关于构建开放式分析化学课程体系的探讨

高慧妍

沈阳科技学院（辽宁沈阳 110000）

为深入贯彻落实《辽宁省人民政府办公厅关于推动本科高校向应用型转变的实施意见》（辽政办发〔2015〕89 号）和《辽宁省人民政府办公厅关于印发辽宁省深化普通高等学校创新创业教育改革实施方案的通知》（辽政办发〔2015〕70 号）精神，沈阳科技学院正积极推行应用型学科的转型工作，而课程建设是应用型转型中的重要环节。分析化学课程是应用化学、高分子材料、安全工程、能源、化工、制药等专业教学体系中重要的专业基础课之一，是学习其他专业课程的过渡课程。提高分析化学课程的教学效果对学生四年的专业教育来说至关重要。

1 分析化学课程改革的必要性

沈阳科技学院实行大类招生，采用“3+1”的培养模式，而在分析化学的授课过程中，采用大班授课制。教师根据考点讲授，授课内容繁多，知识点繁杂，而授课学时有限，没有全面地考虑到学生的专业需要。面对大量复杂烦琐的化学公式，不少学生上课时只顾埋头自思，或是忙着记笔记，思想不能与授课教师保持一致，导致课堂效率低下。这是目前教学中存在的一个主要问题[1-3]。

学生方面，相关基础一般。在众多学生中，很大一部分在高中学习阶段并未涉及分析化学相关内容，这造成学生在平时的学习过程中感觉难度较大，进而对分析化学的学习兴趣和积极性不高。

教师方面，教学理念需要更新。很多教师沿用传统的教学方法，在课堂上密集地向学生传授知识点，单方面对学生进行知识灌输，使学生失去了参与感，不能发挥学生学习的能动性；在教学过程中，没有充分调动学生的主动性和积极性，课堂成为了教师的“一言堂”，这种授课模式严重制约了学生的全面化发展。

课程改革的最终目的是培养学生的兴趣爱好，强化学生的基础知识，提高学生的应用能力和实践能力，实现课程教学的培养目标与就业岗位要求的零对接[4-6]。

2 构建开放式分析化学课程体系的思路

为探索分析化学课程体系建设有效途径，适应应用型理工专业“新工科”建设提出的“创新型、跨学科视野和强实践能力”人才培养新要求，充分运用教育信息化时代新的研究理论和技术手段，重组和变革分析化学课堂教学生态关系、结构要素和过程场景等课堂基因，建立了一套特色鲜明的多元开放式课程教学体系[7-10]。

教学内容优化:通过查阅文献、分析微课等网络教学模式在国内外的研究现状及应用情况，结合学校民办学院学生的实际情况，为本课题所要建设的“本土化”的微课程资源提供夯实的理论基础。根据现有培养方案，秉持“要素入手，能力本位”的教育理念，按照不同的大类招生，对各专业教学内容进行增加和删减，使授课内容更贴近专业教育，增加知识的实用性。

课堂教学设计：根据优化后的培养方案，将所搜集的文献和教学实例适当地引入课堂教学，以此激发学生的学习热情和兴趣；在有限的理论课学时内，传授更多的学习技巧和实用性更高的知识，使课堂教学的内容更合理。

数字化教学资源建设：利用慕课（MOOC）平台布置课前预习内容并进行课后考核，让学生了解下次课课堂授课的重难点，带着疑问上课，在听课过程中寻找答案；将预习情况和课后考核情况纳入平时考核体系，并记入期末总成绩。

课堂应用探索：根据学生学习情况的反馈，检验微课的建设质量及教学应用效果，并根据课堂情况，积极、及时掌握学生感兴趣的地方和没有兴趣的地方，探索更高效的教学方案。

反馈结果总结提升：根据学生的课堂表现和期末成绩总结授课经验，反思新授课模式的优势和缺点，并对微课开发情况、应用情况进行研究总结，作出课程结论，包括课程改革的研究现状、微课开发的具体流程、实际教学的应用效果和特点等。根据应用化学专业学生反馈意见，对微课教学改进的计划与设想进行总结与完善。

