基于SPOC+數字化教學模式下的高校有機化學實驗應用APP探索實踐與思考

苗芳芳，賈臨芳，王 燕，羅，梁 丹

（北京農學院 生物與資源環境學院，北京 102206）

疫情的突發，使得全國上下處于防疫的特殊時期，根據教育部的《指導意見》，全面貫徹“聽課不停學”的精神指示，數字化平臺被搬上教學的平臺，成為主要媒介，在課程教學中，發揮了舉足輕重的作用，使得教學能夠“隔空”順利完成。《有機化學實驗》是有機化學教學體系中的重要組成部分，是各大高校化學工程與工藝、生物工程、應用化學、植物保護、生物技術等眾多專業學生的必修課程之一。它綜合了有機化學領域中各分支學科所需要的基本操作技能和基本研究方法，在基礎化學實驗中占有相當重要的地位，是培養學生基本操作能力、科學探究能力、科研創新能力的重要實踐環節，在理論實踐和工業生產銜接上占據了重要的位置。學好有機化學實驗對培養具有實踐能力和創新精神的高素質人才發揮著舉足輕重的作用。

近年來，隨著互聯網技術的快速發展和移動客戶端的迅速普及和快捷使用，SPOC、APP 等優勢平臺在教育媒介等方面得到迅猛發展。互聯網的方便、快捷、交互性，給在線課程提供了更加豐富的網絡教學資源，可以讓學習者隨時隨地獲取重要的資源和資料。但是線下的課堂教學依舊不能被完全取代，主要取決于線上線下教學的學習效果的對決。線下教學充分發揮了教學的時空性，讓課堂主體和教學者在課堂中可以實現課堂的有效互動，及時解決現場教學疑問，通過課堂主體的反饋，可以有效調整課堂的內容和教學的深度，這些是線上教學無法實現的。疫情當前時，互聯網教學成為符合國情、學情的重要教學媒介，如何設計、組織教學，結合SOPC，有效開展完全線上實驗教學模式顯得尤為迫切，其次，將線下反饋與學生課堂測驗做融合，制定出適合高校大學生的混合式有機化學實驗教學方案。

1 實驗學情分析

目前，在傳統有機化學實驗教學過程中，老師首先進行實驗原理、實驗內容、實驗操作步驟及注意事項等幾個方面的知識講解。部分危險實驗步驟會進行演示和媒體播放觀摩。在此過程中，教師會認真詳細地講解實驗操作過程中的注意事項和細節，主要是為了規范學生操作，提醒學生安全注意事項，防患未然，有效避免操作過程中可能發生的危險。因此，傳統的教學可以讓學生鞏固理論知識的基礎上，養成良好的實驗操作習慣。但是隨著傳統教學模式的固化，在這種實驗教學模式中，老師需要講解的內容很多，僅相關實驗裝置的搭建，講解和演示就大約需要一個多小時左右。接著，學生再按照課堂上教師的演示流程操作，由于熟練度不夠，又要花費將近倆小時。然而，在老師的講解過程中，由于課堂持續時間較長，學生已經很難一直集中精力去注意和記錄實驗數據結果。同組合作的同學中，又存在開小差，不認真聽講的，這樣的教學模式，雖然可以鞏固學生基本操作，但是難免使學生產生一時的懈怠和疲憊。

大學有機化學實驗教學主要以有機合成、取代、酯化等反應為載體，并將單獨進行的某些基本操作，例如：蒸餾、回流、萃取、重結晶、熱過濾等基本操作，分散到每一個有機實驗中。這些基本操作可以讓學生對課本中的有機化學反應，有更直觀的認識和掌握；其次，每個實驗的基本步驟可以重復基本實驗操作，為將來化工和工業生產及理論研究奠定了扎實的基礎。例如：我校開設的粗苯甲胺提純的實驗，該實驗中涉及了熱過濾和重結晶的反應、熱過濾漏斗的使用、蒸餾等基本實驗步驟。通過這次實驗，同學們可以去驗證苯甲胺的熔點；其次，也可以掌握熱過濾漏斗使用的基本原理和操作注意事項。這樣才可以進一步加深學生對于理論課上所學知識點的理解。

當前實驗操作時，任課教師在理論課堂和實驗課堂通常會反復強調實驗的注意事項，例如，液體回流的過程中，需要提前加入沸石，防止爆沸，往往會有很多同學忘記這一關鍵操作，在實驗過程中引發不必要的安全事故。在反復強調的過程中，不知不覺已經過去了三分之一的時間，留給學生動手操作的時間已經非常有限。學生通常會在理論教學結束后，根據課堂教師所講述及課本基本操作，進行“照方抓藥”，實驗的創新性及自主性完全被拋之腦后，甚至有些學生不進行課前預習，不做實驗預習報告，這樣導致實驗操作流于形式化，學生的實驗報告也是應付了事，沒有實際滿足當代社會對大學生的專業技能需求。因而，如何提高課程效率及適應當前教改需求，以期增強學生自主學習能力和培養科研創新精神，才是當前迫切需要解決的問題。

