基于大數據的化學基礎與分析技術在線課程建設

黃秀錦　譚佩毅

摘要：從大數據的視角，以高職食品類專業化學基礎與分析技術在線課程建設為切入點，在教學內容、教學模式、考核評價等方面進行改革實踐與探索，為建設化學基礎與分析技術在線課程打下基礎，對同類在線課程建設具有借鑒作用。

關鍵詞：大數據；化學基礎與分析技術；在線課程；交互與評價

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2019）02-0090-03

化學基礎與分析技術是江蘇食品藥品職業技術學院高職食品類專業的必修課，也是大一新生一入學就接觸到的第一門專業基礎課程。該課程的特點是理實并重，理論部分知識點多、信息量大，特別是反應機理、物質結構、化學平衡等內容相對抽象枯燥，實驗部分技能點多，技術性和規范度要求較高，學生學習難度普遍較大。隨著高職招生模式的多元化，生源數量和質量均發生變化，學生化學基礎薄弱和參差不齊現象更加明顯，有限的課堂容量、學生欠缺的化學信息儲備量與課程培養目標的矛盾日益突出。現代信息技術的飛速發展和大數據時代的到來，使受教育者通過各種在線學習獲取知識成為現實。

目前，以MOOC、云課堂等在線開放課程為代表的在線教學處于蓬勃發展態勢，特別是在線開放課程在結合了教學交互與評價后，具備了大數據時代的海量存儲和永久在線的典型特征。在線教學與傳統教學方式充分融合所形成的混合教學模式，強化了教學效果，為學校課程建設帶來了機遇和挑戰。化學基礎與分析技術課程教學團隊在原網絡教學資源的基礎上，以泛雅平臺和學習通為載體，進行在線課程建設教學實踐，探求符合現代學習活動的教學內容、教學模式和評價手段改革途徑，取得了一定的成效。

1 構建基于大數據的課程資源體系，滿足生源層次和化學基礎差異化需求

化學基礎與分析技術課程涉及無機化學、有機化學、分析化學和物理化學相關內容，定位于基本分析技術，即利用化學原理及操作進行化工產品中常量組分的分析與檢測，而化學基礎部分僅作為基本分析技術學習的鋪墊。盡管學生來源層次和化學基礎差異較大，但這些學習內容不可或缺。原網絡資源建設主要對課程視頻、課件、課程設計等進行規劃，多以項目或整節課為單元進行展示，信息量較大則放映時限較長，具有內容完整性高、邏輯關系清晰的特點，但對化學基礎薄弱且參差不齊的大一新生而言，短時間內看明白且記住所有操作規范及知識要點并非易事，況且從線上一大段視頻中查找沒掌握的知識環節，其可操作性也較差，直接影響部分同學的學習熱情，難以達到預期教學效果。對此，課程團隊有必要重新審視教學內容，依據課程標準要求，將學習項目中的關鍵內容分解成若干個知識點或技能點，再利用現代信息技術將單個知識點或技能點獨立制成微課（視頻），時長控制在5 min左右，形成一個個短小精悍、目標明確、組成完備的微課（視頻）群，串起整個項目教學內容。以基本分析技術中的沉淀稱量分析法為例，在經典的教學視頻中要完成一項沉淀法稱量分析的教學，一般包括樣品的稱取、溶解、沉淀、烘干、灼燒等基本步驟，涵蓋分析天平的稱量，沉淀條件的選擇與控制，過濾和洗滌沉淀的方法，高溫爐和干燥器的使用等技能點和知識點，這些過程如果逐一演示，至少需要40 min時長。根據課程標準對這部分內容的知識技能要求，結合學生學習進度，選擇沉淀的生成，沉淀的過濾與洗滌，沉淀的烘干和灼燒，干燥器的使用和可溶性鋇鹽中鋇含量測定案例作為關鍵技能點，以沉淀進行的條件為關鍵知識點，設計制作6 個微課（視頻）群，串起整個教學過程。另外，在課程實驗教學中，可對師生的現場教學活動進行現場錄像，制成微視頻，再通過局部放大、細節回放等編輯模式進行展示后，上傳至課程網站，以便讓所有同學參與找亮點、找問題并加以討論糾正。通過總結經驗教訓，利于規范操作的理解和掌握。

通過建立多個微微課（視頻），結合網站發布的多媒體課件、教學設計、隨堂測驗討論、課后作業、媒體資源、試題庫等教學資源，可以建成相對完整的在線教學內容體系，進而為學生的自主學習和課程教學提供良好保障，課堂教學的針對性也更加明確，利于提高學生學習的主動性和參與度，有效解決不同基礎、不同生源層次學生的學習需求，顯著提高教學效率。此外，在微課群、微視頻群等在線資源建設過程中，專業教師的精細化教學設計能力、教學表達能力、教學技能、多媒體應用能力等會得到不同程度地發展與提升。

