關于構建開放式分析化學課程體系的探討

高慧妍

沈陽科技學院（遼寧沈陽 110000）

為深入貫徹落實《遼寧省人民政府辦公廳關于推動本科高校向應用型轉變的實施意見》（遼政辦發〔2015〕89 號）和《遼寧省人民政府辦公廳關于印發遼寧省深化普通高等學校創新創業教育改革實施方案的通知》（遼政辦發〔2015〕70 號）精神，沈陽科技學院正積極推行應用型學科的轉型工作，而課程建設是應用型轉型中的重要環節。分析化學課程是應用化學、高分子材料、安全工程、能源、化工、制藥等專業教學體系中重要的專業基礎課之一，是學習其他專業課程的過渡課程。提高分析化學課程的教學效果對學生四年的專業教育來說至關重要。

1 分析化學課程改革的必要性

沈陽科技學院實行大類招生，采用“3+1”的培養模式，而在分析化學的授課過程中，采用大班授課制。教師根據考點講授，授課內容繁多，知識點繁雜，而授課學時有限，沒有全面地考慮到學生的專業需要。面對大量復雜煩瑣的化學公式，不少學生上課時只顧埋頭自思，或是忙著記筆記，思想不能與授課教師保持一致，導致課堂效率低下。這是目前教學中存在的一個主要問題[1-3]。

學生方面，相關基礎一般。在眾多學生中，很大一部分在高中學習階段并未涉及分析化學相關內容，這造成學生在平時的學習過程中感覺難度較大，進而對分析化學的學習興趣和積極性不高。

教師方面，教學理念需要更新。很多教師沿用傳統的教學方法，在課堂上密集地向學生傳授知識點，單方面對學生進行知識灌輸，使學生失去了參與感，不能發揮學生學習的能動性；在教學過程中，沒有充分調動學生的主動性和積極性，課堂成為了教師的“一言堂”，這種授課模式嚴重制約了學生的全面化發展。

課程改革的最終目的是培養學生的興趣愛好，強化學生的基礎知識，提高學生的應用能力和實踐能力，實現課程教學的培養目標與就業崗位要求的零對接[4-6]。

2 構建開放式分析化學課程體系的思路

為探索分析化學課程體系建設有效途徑，適應應用型理工專業“新工科”建設提出的“創新型、跨學科視野和強實踐能力”人才培養新要求，充分運用教育信息化時代新的研究理論和技術手段，重組和變革分析化學課堂教學生態關系、結構要素和過程場景等課堂基因，建立了一套特色鮮明的多元開放式課程教學體系[7-10]。

教學內容優化:通過查閱文獻、分析微課等網絡教學模式在國內外的研究現狀及應用情況，結合學校民辦學院學生的實際情況，為本課題所要建設的“本土化”的微課程資源提供夯實的理論基礎。根據現有培養方案，秉持“要素入手，能力本位”的教育理念，按照不同的大類招生，對各專業教學內容進行增加和刪減，使授課內容更貼近專業教育，增加知識的實用性。

課堂教學設計：根據優化后的培養方案，將所搜集的文獻和教學實例適當地引入課堂教學，以此激發學生的學習熱情和興趣；在有限的理論課學時內，傳授更多的學習技巧和實用性更高的知識，使課堂教學的內容更合理。

數字化教學資源建設：利用慕課（MOOC）平臺布置課前預習內容并進行課后考核，讓學生了解下次課課堂授課的重難點，帶著疑問上課，在聽課過程中尋找答案；將預習情況和課后考核情況納入平時考核體系，并記入期末總成績。

課堂應用探索：根據學生學習情況的反饋，檢驗微課的建設質量及教學應用效果，并根據課堂情況，積極、及時掌握學生感興趣的地方和沒有興趣的地方，探索更高效的教學方案。

反饋結果總結提升：根據學生的課堂表現和期末成績總結授課經驗，反思新授課模式的優勢和缺點，并對微課開發情況、應用情況進行研究總結，作出課程結論，包括課程改革的研究現狀、微課開發的具體流程、實際教學的應用效果和特點等。根據應用化學專業學生反饋意見，對微課教學改進的計劃與設想進行總結與完善。