2 基于SPOC 的有機化學實驗混合式教學模式的構建

SPOC（Small Private Online Course）這一概念最早是福克斯在2013年提出，被譯為“小眾私密在線課程”。SPOC 實質是在MOOC 教學基礎上，充分發揮優勢互補，將傳統課堂教學與優質MOOC 資源有機整合。該課程面向群體較少，針對性強，可以彌補慕課的短板和傳統教學模式的不足。它主要依托傳統教學的課堂流程，調整教學結構和內容，有效提升教學質量，滿足教師和學生的雙需求。其次，SPOC 這種混合教學模式，是線上、線下的有機集合、深度融合，它可以在各個環節充分調動學生的主觀能動性，促進學生對實驗意義的認知和構建的快速了解。而這種有機結合，需要教師和學生的有效互動和交流，學生利用SPOC 課程資源進行有效提前學習，主動參與學習，對課程資源內容進行再吸收、提問，疑惑，解決疑惑、師生共同解決問題的再塑造教學過程。在這個過程中，教師根據學生的自身能力和基礎選擇哪些內容適合線上學習，哪些內容適合線下傳統教學，不能一概而論。

有機化學實驗混合式教學主要包括兩部分，線上和線下。線下部分是將一些內容相對簡單的、能夠通過觀看視頻理解的內容，作為選擇性課程內容進行課下在線學習。例如：實驗裝置的搭建、實驗操作細節、安全注意事項等一些操作細節，拍成十幾分鐘左右的短視頻，并配有知識點的匯總和講解，方便學生在課余時間，合理安排學習時間，根據實驗課程的內容或者教師的PPT，觀看相關實驗視頻，增強了學生學習的自主性和能動性。線下部分，是教師根據實驗相關內容，將之精細化，上傳到SPOC 資源平臺，主要是知識點的匯總和著重講解，比如：過濾漏斗的使用、減壓蒸餾裝置的使用、旋轉蒸發儀的安全操作、重結晶等重點步驟進行拆分講解，將課堂的重點操作步驟遷移學習，通過預習、測試、觀摩等多方位學習，幫助學生快速消化吸收知識點、鞏固及查漏補缺。另外，設置了線上評測區，可以收集學生反饋信息，進行線上模塊的調整及課堂內容的豐富和知識結構的細化。

3 基于SPOC+模式下的特殊混合式實驗教學模式

疫情期間，基于SPOC 的混合式教學模式已不能適應當前特殊學情，需要根據實際情況做出調整。互聯網作為各類豐富資源的承載體，涵蓋大量的視頻及文字教學材料。疫情期間，網上學習資源更是像雨后春筍般涌現，供不同階段學習群體進行選擇。有基礎類的、有拓展延伸類的；有完整的課堂教學實錄、更有具體知識點的微課短視頻，而且多數免費且可共享。教學者和學習者都可以根據自身實際情況選擇適合自己的資源。然而再多的豐富資源，都需要完全調動學生積極性，尤其在宅家的限制條件下，學生的學習興趣逐步下降。如何提高學生學習興趣，就需要教學者花費一番心思。當前，在網絡平臺風靡一時的有抖音、快手、嗶哩嗶哩等APP，它們以涉及面廣，有趣等特點吸引著大眾群體。結合這些平臺的應用，可以與傳統課堂及SPOC 混合式教學模式進行整合，建立有特色的SPOC+的新型混合式實驗教學模式。

1）充分發揮SPOC 課程視頻實驗教學課前導學作用，使學生在網絡預習中有充分的時間思考和發散思維，在實驗過程中發生思想碰撞，形成創新思維。

2）建立微信群，學生群內打卡記錄考勤；疫情期間，各大教學直播軟件如騰訊會議等在線教學卡頓、掉線現象時有發生，在線教學狀況不斷，許多老師利用企業微信保證了教學的連貫性，但是此類教學軟件較為常規。而抖音和B 站直播，除了穩定性較好外，還可以實現彈幕文字，實現學生與教師的交流互動，好似模擬現實課堂教學，教師可以根據彈幕文字，把握學生掌握程度和提問，及時回復和答疑，還能調動學生積極性。讓學生在自己喜歡的平臺“娛樂”學習，不再枯燥無味。學生還可以在雨課堂領取當堂檢測，測試結束，教師可以第一時間在系統看到學生的答題情況。另外，限時答題還可以隨堂抽檢學生在線學習的“出勤率”，以防學生出現網絡背后的“惰性”學習模式出現。

3）學生可以根據在線直播課程，記錄實驗操作細節知識，包括通過MOOLSNET 移動虛擬實驗室考試模式進行粗苯甲酸提純中純度的計算，將計算過程、結果與討論、思考題寫在表格后面，形成實驗報告，對于實驗報告可以當天上傳至雨課堂。

除了采用不同的平臺進行授課，調動課堂氣氛，保證實驗課程順利開展外，也需要強調實驗的進行難易，如何將之通過視頻展示給學生的同時，注重實驗操作原理的表述，這還需要建立多模態的師生互動方式。

4 結束語

結合SPOC+可以契合當前國情、學情，完成實驗教學課程，在結合傳統教學模式下，開發多種網絡教學平臺，切實保證學生能夠學到實驗專業知識，掌握實際操作。當然，網絡教學不能完全取代傳統教學，只有通過不斷改革和完善，建立網絡化學實驗室，充分發揮計算機網絡和多媒體的優勢，將之與實驗教學有機結合，才能發揮其有效作用，才能真正打破時空的限制，為學生建立自主、自由、便捷的學習平臺。真正激發學生獨立自主的創新精神和研究興趣，這對于高校實驗教學改革也是一個重要的推進。

綜上所述，線上網課教學和傳統課堂教學各有利弊。老師們在應用中盡量揚長避短，發揮出網課便捷、資源豐富、不受時間地域限制等優勢。同時也要盡可能關注學生學習動態，調整教學思路方法，提高線上教學的實效性。