民族院校制藥工程專業(yè)有機化學(xué)在線教學(xué)設(shè)計和實踐

康淑荷，蘇 瓊，王 欣

（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730106）

制藥工程專業(yè)是現(xiàn)代醫(yī)藥的支柱產(chǎn)業(yè)，也是21世紀(jì)重點發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)[1]。有機化學(xué)是制藥工程專業(yè)學(xué)生的重要通識課程，學(xué)習(xí)效果對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。本學(xué)期筆者基于OBE理念和新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，對有機化學(xué)在線教學(xué)進行了設(shè)計和實踐，并將思政教育融于課堂，重視學(xué)生知識、技能和素質(zhì)的培養(yǎng)。

1 教學(xué)理論介紹及教學(xué)方法優(yōu)勢分析

1.1 OBE理念和新建構(gòu)主義理論

OBE（Outcome-based Education，成果導(dǎo)向教育）是一種以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教育理念，于1981年由Spady等提出，已成為世界各國教育改革的主流理念[2-4]。該理念以學(xué)生為主體，強調(diào)學(xué)習(xí)成果而不是課程教育內(nèi)容，學(xué)習(xí)成果可以用整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、獲得的知識和技能來衡量，為達成預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，教學(xué)活動和內(nèi)容都應(yīng)該反向設(shè)計，嚴密組織和不斷改進[5-6]。事實上，OBE理念已成為目前我國工程教育專業(yè)認證的主流教育理念，可使學(xué)生高效達成學(xué)習(xí)目標(biāo)[7]。新建構(gòu)主義（New Constructivism）學(xué)習(xí)理論提出了網(wǎng)絡(luò)時代“零存整取”式學(xué)習(xí)策略，將“為創(chuàng)新而學(xué)習(xí)、對學(xué)習(xí)的創(chuàng)新、在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新”作為“互聯(lián)網(wǎng)+”時代學(xué)習(xí)的首要目標(biāo)，指出學(xué)習(xí)和創(chuàng)新是一個完整的過程[8]。“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，有機化學(xué)教學(xué)中引入OBE理念和新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論進行教學(xué)設(shè)計，以培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和意識，滿足工程教育認證對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的要求[9]。

1.2 教學(xué)方法優(yōu)勢分析

1.2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確 OBE理念采用逆向教學(xué)設(shè)計方法[10]，結(jié)合新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和工程教育認證下的制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生為主體，從學(xué)生角度出發(fā)，設(shè)計課程教學(xué)大綱，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)過程、課程評價標(biāo)準(zhǔn)。按布盧姆認知目標(biāo)分類理論，將認知領(lǐng)域的目標(biāo)分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造[11]，學(xué)生對知識領(lǐng)域目標(biāo)以及對應(yīng)的能力和素質(zhì)目標(biāo)都非常明確。這有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，調(diào)動課前、課中和課后學(xué)習(xí)的自主性，實現(xiàn)自我成長目標(biāo)。

1.2.2 多模態(tài)學(xué)習(xí)資源和環(huán)境 選用學(xué)堂在線（雨課堂）平臺開展教學(xué)，輔以多種在線教學(xué)資源以及QQ群等，為學(xué)生提供多模態(tài)學(xué)習(xí)資源，搭建有利于實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的平臺。雨課堂是嵌入在Powerpoint軟件的面向高等教育的智慧教學(xué)平臺[12]，最新上線的版本支持多種畫面來源組合，操作簡單，直播、彈幕、隨機點名、自動統(tǒng)計、師生互動、信息反饋等功能強大。該平臺將課前、課中和課后學(xué)習(xí)有機結(jié)合，幫助學(xué)生通過反思學(xué)習(xí)結(jié)果和學(xué)習(xí)過程進行內(nèi)部協(xié)商與意義建構(gòu)[13]。同時，教師利用QQ群為學(xué)生提供多種教學(xué)資源，如網(wǎng)易云課堂、中國大學(xué)MOOC、精品課程網(wǎng)站等，學(xué)生根據(jù)自身水平和興趣自主選擇，開展個性化學(xué)習(xí)。QQ群的“投票”功能便于教師隨時對學(xué)生進行問卷調(diào)查，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動向；“作業(yè)”功能便于提交、批改作業(yè)，其優(yōu)點是教師可在作業(yè)上進行標(biāo)注，系統(tǒng)即時反饋批閱結(jié)果，學(xué)生能及時查看并更正錯題。教師通過互聯(lián)網(wǎng)向?qū)W生提供學(xué)習(xí)資源和拓展資料，供其自主選擇學(xué)習(xí)，“零存整取”。基于新建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生完善自己的知識體系，實現(xiàn)知識的內(nèi)化，提高適應(yīng)社會能力，為實現(xiàn)個人價值和可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)[8]。

