近专业的学生也可以根据学习需求选择本课程进行学习，同时亦可以作为物理化学课程教师的备课资料。

2.2 教师团队建设

现代教学要积极促进教学方式从“以教为主”向“以学为主”转变，重在培养学生的协作、沟通、思辨和创新能力。常州大学物理化学教学团队通过学院“教学能力提升”“工程实践能力提升”“国际化视野拓展”“学术能力提升”等四大教师培养工程，提升团队教师国际交流或具有国际教育背景的比例，提高教师的创新创业教育能力与信息化教学能力，围绕新工科、课程思政、创新创业等教育热点，构建“国家、省、校、院”四级教改课题申报激励机制，系统布局支持团队教师教育教学研究。

团队教师均拥有多年丰富的教学经验，致力于培养具有实践能力、综合素质、务实精神和创新意识的工程应用型人才。目前团队主要由12名教师组成，其中教授5名，副教授2名，讲师5名，教师队伍老中青结合、国际化水平高、教科研能力强。近三年，团队引进了4名青年教师，更是进一步推动了物理化学课程的信息化和数字化建设，新鲜血液的加入对在线课程新兴教学模式和方式的广泛应用起到了更好的推进作用。

团队所授物理化学课程为校级精品课程，物理化学在线课程获批2018—2019年高等学校在线开放课程立项建设。团队成员获江苏省教学成果特等奖和校级教学奖，指导大学生创新创业团队获“挑战杯”全国二等奖及三等奖多次，被共青团江苏省委评为“创青春”江苏省大学生创业大赛优秀指导教师。团队成员中还有江苏省青蓝工程青年学术带头人，承担包括国家、省级和市级各类纵向科研以及大量横向科研项目，并获多项省部级科技奖项，是一支教学科研齐头并进、硕果累累的优秀团队。

团队教师将教学与教研相互渗透、相互交融、共同发展，教学问题提炼教研方向，教研成果指导教学实践，根据学科专业最新发展动态，及时调整授课内容，讲求时效性、前沿性，提高本科教学质量。积极参与专业建设、教学改革研究、在线课程建设、培养方案修订、实验室建设等教学质量工程，成为近年学院教学质量工程的主体工作。根据课程教学大纲和所制订的课程目标，结合物理化学学科最前沿的研究和授课教师自身研究方向，与学生分享传统理论与最新研究的碰撞，开阔学生的眼界，为提高学生解决复杂工程问题和创新研究的能力，培养研究型工程应用人才提供了良好的条件。

2.3 教学方法建设

传统的物理化学教学课堂沉闷、枯燥无味，讲台上教师讲、座位上学生听，此外，教师也一般建议学生采用课前预习、课上学习、课后复习以及作业巩固这样的方式进行学习。但是，网络时代学生学习知识的方式和手段很多，对这种填鸭式的传统教学方式明显热情不高，对知识的掌握停留在“知其然，而不知其所以然”的阶段。而且，对于工科类专业学生而言，应该通过专业基础以及专业课程的学习来掌握解决复杂工程问题的能力。但是，专业基础理论课程的学时数大多不足，只靠课堂的45分钟，教师将没有太多的时间就某个难点和重点问题展开，学生也无法在课堂上完全理解教师所讲授的内容。因此，要求学生通过学习物理化学课程中的基本原理、判断依据以及计算方法观察生产实际，分析和解决复杂工程问题就成了“空谈”。

在线开放课程不受空间和时间的限制，将必须在规定时间和规定地点集中授课的形式，转变为每位学生可以在各个地方以及需要的时间里学习课程知识点，这样能明显扩大学生的受众面和受益面，解决了实体课堂中讲授知识与交流反馈之间此消彼长的矛盾。通过物理化学在线课程的建设，可以形成线上线下相结合的新型学习方式。

“线上课堂+线下课堂”的有机结合，充分调动学生参与教学过程的积极性，强调团队学习和互动学习，变演绎思维为归纳思维，培养学生自主学习及团结协作的能力。线上课堂，教师通过知识点的选取，将拍摄的教学视频发布后，由学生利用课外时间自主学习，并在慕课的讨论区发布相关知识点的问题，由学生在讨论区进行回答和讨论，教师同样在讨论区参与研讨，从而了解学生对知识点的掌握情况。此外，学生也可随时在QQ、微信群等线上学习交流群里提出知识理解过程中出现的问题，课程团队也会组织教师在尽量短的时间内进行在线解答。线下课堂的教学方式以探讨分析问题为主，要求学生充分利用理论知识去分析实际生活生产问题，以小组形式进行讨论，提高每一位学生独立分析和解决问题的能力以及团队协作能力，培养具备开拓性与创新性的应用型专业人才[6]。

物理化学在线课程主要通过平时情况（10%）、期中考核（20%）、线上课程学习（30%）以及期末考核（40%）等方式来对学生的学习情况进行评价。平时情况分平时作业和线上线下课堂学习情况来评定成绩，依据学生完成作业的次数和质量以及线上线下交流互动情况给予成绩评定。学生在课堂以外的自主学习过程，包括课后复习情况、网络慕课的利用及线上相关测验等，以慕课考核成绩给予成绩评定。线上大学慕课课程“物理化学”与线下授课同步开放，涵盖物理化学中的重要知识点和难点等内容的视频、讨论及测试，跟进与考核学生的整个学习过程。

通过多种过程性评价以及对评价结果的及时反馈，任课教师可以随时调整教学内容和方法，不断持续改进，提高学生对物理化学知识的掌握以及灵活运用能力。到2021年12月止，已在大学MOOC上开设三轮物理化学在线开放课程，选课总人数累计达到4636人，学生对这种线上线下混合教学方式的评价较好。

3 结语

物理化学在线开放课程有效实现了原有线下课堂在时空上的延伸，充分体现了以学生为中心的教学理念，提高了学生对原本枯燥理论的学习兴趣，学生有了更充足的思考时间，能够加深对物理化学知识的理解，使物理化学的课程教学效果得到较大提升。今后，本课程团队将根据知识更新以及学生需求持续更新线上线下课程资源，加快开发物理化学理论和实践课程的应用，不断提升在线课程的教学质量，为学生提供更加优质的资源和学习体验。