有機合成課程采用對分課堂-網絡協同教學模式對人才培養的影響

楊俊娟，王君文，郝朋飛

(山西師范大學化學與材料科學學院，山西 太原 030031)

0 引言

人類的生活越來越離不開有機合成，從以前的有機試劑、染料到近代的藥物、維生素和高分子材料以及各種具有特殊性能的現代材料，大多數都是有機合成的產物[1]。培養優秀的有機合成人才，對國家科技發展具有重大意義。通過有機合成課程教學，教會學生專業知識同時，還可培養學生獨立思考能力及通過已有的知識解決實際問題的能力。此外，有機化合物結構千變萬化，極具魅力，也能培養學生從科學角度來欣賞美、創造美的能力，為此，教好有機合成對人才培養至關重要[2]。

1 有機合成課程學習現狀及人才培養難點

隨著現代科學的迅速發展，有機合成研究領域中新反應和新理論大量出現，使有機合成的教學內容發生了巨大變化。面對有機合成繁雜且龐大的存量學習內容及快速增長的增量知識，若想讓學生充分學好有機合成并能融會貫通，對于有機合成化學老師來說，挑戰巨大。同時，伴隨著科技的迅猛發展，對有機合成人才培養也提出了更高要求，培養人才在具備扎實專業知識的基礎上，還需具備較強的創新意識和實踐能力。

1.1 有機合成教學挑戰

(1) 教學內容多。有機合成內容龐雜、涵蓋知識面寬、涉及有機化學反應類型繁雜，且各大類型反應間極易混淆、系統性差，學生普遍反映該課程難學、難記、難掌握。

(2)教學方式難以取舍。目前大學教學方式可分為兩大類型：①講授式。其特點是講授知識量大，適用于內容較多、新知識較多的理科課程體系。教師是課堂知識的主體，而教學效果多依賴于教師的講課方式。②討論式。討論式教學主打啟發式教學，學生根據一個主題，在學科知識的基礎上，進行頭腦風暴，能培養創新意識。在該模式教學中，教師的講解時間有限，學生若開展有效討論，要課后預習，對學生基礎及自學能力要求很高。而大學課程的專業性很強，在沒有指引情況下自主預習很容易因受挫而草草了事。

1.2 有機合成人才培養難點

(1)培養人才技能需求難兼顧。作為師范院校學生，培養的學生畢業后去向不同，其對知識的需求也不同。這些學生一類是畢業去向企業，一類是參加考研升學及考編，另一類是免費師范生，畢業需去基層任教。考研學生希望多講一些理論及和考研試題相關的知識，而企業及免費師范班學生希望能多些和生活相關的有機合成知識體驗。這就導致了所培養人才對知識的需求不一，若要兼顧，實屬不易。

(2)所培養人才創新意識和能力薄弱。傳統教學以填鴨式為主，學生習慣于被動學習，不注重邏輯思維能力和獨立思考能力的培養，學生的實踐能力和解決問題能力不足，這均導致了學生創新意識和能力的薄弱，這將很難適應社會的快速發展，長久下來，將面臨被淘汰的風險。

2 對分課堂教學模式簡介

數年來，國內的有機合成教學工作者對傳統有機合成教學中存在的問題進行了深入思考，結合自身多年的教學經驗，提出了許多卓有成效的改革探索[3]。其中，“對分課堂”是普林斯頓心理學博士、復旦大學心理系教授張學新老師在2014 年提出的一種新教學方法[4]。“對分課堂”的核心理念是將課堂時間進行“對分”，一部分課堂時間分配給教師進行講授，另一些時間分配給學生來進行討論。該教學方法也稱為PAD 課堂(PAD classroom)，是把教學過程分為三個階段，分別為講授(presentation)、內化吸收(assimilation)和討論(discussion)。

目前，“對分課堂”在國內高校受到廣泛關注，并取得了一系列教學成果[5]。將“對分課堂”教學方法應用到有機合成課程的教學中，將有望解決上述問題。“對分課堂”以學生自學為重點, 采用討論和提問的方式對學生的自學情況進行檢查和評估，提高“有機合成”討論效率，同時也能促使學生課下主動學習，使學生充分發揮學習的主觀能動性，有利于人才綜合素質的培養。

3 線下課堂現狀分析及網絡教學多場景適應性

線下課堂，也即面對面授課，是一種傳統且古老的教學活動方式，有以下優點：(1) 互動性強。教師和學生能夠直接溝通和交流，教師能隨時了解學生的學習狀況，并及時調整自己的教學方法和內容；學生也可及時向老師反饋問題，學習效率很高。(2)實踐性強。面對面地上課可以使學生更快地將理論知識與實踐操作相結合，老師可通過實驗、案例分析等方式強化知識應用，提高學生實踐能力。(3)增強學生學習興趣。濃厚的興趣是學習的強大驅動力，而學習興趣的培養離不開老師的啟迪。線下教學有助于培養老師和學生的情感，學生可調動五官來學習知識，逐步培養學生學科敏銳性，從而提高學生探索知識的興趣。