3 构建开放式分析化学课程体系的具体举措

3.1 构建分层次信息化教学资源新体系

本次分析化学课程的教学改革注重优化重组课程知识体系，以兼顾学生共性提高和个性发展。按记忆、理解、应用、分析、评价和创新6 个层级，架构以“MOOC+智慧课件+试题库App+虚拟仿真实验”四大模块作为改革四大核心的分层次信息化教学资源体系。

大规模开放在线课程是“互联网+教育”的产物。慕课的特点为：（1）自主与自动。慕课学习最突出的特点是自主与主动。自主性首先体现在学生能够自主选择课程，甚至自主创建课程。主动性主要是指学生能够自主学习。由于每个人参与课程的动机不同，有的人学习到一半就放弃了，有的人可能是想了解该课程某一部分的内容，因此，学习进程也是有差距的。（2）拓展性学习。慕课的学习是拓展性学习，如果学生自主完成了慕课学习，说明学生对该课程内容非常感兴趣，对所讲授的新知识有求知的渴望，所以通过慕课的学习一定是有深度、有拓展性的。传统课堂一般是学习老师教授的内容，而通过慕课平台，学生可以围绕课程内容的主题线索开展个性化的、深入的学习。（3）网络课程。这种课程并不是面对面的课程，而是在互联网上进行的课程，学生的上课地点不限，即在任何地方都可以花费最少的成本来享受一流的课程教学。（4）课程的多样性。慕课课程在组织方式上强调“翻转课堂”，在课程内容上强调重组，在学习方式上强调众包交互。对于要进行在线学习的学生来说，这种教学形式是相当有效果的。

目前，信息化席卷整个教育行业，教师应尽可能让学生享受到信息化所带来的教学模式的变革。从学生的角度讲，利用智慧课件系统，可以把一些零散的时间利用起来。如果他们在学习生活的间隙，想要查看老师上一节课讲的内容，可以很方便地翻阅相关材料，里面有详细记录。从教师的角度讲，智慧课件提供了很好的教学管理平台，课程通知、课程作业提交、学生信息管理等都可以在这个平台上进行。归根到底，智慧课件是为了回归教育本质，将课堂从教学过程中课前-中-后全方位以先进的科学技术加以辅助，让学生、教师、院校受益的综合解决方案或平台。

对于学生而言，学习是他们的任务，但是学生的学习方式各不相同，而学校的教育方式大致相同，所以难免会有学生不能接受传统的教育方式，学习成绩自然一落千丈。为了帮助他们更好地学习和复习知识，学校可以创建试题库App，内容包括：（1）考点精选。包含知识点、考点清单、易错点及注意事项等内容，让学生在短时间内巩固知识点、考点，有效提高学习效率。（2）名师直播。每天推送免费的直播课，使学生随时随地轻松地学习，不被时间和空间束缚，随时与老师、同学交流考试心得。（3）精选考题：题库收录多年经典期末考试题、考研真题等，让学生巩固练习，以加强知识点的应用。试题库的应用，使得学生可以随时随地刷题，有效利用碎片时间，提高学习效率。

化学是一门以实验为基础的自然学科。没有化学实验，这门学科就没有灵魂，化学学习将变成机械式记忆，化学教学变成空洞的说教。重视实验并发挥实验教学的功能，就能抓住提高教学质量的关键。对于分析化学课程的教学，通常采用理论教学与实验实训相结合的方式，但是受有限的实验教学学时及实验条件的限制，会存在理论教学与实验课程不能有效结合的情况。学生对老师所讲授的理论知识没有直观的认知，不能够学以致用，对教学效果造成很大的影响。在分析化学课程中引入虚拟仿真实验系统，理论课程中涉及的实验部分都可以在虚拟仿真实训系统中完成虚拟操作，教师可以一边理论教学一边进行虚拟仿真实训，让学生在学习理论知识的同时，直观地观察到所涉及的实验现象，为学生营造轻松有趣的课堂氛围，有效激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