2 構建基于大數據的交互模式，實現平臺、師生、資源的高度聯動

課程建設重在實效，在線開放課程的大數據特征為解決“差異—內容—學時”的矛盾提供了有效途徑，提高了課程教學方式的實時性和自主性，既具有明顯優勢，也存在自身缺限。如以“教“為中心的知識點之間的脈絡聯系不明確，缺少過程監管和督導，容易導致課程學習完成率不高現象。教學是教與學的雙邊活動，教師如何引導學生實現“以學為中心”，如何實現“教”、“學”與“教學內容”三者之間的最佳契合，是教學改革的關鍵切入點。在線開放課程的不足正是傳統面對面教學的優勢，而移動化學習手段的產生則為充分實現兩者之間的優勢互補提供了硬件條件。在化學基礎與分析技術課程教學中，通過將超星學習通移動學習平臺、泛雅在線課程網站與常規教學模式有機結合，形成一種新型混合式教學模式，構建起基于大數據的課程教學交互模式，實現了平臺、師生、資源的高度聯動。

2.1 創建學班課，完成知識預習

課程開課前，任課教師在移動端（課程網站或學習通）創建化學基礎與分析技術課程班并添加學生，學生則通過手機下載學習通APP進入學班課。

在學班課中，教師設計好相關課程活動，如上傳課件、視頻等教學資源，發布通知、討論、測試、作業，建立學習小組，布置問卷調查、選人、搶答、教學任務等活動。學生則根據學習要求和個體情況進入學班課，開展學習活動。除實驗報告外，學生的所有作業均在線上完成，教師與學生可隨機查看學生學習及任務完成情況。

2.2 課前線上自主學習，完成知識習得

根據教學進程安排、學生認知規律及學情，課前教師應準備教學設計，向學生下達學習任務，明確具體學習任務點及時間。學生根據老師安排的課前學習任務，通過觀看教學課件、微課、微視頻、動畫以及查閱資料等方式，自主學習，儲備知識，并找出存在的疑難問題。

2.3 課中線下集中學習，完成知識內化

課中采用傳統課堂面對面多媒體組合教學法，即教師通過檢查學生課前自主學習情況，了解學生遇到的疑難問題，并針對課程教學內容的重點及難點，以課件、視頻、動畫、板書、講解等方式進一步解析、引導，穿插一些線上測試、搶答、投票、討論等課堂活動，使學生帶著問題學，師生共同完成知識內化。

2.4 課后線上自主學習，完成知識延伸

課后，教師根據課堂教學知識點、技能點要求發布相關線上課外作業，并對完成作業方式進行設置，低于60 分可自動打回重做，以鞏固所學知識。也可根據學生實際學習情況，發布一些頭腦風暴題或討論題，以激發學生進一步思考，拓展所學知識。教師或學生還可以在討論區對相關知識點或技能點進行答疑解惑，其他學生可通過瀏覽這些問答直接解惑，并進行點“贊”等評價。后續學習者則可根據評價情況，快速而精準地篩選出有效信息，進而提高學習效率。另外，教師還可根據教學進度和網上題庫資源，進行階段性線上測試，以檢查學生實際學習情況，拓展學生學習內容，完成知識延伸，鞏固教學效果。

3 構建基于大數據的課程評價體系，改革課程考核方式

在大數據時代，學生線上學習的每個行為都是可視化和可量化的，這就使學習評價的公正性、公平性得到進一步提高。在化學基礎與分析課程考核評價中，應堅持傳統終結性考核與過程性考核相結合，采用全過程、多元化考核方式，將學生學習全過程納入考核范圍，使學生重視每個學習環節和每個能力培養過程。課程考核包括知識考核（理論成績，30%）、技能考核（實驗成績，30%）和過程考核（平時成績，40%），總分為100 分，60 分為及格標準。其中，知識考核以化學基本知識和分析方法實際應用為主，閉卷考試，考題大多來自網站題庫，并適當增加綜合應用題，以考核學生分析問題和解決問題的能力。技能考核的考題從化學檢驗工（中級）技能題庫中隨機抽取，并按相關考核標準進行考核，再結合實驗報告完成情況給出最終成績。過程考核則以學習通的學習評價作為賦分依據，教師可從成績管理欄中得知學生的加權成績，檢查學生的學習情況，包括上課簽到、訪問詳情、視頻觀看、任務點完成、線上作業、單元測試、討論詳情、課堂表現等學習環節的所有內容。由于過程考核是通過課程平臺來完成的，既操作方便、及時快捷，又能隨時了解學生學習進度，及時反饋學生學習情況，有效督促學生學習活動，顯著提高學生學習成績。

4 結語

基于課程移動端的微課（視頻）群等教學資源建設、混合式教學模式實施以及新型課程學習評價方式的應用，大大豐富了教學內容、教學方式和考核方法，構建了新型師生交互關系，使不同層次的學生可根據自身情況開展個性化學習，明顯提高學生的學習興趣和學習能力，也讓課程學習評價更加公平公正，為化學基礎與分析技術在線課程建設打下堅實的基礎，對同類在線課程建設提供有益的借鑒。

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