線下課堂有以下方面不足：(1) 課堂教學效果高度依賴學生和老師當天的狀態，優秀的教師或學生會為好的課堂狀態預備自己。但是也會存在諸如疲勞、亞健康、生理周期等情況，影響老師的課堂發揮及學生對課堂知識的吸收，致使教學效果受到影響。(2)學生學習方式及記憶能力差異大。課堂知識的理解有多個層次，深層次學習是知識背后對學科哲學的深度理解和范式思維模式養成。而這些深層次的內容是需要對課堂講授知識思路的連貫性理解及課后復習而習得。學生對知識的訴求不同，個體學習方式及記憶能力也不一樣，課堂一次性知識傳授難以滿足學生的多方面需求。部分學生會輔以課堂筆記形式來強化學習效果，但課堂記錄筆記的過程會影響學生在課堂的深度思考及學習連貫性。(3) 一旦掉隊，很難跟上。有機合成課程系統連貫性強，綜合性也很強。學生一旦因病等請假，在沒有老師引領情況下，僅靠課后自學，很難充分掌握知識，從而形成掉隊現象，一旦掉隊，就很難跟上，甚至導致后續掛科。大學課堂也應該多一些容錯空間，當學生想要追趕時，提供更多的便利。如果能借助網絡教學，將課堂授課過程形成影像資料存儲并通過網絡共享給學生，學生便可反復觀看，有望解決這一問題。

同時，網絡教學可不受時空限制，能適應多種環境，無論是平時，還是疫情等特殊環境，都可正常開展教學，具有“平急兩用”的特點。

4 對分課堂與網絡協同教學模式實施

4.1 有機合成“對分課堂”安排

有機合成共安排32 學時，16 次課，每周上課二次(周二和周四)，每次連續兩節課，每節課45 min，其中最后一次課(2 學時) 為考試課；人數在30～40 人之間，將學生分成6 個小組。根據對分課堂理念，從第二次課開始實施對分課堂教學模式。根據有機合成課程的上課時間安排，在兩次課上采用不同的交流討論過程。周二安排為大討論環節，第一節課組織學生對上周講授的內容進行回顧討論，探討課程內容，并引導學生思考，對其進行邏輯思維能力訓練，促進其深度學習，同時也通過提問、作業方式來評估學生對基礎知識的理解程度。第二節課上，教師對新的知識框架、基本概念、重點難點進行講述；下課后，老師將講解內容轉錄為視頻，借助網絡教學平臺分享給學生。學生調閱學習資料并回顧視頻，借助作業對講授內容進行深度的內化吸收，加深理解，也為周四的分組討論課做準備。周四安排小討論環節，分出約1/3 的時間帶領學生復習重點及解決上次課學習中的難點；另外2/3 時間講授新的知識，并作為下周二大討論的主旨內容。

4.2 網絡平臺協同對分課堂助力教學效果

目前手機普遍程度非常高。課堂借助手機“對分易”教學平臺，探索其對有機合成的助力作用，且已積攢一些經驗并取得不錯效果。“對分易”教學平臺是一款互聯網教學輔助工具(圖1)，普適性強，可配合多種教學模式，有方便的作業批閱、快捷的微信互動、實時的課堂反饋及便捷的課堂分組特色。該教學平臺節省了老師的時間，同時，將上課過程以PPT 幻燈片錄制、騰訊會議、釘釘會議等模式轉錄為視頻，上傳到該平臺的課程資源模塊中，學生能夠實時回放，從而課后回顧，進行查漏補缺，實現深度學習，強化學習效果[6]。

圖1 “對分易”教學平臺模塊

4.3 “對分課堂”實施舉例

以氧化反應為例，進行“對分”講授，擬分配2 個學時(90 min)。分為三個階段，安排如下：

第一階段：講授，時間45 min(包括安排討論問題及課后學習內容)

在本階段，先給學生講述氧化反應的基本概念，讓學生學會判斷原料到產物所發生的反應類型；然后重點講述醇、碳碳雙鍵、碳碳鍵斷裂、碳氫鍵的氧化反應產物及其氧化機理，讓學生明白反應的具體發生過程。隨后介紹氧化試劑的特點及其可氧化的底物(試劑特點包括但不限于氧化條件、區域選擇性、氧化劑的改性)，該部分屬于難點、易混點，故給其時間消化前面講授的基礎知識。

第二階段：課后自學討論(學生自行安排時間)

在本階段，通過“對分易”教學平臺的“習題”功能，向學生發送3 道作業題，寫出由原料生成對應產物可選用什么氧化試劑，其依據是什么；舉例說明在不同氧化試劑的作用下，可能產生什么樣的副產物。