3 構建開放式分析化學課程體系的具體舉措

3.1 構建分層次信息化教學資源新體系

本次分析化學課程的教學改革注重優化重組課程知識體系，以兼顧學生共性提高和個性發展。按記憶、理解、應用、分析、評價和創新6 個層級，架構以“MOOC+智慧課件+試題庫App+虛擬仿真實驗”四大模塊作為改革四大核心的分層次信息化教學資源體系。

大規模開放在線課程是“互聯網+教育”的產物。慕課的特點為：（1）自主與自動。慕課學習最突出的特點是自主與主動。自主性首先體現在學生能夠自主選擇課程，甚至自主創建課程。主動性主要是指學生能夠自主學習。由于每個人參與課程的動機不同，有的人學習到一半就放棄了，有的人可能是想了解該課程某一部分的內容，因此，學習進程也是有差距的。（2）拓展性學習。慕課的學習是拓展性學習，如果學生自主完成了慕課學習，說明學生對該課程內容非常感興趣，對所講授的新知識有求知的渴望，所以通過慕課的學習一定是有深度、有拓展性的。傳統課堂一般是學習老師教授的內容，而通過慕課平臺，學生可以圍繞課程內容的主題線索開展個性化的、深入的學習。（3）網絡課程。這種課程并不是面對面的課程，而是在互聯網上進行的課程，學生的上課地點不限，即在任何地方都可以花費最少的成本來享受一流的課程教學。（4）課程的多樣性。慕課課程在組織方式上強調“翻轉課堂”，在課程內容上強調重組，在學習方式上強調眾包交互。對于要進行在線學習的學生來說，這種教學形式是相當有效果的。

目前，信息化席卷整個教育行業，教師應盡可能讓學生享受到信息化所帶來的教學模式的變革。從學生的角度講，利用智慧課件系統，可以把一些零散的時間利用起來。如果他們在學習生活的間隙，想要查看老師上一節課講的內容，可以很方便地翻閱相關材料，里面有詳細記錄。從教師的角度講，智慧課件提供了很好的教學管理平臺，課程通知、課程作業提交、學生信息管理等都可以在這個平臺上進行。歸根到底，智慧課件是為了回歸教育本質，將課堂從教學過程中課前-中-后全方位以先進的科學技術加以輔助，讓學生、教師、院校受益的綜合解決方案或平臺。

對于學生而言，學習是他們的任務，但是學生的學習方式各不相同，而學校的教育方式大致相同，所以難免會有學生不能接受傳統的教育方式，學習成績自然一落千丈。為了幫助他們更好地學習和復習知識，學?？梢詣摻ㄔ囶}庫App，內容包括：（1）考點精選。包含知識點、考點清單、易錯點及注意事項等內容，讓學生在短時間內鞏固知識點、考點，有效提高學習效率。（2）名師直播。每天推送免費的直播課，使學生隨時隨地輕松地學習，不被時間和空間束縛，隨時與老師、同學交流考試心得。（3）精選考題：題庫收錄多年經典期末考試題、考研真題等，讓學生鞏固練習，以加強知識點的應用。試題庫的應用，使得學生可以隨時隨地刷題，有效利用碎片時間，提高學習效率。

化學是一門以實驗為基礎的自然學科。沒有化學實驗，這門學科就沒有靈魂，化學學習將變成機械式記憶，化學教學變成空洞的說教。重視實驗并發揮實驗教學的功能，就能抓住提高教學質量的關鍵。對于分析化學課程的教學，通常采用理論教學與實驗實訓相結合的方式，但是受有限的實驗教學學時及實驗條件的限制，會存在理論教學與實驗課程不能有效結合的情況。學生對老師所講授的理論知識沒有直觀的認知，不能夠學以致用，對教學效果造成很大的影響。在分析化學課程中引入虛擬仿真實驗系統，理論課程中涉及的實驗部分都可以在虛擬仿真實訓系統中完成虛擬操作，教師可以一邊理論教學一邊進行虛擬仿真實訓，讓學生在學習理論知識的同時，直觀地觀察到所涉及的實驗現象，為學生營造輕松有趣的課堂氛圍，有效激發學生的學習興趣，提高學習效率。

