基于网络教育的有机化学课程教学方法与教学手段的改革探索与实践

姜翠玉 吕志凤 徐永强 宋林花

(中国石油大学(华东)理学院 山东青岛 266580)

基于网络教育的有机化学课程教学方法与教学手段的改革探索与实践

姜翠玉 吕志凤 徐永强 宋林花

(中国石油大学(华东)理学院 山东青岛 266580)

随着现代远程教育的发展，网络课程成为传授知识的重要平台。网络环境下教学方法的改革，是提高网络教育教学质量的关键。本文主要针对网络教学环境下的教学方法和教学手段进行改革探索与实践，充分体现自主学习的教学理念。

有机化学 网络教育 教学方法 教学手段 自主学习

随着现代远程教育的发展，网络课程成为传授知识的重要平台。目前，中国石油大学网络教育在读学生达58000余人。如何合理地在网络环境中完成教学任务，是值得教师深入探究的课题；网络环境下教学方法的改革，是提高教学质量的关键。近年来，我们在精品资源共享课程建设与实践过程中，围绕着如何提高效率，使网络教学更科学、更有效；如何让学生参与到掌握知识的过程中去，让学生真正成为学习的主人；如何通过各种活动和各种途径让学生掌握知识、认知世界等方面进行了教学方法的改革，并借助现代化的教学手段，激发学生的学习兴趣，化解网络教学的难题，收到了良好的教学效果。

1 根据教学目标及学生特点构建课程资源

网络教学资源的构建是网络教育的基础[1]。一个好的网络教学资源首先是课程资源系统要完整，适合网络传播，以满足学习型社会的需求为基本要求构建的学生喜欢的课程资源体系；同时要根据内容特点和教学策略设计资源及其呈现方式，并注重课程资源的立体化建设，即以开发PC版网络课程支持在线学习为主，一体化开发适用于离线学习和基于手机、平板电脑等的移动学习资源，针对不同的学习终端提供自适化资源应用服务，以满足差异化学习条件和多样化、个性化自主学习的需求。

有机化学课程是我校资源勘查工程、石油工程、化学工程与工艺等主干专业的一门重要专业基础课，该课程进行网络教育的教学对象主要以石油、石化企业的现场技术人员为主。通过本门课程学习，可使学生掌握有机化合物的结构、性质、反应基本理论和有机合成基本方法，培养学生的学习能力和创新能力；使学生能够综合运用有机化学的原理和方法分析和解决实际问题。因此，在教学内容选取上，应根据应用型人才培养目标，基于成人业余学习特点组织课程内容，在系统讲解理论知识的同时，结合相应的岗位需求讲解应用实例和学科进展情况，为学生解决实际问题及提高学习能力打下坚实的基础。例如，在讲解烷烃的氧化反应时，结合油品长期储存会引起变质的现象，引导学生分析、了解油品变质的原因，进而提出加入少量抗氧化剂以抑制氧化反应的措施。通过这样的实例，既加深了学生对基本有机反应的理解，又为学生解决实际问题提供了理论依据。在教学内容的表达形式上，根据内容特点采用文本、图片、动画、视频讲解等多种媒体形式，促进学生对知识的理解和掌握[2]。考虑到学生专业来源不同、学习基础不同等特点，将学习内容分层次呈现为概要学习、深入学习和拓展性学习；并科学地设计了教学环节，既便于学生根据学习基础及学习目标，选择按照教学设计进行系统化的流程学习，也可选择通过“知识检索”进行查询式跳跃学习，或通过“资源列表”进行自选式学习。

授课录像采用宽屏高清视频技术录制，以MP4格式发布，针对不同终端设备应用了“软字幕”、“硬字幕”、“外挂字幕”等技术，能兼容多系统，支持跨平台、多终端设备点播应用，可实现学习的个性化、自主化。同时, 讲授内容按尽可能小的知识点模块进行切分，一般每个知识点授课设置在半小时左右，形成便于学生学习的独立的视频讲授单元, 以利于学生及时消化重点、攻克难点, 增进持续学习的信心和动力，在良好的学习体验中获取知识、培养能力。

教学活动的设计充分体现了自主学习的教学理念。教学过程采用“以学生自主学习为主，教师远程导、促、助学为辅”的开放式教学模式；学习活动的组织形式主要包括在线学习、面授辅导、协作学习、案例学习、实验学习等。在网络教育中，教师和学生是分离的，教育目标、教育活动是通过网络课程来实现的。因此，我们充分利用“石大在线”教学平台与现代通信技术，为师生交流、生生交流、师师交流搭建了一个良好的网络平台服务环境，为教师进行导学、助学与促学提供了有利条件，能全方位地为学生自主学习提供支持服务；同时还加强了对学生学习的评价，尤其侧重对学生学习过程的评价，做到对学生自学过程有指导、有监督、有反馈。