學生可在“對分易”教學平臺上直接答題( 可利用學生的碎片化時間)，或在習題本上解答后拍照上傳來答題。

同時，利用“對分易”教學平臺的“隨機分組”功能，將本班學生自動分為六組，指定組長并將分組結果一鍵“發送分組通知”給學生。

第三階段：討論時間安排45 min

本階段為討論部分，又可分成兩小塊：每個小組成員的小討論(15 min)和大組間的大討論(30 min)。小討論的內容是這次布置的作業題，每兩個小組討論一個習題，課堂隨機分配，學生以小組為單位課前自行安排座位。

上課開始后，通過“對分易”教學平臺的“考勤”功能，利用15～30 s 的時間對班級學生進行考勤。

考勤結束后，介紹這次討論學習的內容以及小組討論習題分配。

在該討論部分，小組成員彼此交換意見，小組提出問題，相互解答，標記出相互都解答不了的問題。

在大討論階段，每小組均選擇一個代表來陳述自己小組討論的結果，并提出其疑問；再選取另外一組同學，請其陳述自己選擇的試劑是否和該組一樣。如果一樣，則要求第二組同學依據所學知識，對其內容進行評價，并回答第一小組的疑問，再提出自己小組的問題；如果不一樣，提出自己小組討論的結果及疑問。

其他小組按習題順序，依次安排分別陳述。

六個小組均陳述完后，老師依據其共性問題和疑問統一講解。

5 對分課堂與網絡協同教學模式對教學效果及人才培養影響

有機合成課程中采用對分課堂與網絡的協同教學模式取得了很好的教學效果，培養出來的學生具有較強的獨立思考能力、思辨能力、實踐操作能力和深度學習能力，創新意識也有所增強。

5.1 協同教學模式對課堂效果的影響

(1)節約時間，提升教學效果。采用線上“對分易”教學平臺，節約了課堂上點名、分發作業、提交作業以及分組時間，在保障學生作業、考勤效果的基礎上，極大程度地節約了課堂時間。同時，這種扁平化的作業提交、批改、信息發送的師生互動模式也拉近了學生和老師的關系，師生互動性增加，課堂上教師講授知識更易入耳，這提升了教學效果。

(2)學生查漏補缺不掉隊。查漏補缺是學習過程中很重要的一個環節，這能夠提高學生學習效果。借助PPT 錄課、騰訊會議等多媒體及網絡工具，將課堂教授內容及學生討論過程轉換為視頻資料，并上傳至“對分易”教學平臺資源模塊，學生可隨時回看，進行查漏補缺，充分考慮學生學習的個體差異。出現因病請假等情況，學生也不掉隊。騰訊會議等網絡平臺也可以線上上課，故該模式也具有“平急兩用”特點。

(3)學生有機合成知識扎實牢固，能有效融會貫通。此教學模式可激發學生學習熱情，專業基礎更為扎實，且在討論過程中能夠對所學知識更好地融會貫通。

5.2 協同教學模式對人才培養的影響

(1)增強人才自主學習能力和思辨能力。大學生處于風華正茂的年歲，身心均處于最佳狀態，討論能調動學生思考積極性。以老師教授的知識為中心，分組討論，用頭腦風暴形式激發學生上課思考的積極主動性。課堂上從老師敲黑板等督促學生學習的方式轉變為學生積極主動參與教學過程，極大提高了學生自主學習能力。同時，課堂討論及發言也鍛煉了學生的思辨能力。

(2)增加培養人才的學習深度。對分課堂分為知識講解和討論運用兩部分。課堂的討論過程可培養學生的邏輯思辨能力和實踐能力。同時計論過程是一種以問題為導向的學習方式，能夠幫助學生深入研究知識的本質和內涵，能夠在討論過程中發現問題、解決問題，從而加深對知識的理解和掌握，提高學生學習深度。

(3)增強人才的創新意識。有機合成采用該教學方式后，所培養學生具有較強的學習主動性，掌握知識扎實牢固，學生學習有深度，獨立思考能力和思辨能力較好，綜合素質強。這均激發了學生的創新意識，畢業后無論從事何種工作，都能夠勝任，其創新精神和獨立自主學習能力也能適應社會的高速發展而不掉隊。

6 結語

培養優質的有機合成人才對社會發展非常重要，這也需要教師和學生的雙向努力。文章在有機合成課程中采用對分課堂和網絡的協同教學模式來實現人才高質量培養。此教學模式環境適應性廣，借助網絡教學，可不受環境影響，具有“平急兩用”特性。用此教學方法培養的人才有機合成基礎知識扎實，融會貫通能力強；能夠積極參加課堂討論，學習意愿強，獨立學習和邏輯思辨能力強，且能夠深度學習，創新意識增強，進入社會后能適應多種工作場景。