“物理化學”在線開放課程建設與教學實踐

李艷萍 陳紀文 趙艷敏

化學與生物工程學院銀川能源學院 寧夏銀川 750105

“物理化學”課程是我校化學工程與工藝、能源化學工程專業的專業必修基礎課。總學時88學時，理論64學時，實驗24學時。同時也是食品質量與安全、生物工程專業的專業基礎課程，在第三學期開設，本課程從物質的物理現象和化學現象的聯系著手，研究化學變化、相變化及化學變化的基本原理。要求學生掌握與專業相關的基礎科學理論知識和工程技術基礎知識；了解能源化工的發展現狀和新工藝、新技術、新設備和發展動態，能夠適應現代技術的發展，具有自主學習和終身學習的意識。在物理化學課程的學習過程中，可以培養學生嚴謹的工作作風，該課程特點是概念多、公式多、計算多，內容抽象且學習難度較大。

“物理化學”課程在線教學資源雖然很豐富，但是我校是應用型本科院校，能夠貼合我校培養目標的教學資源還是相對比較匱乏。目前知識傳授多拘泥于傳統課程的教學模式，教學多以線下教師為中心，進行“填鴨式”滿堂灌教學，結合我校實際情況，課時與實驗場地都非常有限，不利于培養學生學習的自主性、創造性，也不利于學生應用能力的提高及人格素養的培養。如何在有限的教學條件滿足學生對物理化學知識的渴求，是物理化學教師一直積極思考的問題，所以在線開放課程的建設勢在必行。

一、“物理化學”在線開放課程建設的探索

圍繞“互聯網+課程思政+教學”，積極開展“物理化學”在線開放課程資源建設可以實現各專業、學科間優質資源的共享，有利于學習者主動性、交互性和協作性學習，教師可以通過線上線下混合模式進行教學，提高學生綜合能力，實現了對學習者的評價和監測，同時可以對學習信息進行及時反饋，有利于教師掌握實時情況，從而提高教學質量。本課程建設使用的是學習通平臺，建設及使用情況良好，覆蓋該課程開設的所有專業班級。

(一)數字化教學資源的建設

我們完成了“物理化學”數字化課程建設，向學生提供了包括全程教學視頻、教學大綱、課件、習題庫、試卷庫和拓展知識等在內的大量數字化教學資源，并在學習通平臺面向全院所開設該門課程的學生開放，同時還錄制了典型的實驗視頻、重難點知識點講解的微課視頻、章節作業庫、章節思維導圖和測試題庫等數字化資源，提供了一些重點大學比較經典的微課視頻。這些數字化資源更有利于支撐學生的自主學習能力的培養和教師的線上線下混合式教學，對校內的在線課程建設起到良好的示范帶頭作用。

(二)課程微視頻的設計與制作

依托于本校的人才培養計劃和教學大綱，我們選用的是大連理工大學王新平教授主編的《基礎物理化學》教材，針對教學大綱中的重難點知識點，我們分別采用錄屏、演示、情景動畫等方式進行了微課錄制，為線上線下混合式教學提供素材。

二、“物理化學”在線開放課程建設的教學實踐

采用多樣化的教學模式與過程性評價體系為主線進行教學實踐。物理化學內容抽象，繁多，理論性又較強，條件多，公式多，尤其熱力學部分的知識點環環相扣。在一般大學里是兩學期的課程，我們為一學期的課程，課時量大大減少，所以在傳統的教學過程中我們很難在有限的課時里將物理化學知識點講深、講廣，而且課堂上也沒有充分的時間與學生進行互動交流，這不利于培養學生分析問題、解決問題的能力，難以達到素養目標的培養。而且對于我校能源化學工程專業的學情而言，培養學生的創新意識更是難上加難，因為該專業學生是文理兼收的，相當于部分學生化學基礎是比較薄弱的，課堂上接受知識的程度是較慢的。因此，我們構建出多樣化的教學模式，借助于現代信息化教學技術，結合過程性評價體系，以期能夠高效地完成物理化學課程的教與學。

(一)以“學習通”為載體，開展線上線下混合教學

近年來，國內“互聯網+教育”理念的提出以及MOOC、SPOC形式的引入使得混合式教學模式在國內得以迅速發展[1-2]。物理化學課程是大二第一學期開設的課程，經過大學一年級的過渡，學生是有個性化與多樣化學習需求的。所以我們以“學習通”APP為載體[3]，開展線上線下混合式教學，借助互聯網和大數據對學生“課前—課中—課后”3個環節的學習情況進行實時跟蹤，并實現師生互動、生生互動，高質量完成物理化學課程的教與學。

