“物理化学”在线开放课程建设与教学实践

李艳萍 陈纪文 赵艳敏

化学与生物工程学院银川能源学院 宁夏银川 750105

“物理化学”课程是我校化学工程与工艺、能源化学工程专业的专业必修基础课。总学时88学时，理论64学时，实验24学时。同时也是食品质量与安全、生物工程专业的专业基础课程，在第三学期开设，本课程从物质的物理现象和化学现象的联系着手，研究化学变化、相变化及化学变化的基本原理。要求学生掌握与专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识；了解能源化工的发展现状和新工艺、新技术、新设备和发展动态，能够适应现代技术的发展，具有自主学习和终身学习的意识。在物理化学课程的学习过程中，可以培养学生严谨的工作作风，该课程特点是概念多、公式多、计算多，内容抽象且学习难度较大。

“物理化学”课程在线教学资源虽然很丰富，但是我校是应用型本科院校，能够贴合我校培养目标的教学资源还是相对比较匮乏。目前知识传授多拘泥于传统课程的教学模式，教学多以线下教师为中心，进行“填鸭式”满堂灌教学，结合我校实际情况，课时与实验场地都非常有限，不利于培养学生学习的自主性、创造性，也不利于学生应用能力的提高及人格素养的培养。如何在有限的教学条件满足学生对物理化学知识的渴求，是物理化学教师一直积极思考的问题，所以在线开放课程的建设势在必行。

一、“物理化学”在线开放课程建设的探索

围绕“互联网+课程思政+教学”，积极开展“物理化学”在线开放课程资源建设可以实现各专业、学科间优质资源的共享，有利于学习者主动性、交互性和协作性学习，教师可以通过线上线下混合模式进行教学，提高学生综合能力，实现了对学习者的评价和监测，同时可以对学习信息进行及时反馈，有利于教师掌握实时情况，从而提高教学质量。本课程建设使用的是学习通平台，建设及使用情况良好，覆盖该课程开设的所有专业班级。

(一)数字化教学资源的建设

我们完成了“物理化学”数字化课程建设，向学生提供了包括全程教学视频、教学大纲、课件、习题库、试卷库和拓展知识等在内的大量数字化教学资源，并在学习通平台面向全院所开设该门课程的学生开放，同时还录制了典型的实验视频、重难点知识点讲解的微课视频、章节作业库、章节思维导图和测试题库等数字化资源，提供了一些重点大学比较经典的微课视频。这些数字化资源更有利于支撑学生的自主学习能力的培养和教师的线上线下混合式教学，对校内的在线课程建设起到良好的示范带头作用。

(二)课程微视频的设计与制作

依托于本校的人才培养计划和教学大纲，我们选用的是大连理工大学王新平教授主编的《基础物理化学》教材，针对教学大纲中的重难点知识点，我们分别采用录屏、演示、情景动画等方式进行了微课录制，为线上线下混合式教学提供素材。

二、“物理化学”在线开放课程建设的教学实践

采用多样化的教学模式与过程性评价体系为主线进行教学实践。物理化学内容抽象，繁多，理论性又较强，条件多，公式多，尤其热力学部分的知识点环环相扣。在一般大学里是两学期的课程，我们为一学期的课程，课时量大大减少，所以在传统的教学过程中我们很难在有限的课时里将物理化学知识点讲深、讲广，而且课堂上也没有充分的时间与学生进行互动交流，这不利于培养学生分析问题、解决问题的能力，难以达到素养目标的培养。而且对于我校能源化学工程专业的学情而言，培养学生的创新意识更是难上加难，因为该专业学生是文理兼收的，相当于部分学生化学基础是比较薄弱的，课堂上接受知识的程度是较慢的。因此，我们构建出多样化的教学模式，借助于现代信息化教学技术，结合过程性评价体系，以期能够高效地完成物理化学课程的教与学。

(一)以“学习通”为载体，开展线上线下混合教学

近年来，国内“互联网+教育”理念的提出以及MOOC、SPOC形式的引入使得混合式教学模式在国内得以迅速发展[1-2]。物理化学课程是大二第一学期开设的课程，经过大学一年级的过渡，学生是有个性化与多样化学习需求的。所以我们以“学习通”APP为载体[3]，开展线上线下混合式教学，借助互联网和大数据对学生“课前—课中—课后”3个环节的学习情况进行实时跟踪，并实现师生互动、生生互动，高质量完成物理化学课程的教与学。

模式1：知识点精讲，课前教师在平台发布任务，同时设置问题情景，引导学生自主学习。课中，教师采取讲练结合的方式，借助于“活动”模块完成课堂互动。例如，通过“抢答”“投票”“随堂测试”等活动充分调动学生的积极性，通过实时答题情况，教师有针对性地进行讲解和分析，提升课堂教学效果。学生也可以把握自己对知识掌握的情况以及了解自己在班级中的水平，时时进行预警，促进学风建设。课后，教师利用题库和章节练习发布时效性的作业督促学生复习巩固知识，学生也可以完成题库中更多的题，或者去学习拓展知识环节，延伸课程的挑战度。