3.2 优化重组课程跨学科知识体系

系统融入Excel 软件、Matlab 编程、SPSS 数据统计软件等计算机学科知识，构建跨学科教学模块，实现分析化学公式图形化和复杂数值计算程序化教学。与此同时，以跨学科视角对课程内容进行升级改造，重构两个层次的跨学科知识点融合，包括针对复杂科学问题开展的跨学科主题教学和依托慕课讨论区开展的跨学科开放式讨论专题教学。

分析化学理论性强，计算公式多且杂，将Excel，Matlab，SPSS 软件应用到教学过程中，既锻炼了学生的动手能力，又提升了学生的数据分析处理能力。数据分析能力已经成为各个行业必备的技能，如果能熟练掌握数据分析技能，对于学生来说，不管是申请留学还是以后的就业，都会是一个很大的加分项。

“跨学科”一词最早出现于美国，学者舒梅克提出了跨学科教学的定义：教学将跨越学科界限，把课程的各个方面组合在一起，建立有意义的联系，从而使学生在广阔的领域中学习。多学科融合是现代化教育的趋势，多学科融合的最终目标是全面培养学生的学习能力，提升学生的综合素质。在进行分析化学的单科教学时，学生对于一些问题的认知局限在本学科中，这使得学生理解问题比较片面；而在学科融合时，教师将环境、食品等学科知识融合在一起教学，这些学科之间并没有严格的界限之分，在实践应用中的关联十分紧密，而且各个学科之间会产生协同作用，使学生打破对传统分析化学教学中的单一认知，学会多维度地认识问题和解决问题。

3.3 创新分层次混合式教学新模式

结合在线开放课程和雨课堂进行翻转课堂，即递进式OPPOs 混合式智慧教学新模式，课堂更注重学生对知识的运用和创新。每个OPPO 教学单元包括：线上课前预习与预习测验、思维导图预习汇报、参与式学习以及线上课后测验和复习。实现课前-课中-课后全链条智慧教学。在多轮OPPOs 后嵌入分层分级、难度进阶的课程任务，提升课程挑战度，实现学生高阶能力的培养。通过角色代入、任务驱动、实验模拟、话题讨论、问题导入等多种方式驱动课堂教学，充分激活学生学习热情；通过小组讨论、同伴教学、组间互评、随堂辩论、多师教学、校际交流、学术墙报等新颖的教学组织形式，有效促进师师协作、师生互动和生生互助学习，实现问题共振、情感共鸣及智慧共生。

3.4 构建“2+2”能力进阶实验实践体系

分别构建基于“分析化学实验+化学技能竞赛”的基础应用型和基于“分析化学技能实习+创新创业类大赛”的综合创新型实验实践体系。通过分析化学实验课程和实验技能竞赛，提高知识运用能力，解决学生综合素质和基本能力培养问题。分析化学技能实习是分析化学课程跨学科主题教学的延续，借助土壤成分及性质测定、化肥农药分析两个实际生产项目，让学生独立探索，通过方案的不断优化调整及验证，培养学生对知识的综合运用能力和解决实际生产问题的能力。通过两个层次的跨学科知识体系，初步培养科研实践能力，解决学生创新实践能力培养问题。

4 结语

基于课程培养目标与职业岗位需求，通过构建开放式分析化学课程教学体系，可以弥补传统分析化学课程教学中的一些不足，并切实有效地提高教学效果。但是，教学改革是一项复杂烦琐而且艰巨的工作，不能一蹴而就。要在长期的教学过程中不断地摸索，根据学生的实际学习情况逐步推进，才能切实提高学生的综合能力与素质，培养学生的创新意识与实践能力；响应教育部打造“金课”、消灭“水课”的号召，将授课模式转变为以学生为核心，切实提升分析化学课程的教学质量。