3.2 優化重組課程跨學科知識體系

系統融入Excel 軟件、Matlab 編程、SPSS 數據統計軟件等計算機學科知識，構建跨學科教學模塊，實現分析化學公式圖形化和復雜數值計算程序化教學。與此同時，以跨學科視角對課程內容進行升級改造，重構兩個層次的跨學科知識點融合，包括針對復雜科學問題開展的跨學科主題教學和依托慕課討論區開展的跨學科開放式討論專題教學。

分析化學理論性強，計算公式多且雜，將Excel，Matlab，SPSS 軟件應用到教學過程中，既鍛煉了學生的動手能力，又提升了學生的數據分析處理能力。數據分析能力已經成為各個行業必備的技能，如果能熟練掌握數據分析技能，對于學生來說，不管是申請留學還是以后的就業，都會是一個很大的加分項。

“跨學科”一詞最早出現于美國，學者舒梅克提出了跨學科教學的定義：教學將跨越學科界限，把課程的各個方面組合在一起，建立有意義的聯系，從而使學生在廣闊的領域中學習。多學科融合是現代化教育的趨勢，多學科融合的最終目標是全面培養學生的學習能力，提升學生的綜合素質。在進行分析化學的單科教學時，學生對于一些問題的認知局限在本學科中，這使得學生理解問題比較片面；而在學科融合時，教師將環境、食品等學科知識融合在一起教學，這些學科之間并沒有嚴格的界限之分，在實踐應用中的關聯十分緊密，而且各個學科之間會產生協同作用，使學生打破對傳統分析化學教學中的單一認知，學會多維度地認識問題和解決問題。

3.3 創新分層次混合式教學新模式

結合在線開放課程和雨課堂進行翻轉課堂，即遞進式OPPOs 混合式智慧教學新模式，課堂更注重學生對知識的運用和創新。每個OPPO 教學單元包括：線上課前預習與預習測驗、思維導圖預習匯報、參與式學習以及線上課后測驗和復習。實現課前-課中-課后全鏈條智慧教學。在多輪OPPOs 后嵌入分層分級、難度進階的課程任務，提升課程挑戰度，實現學生高階能力的培養。通過角色代入、任務驅動、實驗模擬、話題討論、問題導入等多種方式驅動課堂教學，充分激活學生學習熱情；通過小組討論、同伴教學、組間互評、隨堂辯論、多師教學、校際交流、學術墻報等新穎的教學組織形式，有效促進師師協作、師生互動和生生互助學習，實現問題共振、情感共鳴及智慧共生。

3.4 構建“2+2”能力進階實驗實踐體系

分別構建基于“分析化學實驗+化學技能競賽”的基礎應用型和基于“分析化學技能實習+創新創業類大賽”的綜合創新型實驗實踐體系。通過分析化學實驗課程和實驗技能競賽，提高知識運用能力，解決學生綜合素質和基本能力培養問題。分析化學技能實習是分析化學課程跨學科主題教學的延續，借助土壤成分及性質測定、化肥農藥分析兩個實際生產項目，讓學生獨立探索，通過方案的不斷優化調整及驗證，培養學生對知識的綜合運用能力和解決實際生產問題的能力。通過兩個層次的跨學科知識體系，初步培養科研實踐能力，解決學生創新實踐能力培養問題。

4 結語

基于課程培養目標與職業崗位需求，通過構建開放式分析化學課程教學體系，可以彌補傳統分析化學課程教學中的一些不足，并切實有效地提高教學效果。但是，教學改革是一項復雜煩瑣而且艱巨的工作，不能一蹴而就。要在長期的教學過程中不斷地摸索，根據學生的實際學習情況逐步推進，才能切實提高學生的綜合能力與素質，培養學生的創新意識與實踐能力；響應教育部打造“金課”、消滅“水課”的號召，將授課模式轉變為以學生為核心，切實提升分析化學課程的教學質量。