模式1：知識點精講，課前教師在平臺發布任務，同時設置問題情景，引導學生自主學習。課中，教師采取講練結合的方式，借助于“活動”模塊完成課堂互動。例如，通過“搶答”“投票”“隨堂測試”等活動充分調動學生的積極性，通過實時答題情況，教師有針對性地進行講解和分析，提升課堂教學效果。學生也可以把握自己對知識掌握的情況以及了解自己在班級中的水平，時時進行預警，促進學風建設。課后，教師利用題庫和章節練習發布時效性的作業督促學生復習鞏固知識，學生也可以完成題庫中更多的題，或者去學習拓展知識環節，延伸課程的挑戰度。

模式2：翻轉課堂。課前老師布置任務，課中學生根據預習與小組討論將成果以PPT、視頻等形式進行匯報，全程進行錄制并上傳學習通小組活動，課后學生和教師在線根據評分規則進行成績評定。通過小組討論、課堂匯報并結合教師點評等方式幫助學生理解相關知識點的重點與難點。教師還可以在學生討論的基礎上，對知識點做進一步延伸與遷移[4]，以滿足部分學生的高階性需求。

模式3：隨堂測驗與思維導圖法。靈活應用題庫，用十分鐘左右的時間對章節中涉及的重難點知識點進行測驗，根據測試反饋，教師進行點評講解并引導學生去做章節思維導圖，將碎片化的知識點進行串聯，提升教學效果。

模式4：課堂教學與課程論文相結合，培養學生的基本科研素養。安排學生開展相關物理化學知識點與學生專業領域相關的研究報告的撰寫。查閱文獻、撰寫報告可以培養自主學習能力，激發學生的求知欲，加強他們對教學內容的理解，拓寬知識領域，并為今后的畢業論文和科研工作打好基礎[4]。

模式5：理論與實驗相結合。物理化學是理論與實驗相結合的一門學科，在人才培養方案中，理論64學時，實驗24學時，所以我們基于實驗教學，依托于實驗過程來更好地理解理論知識點。

(二)過程性評價體系建設

本課程為考試課程，根據課程建設目標，采取N+1+1的考核方式，具體見表1。

表1 考核方式和分值比例

通過大數據的精準記錄和分析，及時了解學情，有針對性地進行教學方案的調整，更好地達到預期目標。

三、教學成效與反思

以“學習通”為載體進行物理化學課程的建設與實踐過程中，通過與學生座談、問卷調查等方式及時了解學生對課程建設與效果的滿意度，認真修改教學方案，分別對比建設前后學生的期末考試成績和總評成績，進而反饋物理化學在線開放課程建設的教學成效。

(一)調查問卷法對課程教學成效的反饋

通過對20級化學工程與工藝39名同學及能源化學工程專業23名學生進行不記名問卷調查，得到課程建設的反饋結果，如表2所示(能化2001班)。

表2 關于物理化學課程思政教學的問卷調查反饋情況表

通過問卷調查，發現學生對物理化學在線開放課程教學的必要性、教師的滿意度、課程建設的滿意度、教學實踐接受程度和學習效果的評價還是比較好的。

(二)建設前后的期末成績對課程教學成效的反饋

表3為我院能源化學工程專業1901班與課程建設后我院能源化學工程2001班期末考試成績對照表。通過分析表明：物理化學課程改革提高了學生的學習成績，最高分由96分提高到99分，最低分由原來的24分提高到43分，而且中等成績和及格成績占比增大，成績能夠更好地服從正態分布。通過考核方式的建設，對比總評成績，從下圖也可以發現同樣的結論，所以整體而言，物理化學課程建設是有成效的。

表3 能源化學工程專業1901班與能源化學工程2001班期末成績對照表

能源化學工程專業2001班試卷成績分布優秀90分以上良好80～89分中等70～79分及格60～69分不及格60分以下3人3人8人5人4人及格率平均成績最高分最低分13.04%13.04%34.78%21.75%17.39%82.61%729943

2001班能源化學工程專業1901班與能源化學工程2001班總評成績對照圖

(三)教學反思

“物理化學”在線開放課程建設與教學實踐取得了比較滿意的成績，下一步目標：我們將在建設的基礎上繼續提高建設的挑戰度與高階性。首先，結合物理化學學科特點及內容，進行更好的課程設計，多融入課程在實際生產生活中的案例，幫助學生理解物理化學定知識點。其次，眾所周知物理化學課程是絕大多數高校化學化工相關專業研究生入學必考科目，物理化學的教學和學習效果決定著學生的考研結果，所以繼續進行題庫建設，加入近幾年的考研真題，提高教學的挑戰度，滿足部分學生需求。最后還需完善微課視頻錄制，更好地為線上線下混合式教學服務。

結語

在“物理化學”在線開放課程建設與教學實踐過程中，多模式的教學過程可以更好地激發學生學習的動力，促使學生主動地去學習，而且課程的質量和學習成效是課程建設的關鍵，教學內容緊跟時代發展，不斷進行更新，重視正確價值觀的引領，將信息化技術更好地與教學方法與模式進行融合，更好地實現“以學生為中心”的宗旨，真正做到“守好一段渠，種好責任田”，同時建立課程之間的聯系，提高我校人才培養方案的建設。