模式2：翻转课堂。课前老师布置任务，课中学生根据预习与小组讨论将成果以PPT、视频等形式进行汇报，全程进行录制并上传学习通小组活动，课后学生和教师在线根据评分规则进行成绩评定。通过小组讨论、课堂汇报并结合教师点评等方式帮助学生理解相关知识点的重点与难点。教师还可以在学生讨论的基础上，对知识点做进一步延伸与迁移[4]，以满足部分学生的高阶性需求。

模式3：随堂测验与思维导图法。灵活应用题库，用十分钟左右的时间对章节中涉及的重难点知识点进行测验，根据测试反馈，教师进行点评讲解并引导学生去做章节思维导图，将碎片化的知识点进行串联，提升教学效果。

模式4：课堂教学与课程论文相结合，培养学生的基本科研素养。安排学生开展相关物理化学知识点与学生专业领域相关的研究报告的撰写。查阅文献、撰写报告可以培养自主学习能力，激发学生的求知欲，加强他们对教学内容的理解，拓宽知识领域，并为今后的毕业论文和科研工作打好基础[4]。

模式5：理论与实验相结合。物理化学是理论与实验相结合的一门学科，在人才培养方案中，理论64学时，实验24学时，所以我们基于实验教学，依托于实验过程来更好地理解理论知识点。

(二)过程性评价体系建设

本课程为考试课程，根据课程建设目标，采取N+1+1的考核方式，具体见表1。

表1 考核方式和分值比例

通过大数据的精准记录和分析，及时了解学情，有针对性地进行教学方案的调整，更好地达到预期目标。

三、教学成效与反思

以“学习通”为载体进行物理化学课程的建设与实践过程中，通过与学生座谈、问卷调查等方式及时了解学生对课程建设与效果的满意度，认真修改教学方案，分别对比建设前后学生的期末考试成绩和总评成绩，进而反馈物理化学在线开放课程建设的教学成效。

(一)调查问卷法对课程教学成效的反馈

通过对20级化学工程与工艺39名同学及能源化学工程专业23名学生进行不记名问卷调查，得到课程建设的反馈结果，如表2所示(能化2001班)。

表2 关于物理化学课程思政教学的问卷调查反馈情况表

通过问卷调查，发现学生对物理化学在线开放课程教学的必要性、教师的满意度、课程建设的满意度、教学实践接受程度和学习效果的评价还是比较好的。

(二)建设前后的期末成绩对课程教学成效的反馈

表3为我院能源化学工程专业1901班与课程建设后我院能源化学工程2001班期末考试成绩对照表。通过分析表明：物理化学课程改革提高了学生的学习成绩，最高分由96分提高到99分，最低分由原来的24分提高到43分，而且中等成绩和及格成绩占比增大，成绩能够更好地服从正态分布。通过考核方式的建设，对比总评成绩，从下图也可以发现同样的结论，所以整体而言，物理化学课程建设是有成效的。

表3 能源化学工程专业1901班与能源化学工程2001班期末成绩对照表

能源化学工程专业2001班试卷成绩分布优秀90分以上良好80～89分中等70～79分及格60～69分不及格60分以下3人3人8人5人4人及格率平均成绩最高分最低分13.04%13.04%34.78%21.75%17.39%82.61%729943

2001班能源化学工程专业1901班与能源化学工程2001班总评成绩对照图

(三)教学反思

“物理化学”在线开放课程建设与教学实践取得了比较满意的成绩，下一步目标：我们将在建设的基础上继续提高建设的挑战度与高阶性。首先，结合物理化学学科特点及内容，进行更好的课程设计，多融入课程在实际生产生活中的案例，帮助学生理解物理化学定知识点。其次，众所周知物理化学课程是绝大多数高校化学化工相关专业研究生入学必考科目，物理化学的教学和学习效果决定着学生的考研结果，所以继续进行题库建设，加入近几年的考研真题，提高教学的挑战度，满足部分学生需求。最后还需完善微课视频录制，更好地为线上线下混合式教学服务。

结语

在“物理化学”在线开放课程建设与教学实践过程中，多模式的教学过程可以更好地激发学生学习的动力，促使学生主动地去学习，而且课程的质量和学习成效是课程建设的关键，教学内容紧跟时代发展，不断进行更新，重视正确价值观的引领，将信息化技术更好地与教学方法与模式进行融合，更好地实现“以学生为中心”的宗旨，真正做到“守好一段渠，种好责任田”，同时建立课程之间的联系，提高我校人才培养方案的建设。