2 有機化學(xué)在線教學(xué)改革的必要性

2.1 學(xué)生學(xué)情分析

多年來我校制藥工程專業(yè)學(xué)生有機化學(xué)期末考試不及格率在40%左右，近半數(shù)學(xué)生對有機化學(xué)知識掌握效果不佳，導(dǎo)致后續(xù)專業(yè)課程如藥物中間體合成、藥物化學(xué)、藥物合成實驗等學(xué)習(xí)困難，不利于制藥工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。我校2019級制藥工程專業(yè)少數(shù)民族學(xué)生占59.8%，各地區(qū)學(xué)生入學(xué)成績懸殊。一項對我校制藥工程專業(yè)學(xué)生近3年高考選考有機化學(xué)的調(diào)查顯示，高考未選考有機化學(xué)的學(xué)生人數(shù)逐年增加，2019年達45.7%（見圖1），表明學(xué)生有機化學(xué)知識儲備差異較大。2019級制藥工程專業(yè)學(xué)生對四大基礎(chǔ)化學(xué)難度認知的調(diào)查顯示，學(xué)生對有機化學(xué)難度的認知差別較大（見圖2），學(xué)習(xí)需求更加個性化和多樣化，傳統(tǒng)教學(xué)模式無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，急需改進。

圖1 我校制藥工程專業(yè)學(xué)生近3年高考選考有機化學(xué)的調(diào)查結(jié)果

圖2 2019級制藥工程專業(yè)學(xué)生對四大基礎(chǔ)化學(xué)中有機化學(xué)難度的認知

2.2 人才培養(yǎng)和在線教學(xué)的需要

工程認證背景下的學(xué)生培養(yǎng)方案，對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)提出了新的具體要求，傳統(tǒng)授課模式無法滿足新工科人才培養(yǎng)需求。受新冠肺炎疫情影響，學(xué)校延期開學(xué)，有機化學(xué)課程以在線教學(xué)形式授課。雖然師生通過電子設(shè)備能夠面對面交流，但受限于師生分離、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備質(zhì)量以及學(xué)生很難長時間集中注意力，教學(xué)效果有限。另外，民族院校多數(shù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力缺乏，自我管理能力較差，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)授課方式，在線教學(xué)極易變成教師面對電腦自言自語。基于OBE理念和新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)模式能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，有利于提高學(xué)生的課堂參與度，有效避免課堂上“人機分離”現(xiàn)象。

3 教學(xué)模式

3.1 在線教學(xué)模式及問題處理

根據(jù)民族院校學(xué)生身心特點和地區(qū)分布（有少數(shù)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定）、開課前反復(fù)測試結(jié)果以及學(xué)生的體驗效果，本課程選用學(xué)堂在線（雨課堂）進行教學(xué)。結(jié)合學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，在線教學(xué)模式見圖3。

圖3 有機化學(xué)在線教學(xué)模式

課前，任課教師利用雨課堂發(fā)布預(yù)習(xí)課件（內(nèi)置的MOOC視頻可免費使用）、預(yù)習(xí)測試題及文獻資料查閱任務(wù)。雨課堂協(xié)同教師統(tǒng)計視頻觀看和題目預(yù)習(xí)（客觀題可自動批閱并統(tǒng)計答題結(jié)果，主觀題由協(xié)同教師批改，任課教師檢查）情況，對預(yù)習(xí)結(jié)果進行統(tǒng)計，收集難點和疑點，匯總問題并及時匯報給任課教師，實現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，教師起指導(dǎo)和監(jiān)督作用。根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)及反饋情況，將在校教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橛懻摗⒅攸c難點強化和答疑的過程，通過討論區(qū)反饋、課堂討論、任務(wù)完成后的講解等多種方式促進學(xué)生的參與和互動，促進分析能力的提升。為防止學(xué)生課上“人機分離”，除討論和任務(wù)講解外，教師還隨機發(fā)布題目，隨機點學(xué)生回答，實時掌握學(xué)生課堂學(xué)習(xí)動態(tài)，確保學(xué)生參與學(xué)習(xí)。課后教師通過QQ群布置作業(yè)，利用雨課堂組織在線測試，同時要求學(xué)生畫出每章的思維導(dǎo)圖、完成課程論文，培養(yǎng)科學(xué)思維、歸納和總結(jié)能力。

雨課堂教學(xué)中學(xué)生反映有卡頓現(xiàn)象時，可選擇輔助教學(xué)平臺。騰訊課堂便于學(xué)生直接發(fā)言進行課堂討論，或者通過聊天區(qū)反饋，且能生成回放，但有卡頓掉線情況；騰訊會議畫面流暢，語音清晰無卡頓，網(wǎng)絡(luò)信號較弱的學(xué)生也能進行交流討論，但不足之處是學(xué)生課后不能通過回放來復(fù)習(xí)。對此，筆者在預(yù)習(xí)PPT中加入課堂內(nèi)容的講解語音，在雨課堂發(fā)布，使學(xué)生課前課后都可播放，給學(xué)生提供多模態(tài)學(xué)習(xí)資源和環(huán)境。

