大类招生视角下线上线下混合式无机与分析化学课程建设与实践

曲 楠

（吉林农业大学资源与环境学院，吉林长春 130118）

大类招生是高等院校招生时，采取按学科大类招生培养的一种模式。新生入学后的一年或两年进行通识课程与大类基础课程学习，再根据所选专业的标准，由学生志愿、学习成绩、综合排名等信息，以公平、公开、公正的原则进行专业分流，最后经过专业培养直至完成培养目标的一种以学生为本的新型人才培养模式[1-2]。大类招生模式改变了以固定专业为基础培养学生的基本框架，为学生的个性化学习开拓了更大空间[3]。目前，我国已有百所以上高校逐步开始推行大类招生培养模式，该模式已成为高等教育人才培养模式改革的趋势和方向[4-6]。

随着互联网、大数据和人工智能等现代信息技术的高速发展，包括MOOC、SPOC 和翻转课堂等教学新形式不断涌现。新的人才培养模式和时代的发展都迫切需要在教育教学领域实施有效的改革，充分利用信息化技术参与教学过程，积极运用现代化教学手段促进高校教育教学质量的提升[7]。传统的线下课堂教学与融入现代信息技术的线上教学将长期共存并深度融合，线上线下混合式教学新模式必将成为高校教学的“新常态”[8]。

无机与分析化学课程是高等院校化学、化工、生物、材料、能源及环境等专业的基础必修课程，也是通识教育所设课程之一，更是新生入学后的第一门化学课，对后续其他化学课程及专业课程的学习具有重要作用。本文在大类招生背景下，结合吉林农业大学实际，以“学生为主体，教师为主导”的教育理念为指导，从课程框架、教育理念、教学内容、教学手段和教学评价等方面进行改革，利用MOOC、微信、腾讯会议及超星学习通等现代信息化手段对不同地域和专业大类的学生，开展线上线下混合式无机与分析化学课程建设与实践。通过线下教学为主，线上教学为辅，将基础与专业互融，教学与科研并进，多措并举推进课程建设向纵深发展，拒绝“水课”，全面打造一流本科课程，着力培养“四新”卓越创新人才。

1 线下课程建设

线下教学是高等院校课程教学的主要形式，更是高等院校教育教学的主战场。开展有效的线下课程建设，提高线下课堂教学实效性，将从根本促进课堂教学改革，切实提高课堂教学质量。

1.1 加强课程教材建设

教材是知识的载体和高质量教学的保障。为适应当前教学形式的需要，化学团队教师重编了《无机及分析化学》教材，并由高教出版社出版。新版教材考虑到大一新生化学基础不同，课程学时不足及专业需求差异等问题，以高中化学为基础，去除部分太过深奥的内容，简化了复杂的公式推导，增加了前沿性化学知识，使教材结构更合理，内容更易懂。同时，对与后续课程有机化学和物理化学密切相关的内容进行了加强，体现了课程间的关联性和基础化学一个整体的理念。

1.2 合理整合课程教学内容

无机与分析化学课程主要包含物质结构、化学反应原理及其对应的定量化学分析方法和部分仪器分析三大知识体系。由于课程内容广泛，理论性强，且学时紧张，故需将碎片化的知识模块化，再将模块串珠化、脉络化和系统化。并根据不同大类对化学知识的需求差异，将无机与分析化学分成A 和B 两类，分层次构建各自教学框架。同时，不断优化教学资源，合理整合教学内容；及时更新契合当前学科大类发展与时代需求的内容，使其既能满足学生后期专业划分后对化学知识的不同需求，又能激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性。

1.3 不断优化教学设计

针对不同的教学内容，运用案例式、翻转课堂、问题导向式（Problem-Based learning，PBL）及团队学习式（Team-based Learning，TBL）等不同的教学方法进行教学设计，充分发挥教师作为启发者、引领者、聆听者、反馈者和总结者的作用[9]。

对于相对枯燥、不易理解的教学内容，可通过案例式教学以案例为基础启发学生独立思考，增强学生分析和解决问题的能力[10]。比如，在讲酸碱缓冲溶液时引入案例：“某新闻，6年将碳酸饮料当水喝 78岁老人酸中毒离世，经检测发现老人血液中的酸碱度（pH）只有6.8，正常值为7.40±0.05，提示酸中毒。”从案例出发，启发学生思考，为什么正常人体的血液可以维持pH 在一定范围内呢？让学生通过分析问题，加深对知识点的理解。而对于比较容易理解的教学内容，可借助翻转课堂教学将学生自主学习过程前置，上课组织学生分组讨论，实现知识内化，提高学生学习的参与度和主动性。比如，在讲化学平衡时，课前学生需根据教师线上布置的内容框架（学案）开展自主学习，课上通过小组讨论解决问题，并指导小组代表分享学习成果。对于应用性较强的教学内容，可利用PBL 教学设置问题引导学生自主探究，培养学生的创新思维和自主学习能力。比如，在讲胶体时，课上提出问题：如何用简单的方法区分溶液和胶体？以问题为引导，加强学生对所学知识的有效应用。对于前沿性知识的学习，可通过TBL 教学以团队学习为基础，培养学生对复杂问题的解决能力及团队协作精神。比如，在讲解配合物后，让学生以小组为团队查阅文献和搜集资料，学习并讨论ZIF-8和MIL-125等金属有机框架材料的制备、特点及应用，书写团队学习报告。在线上线下混合式教学模式下，针对不同的教学内容，合理选择和组合不同的教学方法进行教学设计可有效提高教学效果和教学质量。

