基于“雨課堂”工科院校物理化學課堂教學改革的探索

王明艷 周麗華 張帆 盧伯南 夏海濤

摘 要：物理化學是工科院校工科專業最重要的四大基礎課之一，對培養學生各方面能力有很重要的作用。傳統的物理化學教學是教師主講，講解過程雖細致，但由于公式繁多，學生對學習的積極性不高。本文基于雨課堂，采用“打卡通關式”教學模式，使傳統課堂教學多樣化，提高了學生學習興趣，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：物理化學;雨課堂;教學改革

《物理化學》是高等工科院校中材料化學、高分子工程、安全工程、制藥工程、食品工程等專業的一門重要的基礎必修理論課。它是運用物理和數學的有關理論和方法，研究化學變化基本規律的一門學科[1]。工科相關專業學生通過該課程的學習，可掌握物理化學變化中平衡規律和速率規律，加強對自然現象本質的認識，從而為后繼專業課程如化工原理、分離工程以及反應工程等提供理論基礎，起著承上啟下的樞紐作用[2-3]。但是《物理化學》課程涉及公式較多，內容相對抽象、難懂，造成了教師難教、學生難學的尷尬局面。同時，由于工程認證需求，一些專業基礎課課時不斷壓縮，也增加了《物理化學》的教學難度。如何能夠在有限的學習時間內使學生掌握《物理化學》的學習方法并開拓其創新能力則是當前物理化學改革的重要方向。

“雨課堂”是將Power Point、慕課和微信融為一體，于2016年由學堂在線與清華大學共同研發的新型線上教學軟件[4-5]。通過“雨課堂”在課外和課堂教學兩者之間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線[6-7]。本文針對《物理化學》目前教學存在的問題，通過“雨課堂”的應用，對工科院校《物理化學》課堂教學進行了教學改革。

一、當前工科院校《物理化學》的教學過程中存在的問題

（1）基礎知識難掌握。大學生在經過了大學一年級高等數學、大學物理、無機、分析以及有機化學五大基礎課程的熔煉，才進入《物理化學》課程的學習，《物理化學》對學生基礎理論知識要求高，涉及的公式煩瑣、概念抽象，學生面對大量的基礎理論知識時常感力不從心。

（2）自學效果不佳。各個高校面臨專業工程認證，專業基礎課學時大幅減少，有些內容只能讓學生自學，但在沒有監督時，學生自學的效果不佳。

（3）抄襲作業嚴重。物理化學知識的掌握必須通過大量習題的練習，但是由于沒有習題課，學生做作業遇到困難較多，造成大量抄襲作業的現象。

（4）成績評定方式不科學。課堂人數多，課時少，造成教師無法準確掌握每個學生的課堂表現，從而形成了過程考核的客觀性、公平性大大降低。

二、工科院校物理化學課堂教學改革

解決當前工科院校《物理化學》的教學過程中存在的問題，關鍵是提高學生學習興趣，高效利用好較少的課時讓學生掌握物理化學基本理論，我們提出如下教學改革思路。

（一）針對不同專業突出專業特色，優化教學內容

《物理化學》教材中開篇學習的部分是熱力學，這部分內容公式多而且每個公式有特定的使用條件，抽象、難理解，需要應用高等數學的知識進行推導。很多學生在學習這部分內容時，就已經喪失信心，提不起對后續課程的興趣。因此，我們適當減少公式推導過程的講解，減少與專業不太相關內容。同時，針對不同專業，增加與專業相關的內容。例如：針對藥劑和制藥工程專業，適當增加與其專業密切相關的化學動力學、表面與膠體等章節的學時;針對材料化學專業，適當增加電化學、表面等章節的學時;針對食品工程與生物工程專業增加動力學、膠體和界面等章節的學時。

（二）基于雨課堂，引入“打卡通關式”教學模式，提高學生學習興趣

借助“雨課堂”教學平臺，打通課前、課中以及課后三個教學環節，將“打卡通關式”教學模式引入《物理化學》教學過程。將慕課、微課、在線課程、精品課程等教學資源進行整合設計融入教學，把《物理化學》中一個個碎片化的知識點設計成一個個關卡。將雨課堂作為平臺，將慕課、微課、在線課程、精品課程等作為教學資源，以“打卡通關”作為教學模式，打通課上、課下，學生、教師之間的壁壘，實現課堂互動永不下線。

（三）增加學習過程監控，解決教、學脫節問題

學生在課前需要打卡預習，課中需要打卡完成課堂測試，課后需要打卡復習和完成作業。最后，直到學生完成所有關卡后，課程才算順利通關完成。通過這種游戲競技的通關方式，不僅增加了學生的學習興趣，而且避免了學生互相抄襲作業的現象。同時學生可以多次練習后，直到完全掌握知識后再進入測試，以提高自己的通關積分，在不知不覺中學生掌握了需要掌握的知識點。