3.2 思政教育融于有機化學(xué)課程教學(xué)

習(xí)近平總書記指出“高校立身之本在于立德樹人”[14]。制藥工程專業(yè)學(xué)生將來從事藥品生產(chǎn)工作，這對其道德素質(zhì)要求很高。有機化學(xué)是制藥工程專業(yè)大一學(xué)生的重要通識課程，筆者在講授專業(yè)知識的同時，從育人角度挖掘有機化學(xué)蘊含的思政元素，并巧妙融入課堂，引導(dǎo)學(xué)生樹立社會主義核心價值觀，以實現(xiàn)素質(zhì)教育目標(biāo)。在第一章，要求學(xué)生查閱并討論我國古代的有機化學(xué)知識，如周王時代已知用膠、漢朝發(fā)明了紙、《神農(nóng)本草經(jīng)》記載了幾百種重要藥物等，增強民族自信，堅定為中華民族的偉大復(fù)興而努力奮斗的決心[15]。每章開始講授新內(nèi)容前，用3分鐘時間探討與本章內(nèi)容相關(guān)的中外著名科學(xué)家致力于科學(xué)研究的事跡（如第1章中維勒、貝采里烏斯、拉瓦錫等對有機化學(xué)發(fā)展的貢獻，第3章中硼氫化反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者布朗，第6章中在夢里發(fā)現(xiàn)了苯的結(jié)構(gòu)簡式的凱庫勒和提出“共振論”的鮑林，第7章中國際量子分子科學(xué)院院士休克爾，第8章中發(fā)現(xiàn)青蒿素的屠呦呦，第12章中黃鳴龍等），引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)他們勇于探索和創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，以達成思想道德和素質(zhì)教育目標(biāo)。同時，在課堂中巧妙融入中國古典文化，對學(xué)生進行人文熏陶。如第1章開始以《禮記》中的“博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”指出學(xué)好有機化學(xué)的方法；課間或課程結(jié)束后結(jié)合本章內(nèi)容分享中國的愛國志士如陸游“位卑未敢忘憂國”、周恩來“為中華之崛起而讀書”以及屈原、文天祥、林則徐、秋瑾等的名言警句，潛移默化中對學(xué)生進行愛國主義教育。

4 學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達成度和教學(xué)評價

4.1 學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達成度

每章結(jié)束后，對該章知識目標(biāo)達成情況進行問卷調(diào)查，建立學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達成情況檔案。對每章的學(xué)習(xí)目標(biāo)逐一落實，根據(jù)學(xué)生反饋進行多種形式的交流互動，實現(xiàn)個性化指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)能力的提升。前3章的統(tǒng)計結(jié)果見表1，學(xué)生普遍認為基于OBE和新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的在線教學(xué)有助于知識目標(biāo)的達成，也有利于能力和素質(zhì)目標(biāo)的達成，為該課程的后續(xù)學(xué)習(xí)打下了堅實基礎(chǔ)。對于部分及完全未達成學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生，進一步通過學(xué)習(xí)互助小組、課后輔導(dǎo)及提供多模態(tài)學(xué)習(xí)資源，幫助其逐步達成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

表1 前3章學(xué)習(xí)目標(biāo)達成情況問卷調(diào)查結(jié)果（%）

4.2 初步建立教學(xué)評價體系

在線教學(xué)中，綜合利用雨課堂學(xué)情分析、即時反饋和測評、QQ群投票、作業(yè)、問卷調(diào)查等功能，促進個人化的意義建構(gòu)和學(xué)生高階思維的發(fā)展[13]。評價指標(biāo)權(quán)重見表2，每個指標(biāo)加權(quán)后總分均為100分，通過形成性評價體系，綜合觀察和評價學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，進行內(nèi)部協(xié)商和意義建構(gòu)，幫助學(xué)生達成課程目標(biāo)，并且有針對性地加強學(xué)習(xí)。

5 結(jié)語

基于OBE理念和新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，利用雨課堂平臺開展制藥工程專業(yè)有機化學(xué)在線教學(xué)，學(xué)生參與度高，自主學(xué)習(xí)興趣濃厚，學(xué)習(xí)目標(biāo)達成度高。該模式也適合線下課堂教學(xué)，不過在教學(xué)實踐中還需要不斷探索和完善，以期提高教學(xué)質(zhì)量，為我國制藥行業(yè)精準(zhǔn)輸送高素質(zhì)人才打下堅實基礎(chǔ)。

表2 形成性評價指標(biāo)權(quán)重