2 线上课程建设

线上教学是现代信息技术参与课程教学的必然产物，更是课堂教学变革的突破口。

2.1 基于学习通平台，构建课程线上教学资源库

以学习通平台为载体，构建线上教学资源库，包括课程信息、课程大纲、学习目标、教师介绍、教学课件、教案、学案、教学微视频、MOOC 链接、案例库、作业库、试题库、常见问题解析、与学科大类相关的教学拓展材料及中外文文献检索方法等学习资料。将课程线上教学资源在教学期内有序、均衡推送，为课程教学顺利进行保驾护航，打造具有“高阶性”的无机与分析化学课程线上线下混合式教学新模式。

2.2 线上教学活动、反馈及优化

通过学习通平台预约的腾讯会议实行线上线下同步课堂教学，秉承不抛弃、不放弃的理念，实现全员教学，不仅做到了课堂教学留痕，便于教学监督和学生课后复习，还可解决突发情况，比如疾病、极端天气等的课程教学问题。另外，利用学习通平台可实现对大容量班级进行有效的课程教学及管理。课前通过问卷调查和学习数据分析获知学情信息，实行“一课一案”精准教学。课上依托学习通平台进行线上签到、讨论、抢答、选人、小测及互评等教学活动，充分发挥线上教学的高效和多能性。课后教师同步将课堂的教学视频上传至学习通，学生可根据个人需要进行观看和复习，并完成学习通发布的课后线上讨论及综合测试。教师则通过学生的课后复习效果反馈，适时预约腾讯会议进行线上总结与答疑。学习通APP 的使用使线上教学运行更为顺畅和平稳。在完成阶段性教学节点后，学生将完成的章节思维导图、作业、小组讨论总结及研究报告等上传至学习通。教师批改后，根据学习通平台的统计数据，分析问题，及时调整、优化课程结构及内容。

3 课程教学效果评价

为达到“宽口径，厚基础”的要求，建立包括过程考评和终结考评的多维度考评机制，如表1所示，实现课程教学效果有效评价。过程考评占比50%，包括线上教学、线上线下同步课堂教学及线上阶段测试等。为加强线上测试的监管，线上阶段测试实施个性化考核，即随机组卷，不同学生不同次参与考核将有不同试卷。终结考评占比50%，题库组卷，全面考核学生对所学知识的综合运用能力。

表1 多维度成绩考评

4 线上线下混合式设计实施的一个教学单元

在大类招生背景下，既要求学生知识面宽，又要求基础扎实，这对通识课程的教学提出了更高要求。现针对无机与分析化学课程的特点，更新教育理念，依托学习通平台开展线上线下混合式课程建设，实现线上线下教学有效衔接。通过这种教学新形式，优化课前预习、课堂教学和课后复习环节，增加师生的课堂互动性，培养学生的学习兴趣，提升学生学习的内驱力。我校《无机与分析化学A》课程共64学时，适合对化学知识要求较高的学科大类学习。以《无机与分析化学A》课程为例，实施线上线下混合式设计的教学单元。

教学内容：化学热力学初步。热力学是研究各种形式能量相互转化规律的科学。将热力学原理应用到化学反应，就产生了化学热力学。化学热力学的学习对后续章节，比如化学平衡和电化学等知识的学习有着重要的指导作用。因此，讲好化学热力学是非常重要的。

教学过程设计：

课前：线上，利用学习通平台发布学习目标及学案，本章学习的重点内容是热力学函数的意义、关系和计算，自发过程的推动力及吉布斯-亥姆霍兹公式的应用。通过课前利用线下教材、线上PPT、视频、MOOC 等教学资源，让学生根据各自化学基础选择最适宜的方式自学，完成知识点梳理，问卷和课前测评等。使学生初步了解本章所学内容，带着问题来上课。

课中：线上线下同步课堂，通过课堂小组讨论、小组合作、案例分析、问答及成果展示等教学活动，充分发挥课堂教学的直观性和互动性。如热力学这一章，以PBL 教学设置问题启发学生思考：从廉价的石墨能否合成金刚石、能否通过热解方法消除CO 的污染等问题入手。通过课堂讲解、讨论和互动，引出结论：石墨可以在高温高压下完成到金刚石的转化，但是不能通过热解实现CO 到C 和O2的转化，其原因是这个过程吸热且熵减少，无法自发进行。

课后：线上，通过课后线上活动的统计分析数据及线下课堂表现，全方位了解学生对本章知识的掌握情况。对于共性问题：如热力学函数U，H，S，G等的计算问题，可利用腾讯会议进行课后线上答疑。对于学生基础差异产生的个别问题，则可通过学习通或微信进行一对一在线解答。

总结：通过线上线下混合式化学热力学的学习，使学生真正掌握了本章的重难点，满足了大类背景下差异教学的需求，学生参与度高，教学效果佳。

5 结束语

“大类招生，分流培养”模式已成为国内外高校本科教育改革的热点。通过大类招生背景下线上线下混合式无机与分析化学课程建设与实践，以学生为中心，构建了基于教育信息化的课程体系，融合了线上和线下教学优势，优化教学资源，整合教学内容。以学习通平台为载体，借助大数据精准教学的优势，改革课程教学模式，实现了线上线下融会贯通。建立了多维度考评机制，综合评价学生的学习过程和效果。不断更新教育理念、教学设计和教学方式，推进了无机与分析化学课程建设及创新。当然，线上线下混合式的课程建设和优化任重道远，需要教育工作者不断努力和创新。