隨著課時數壓縮和學生人數增加，現在很多教師采用PPT授課，這樣授課速度加快，授課內容增多，但課堂內教師沒有時間和學生進行課堂討論，“教”與“學”脫節，老師無法把握學生對知識點的掌握情況。利用“雨課堂”的師生教學互動功能，教師可追蹤學生的學習動態和學習效果，從而對教學過程作出及時的調整，便于教師對學生的學習過程進行觀察與反思，加強過程控制力度，提高課堂效率。

（四）建立科學公正的考核評價模式

由于學時有限，課堂人數多，教師往往不能準確提供學生的課堂表現成績，由此造成學生的成績不能實事求是體現學生掌握《物理化學》課程的真實水平。為了解決這個問題，公平科學評價學生的總體學習水平，基于雨課堂對《物理化學》考核方式進行了改革。通過雨課堂教學平臺，教師通過后臺數據很容易掌握學生的預習/復習情況。此外，課中出勤率、課堂研討、平時作業和小測驗成績都可以記錄在雨課堂平臺，“雨課堂”的數據匯總功能可以將學生預習時間、習題成績等相關數據隨時發布詳細數據，反饋給教師，教師可以根據情況對預習較好的學生進行鼓勵加分，激勵學生主動進行瀏覽，進而保證預習質量。

三、改革效果

針對當前工科院校《物理化學》的教學過程中存在的問題，我們學院針對我校化學工程與工藝、環境工程、材料化學、高分子材料與工程、安全工程、生物技術、食品工程、制藥工程、藥劑化學等10多個工科專業開設的物理化學課程進行了基于“雨課堂”打卡通關式教學改革取得一定的教學成果。

（一）學生自主學習能力提高，課堂教學參與率提高

通過根據不同專業特色和定位，優化了教學內容，使得課堂教學內容更加切合實際。同時，引入打卡通關式教學模式，提高了學生學習興趣，自主學習能力提高。利用“雨課堂”發送預習、復習課件，從而引導學生逐漸形成課外自主學習的習慣。通過高效的預習打卡過程，在課堂上學生主動根據自己的預習掌握知識情況針對性關注教師授課內容，學習注意力比以前集中。同時，針對在課堂上不太明白或者一知半解的內容，下課后又可以通過重復多次觀看“雨課堂”平臺上的課堂資源來深入認識與理解知識點。學習反饋也借助雨課堂平臺而變得簡單方便，由原來每周一次的輔導，變成了隨時隨地線上反饋，師生間的溝通更加快捷高速。采用“雨課堂”打卡通關式教學后，學生的自主學習率比以前提高了35%，自主學習能力明顯增強。

（二）考試成績上升

經過在實驗班的教學改革實踐，發現實驗班學生遲到、逃課現象降低，學習風氣好轉，課堂參與率明顯提高。期末考試平均成績高于平行班級5.6分，及格率達到90.2%。65.3%學生認為“雨課堂”對于物理化學學習有幫助，建議繼續使用。

四、結語

顯然，合理地將傳統板書、PPT以及現代多媒體雨課堂、MOOC、微課等教學工具靈活組合，針對學生的不同起點、不同時間的學習需求，將物理化學知識點設置為一個個關卡，打通線上線下預習、學習、復習、提問、解答、交流之間的壁壘，將信息技術和教、學相互融合，充分調動學生學習《物理化學》課程的興趣和主觀能動性，從而學生遲到、逃課現象大大降低，考試成績有所提高，更好地掌握了《物理化學》課程的相關知識。雨課堂在工科《物理化學》教學中具有重要的應用前景，值得物理化學教師嘗試并使用。

參考文獻：

[1]顧婷婷，方志剛，高麗娟，等.基于“雨課堂”的物理化學教學改革[J].中國冶金教育，2019（3）：42-44.

[2]余剛，謝祥林，董奇志，等.物理化學“講授加導修”教學模式的研究與實踐[J].中國大學教學，2013（11）：27-29.

[3]白楊，張秀輝.物理化學教學中的師生多途徑交流[J].大學化學，2016，31（1）：28-32.

[4]王全亮，張月芬，左繼蓉，等.MOOC環境下的混合式教學模式教學效果研究[J].高等教育研究學報，2017，40（3）：45-52.

[5]姜蓉.雨課堂引領課堂教學創新[J].中國信息技術教育，2017（17）：95-97.

[6]盧偉棉，賈梓，李偉紅，等.雨課堂對高校教學產生的影響[J].中國繼續醫學教育，2018（19）：7-9.

[7]方志剛，張偉.多維考核助力學生素養能力提升[J].教育現代化，2018，5（27）：210-211.