2 基于开放式教学模式探索教学方法

在网络环境中，教师与学生在传统角色上发生了变化。教师由传统的传道授业者变成了协作者和引路人[3]；教学方式也从传统的“知识灌输”转化为“知识引导”。教师在教学活动中要发挥主导作用，这里所谓的“主导”，主要在于“导”。

“导”的内容——少而精。对于课堂教学中的重点、难点内容，一般采用精讲，突出背景、主线、转折和发散；对难点要剖析到位。对于一般叙述内容以及与此前已讲授内容类似的内容，则安排学生自学，并给出思考题，以培养学生的自学能力。对于有关学术前沿的内容，一般用导读的形式，点到为止；同时，启发和引导学生从书籍、杂志、网络上获取信息。

“导”的过程——启发式。哈佛大学教授Nash说：“教师的任务是启发学生，教师作不到这点他就是失败的。”启，是教师应用丰富的知识底蕴去启迪、启导；发，则是学生在教师的启示下去发展、发挥、发现。启发教学以能激发学生的思维活动为重要标志，不能一提启发式，就只看一堂课提问了多少次， 举手人数多少。在课堂教学中我们也发现，若“启”得不合适，或“启”得很牵强，学生就很难“发”。所以要想正确运用启发式，应首先确定启发的内容，然后运用正确的启发方式。

启发式教学方式有多种多样，我们在教学过程中主要运用探究型启发、结论型启发和假设型启发。探究型启发是学生在教师引导下，首先观察问题，然后进一步去发现问题、探索问题，最后解决问题。例如在讨论乙烯与溴的亲电加成反应时，利用探究型启发方式，从实验事实入手，引导学生对信息进行收集、分析和判断，从而去获取知识、应用知识、解决问题。结论型启发是对某些问题首先给出结论，然后运用所掌握的知识来证明这个结论的正确性。在讲解反应历程时多采用这种方法。例如碳正离子的重排反应，我们先给出新己烯与水在酸性条件下反应的产物，然后提出问题：为什么生成2,3-二甲基-2-丁醇而不是3,3-二甲基-2-丁醇？最后学生紧跟老师的思路来证明这个结论的正确性。这种教学方式可以培养学生综合运用所学知识的能力和独立思考问题的能力。在讲解有机化学反应取向的问题时，常采用假设型启发。即首先对某个反应假设出各种可能的情况，然后启发学生根据假设的各种可能情况得出各种不同的结果，通过分析这几种结果，进而否定错误的假设,得出正确的结论。总之，在教学过程中，我们经常以启发式的语言、事例适当设问，激励学生边听边思考，积极主动地进行学习，收到了很好的效果。

“导”的形式——多种多样。教学过程要强调情感化，让学生在欢乐中学习。对于前后相关联的内容，用提问式教学，多问学生为什么，引导学生自己进行思考和判断，提高学生的学习主动性。对于具有相同官能团的化合物，用对比式讲法，引导学生自己进行对比并分析问题，从而得到解决问题的办法。例如在讲解苯酚的化学性质时，我们首先带着学生一起分析苯酚与苯在结构上的差异，在苯环上连接一个很强的邻对位定位基团—OH即是苯酚；很显然，苯酚的化学性质主要有两个方面，其一是苯酚羟基上的反应，其二是发生在苯环上的反应；接下来引导学生回顾苯的典型化学性质，并分析—OH对苯环的影响，这样学生就能很快掌握苯酚苯环上的亲电取代反应。对于总结性的内容或与日常生活息息相关的内容用开放式教学，教师根据从事教学和科学研究的体会，设计一些开放式的问题，发布在网站上，鼓励学生积极思考，教师充当组织者和引导者的角色。课堂练习也要通过网站进行互动，由教师提出问题，学生来解答；或先由一位学生提出问题，再让其他学生进行解答。这种互动式教学包括学生与教师之间的交流、学生与学生之间的交流、学生与小组之间的交流等多种信息交流。通过这些交流，将孤立、被动的学习变成每个学生积极参与的集体学习，使教学过程在活跃、宽松、民主、高效的课堂气氛中完成，增加了学生在教学过程中的参与性、主动性和协作性。

“导”的目的——授以方法。教师的作用不仅仅是讲授知识，更重要的是引导学生把握学科的思维方式和研究方法。有机化学知识大多是通过化学反应式表述的，试剂多和反应多是有机化学突出的特点。现代有机化学仅人名反应就已超过1千多个[4]，繁多的反应式学习起来相当枯燥，容易导致学生厌学。为此，我们在教学中注重学习方法的传授，重视演绎法与归纳法的结合，将抽象概念形象化，枯燥知识趣味化，易记知识歌诀化，零乱知识系统化，系统知识规律化，相似知识对比化。例如在讲解卤代烃SN1反应的立体化学时，通过动画演示将这个抽象的知识形象化；在讲解炔烃的化学性质时，通过对比炔烃与烯烃结构的异同，进而找出化学性质的异同，等等。在教学过程中注重科学方法的训练，对一个问题或内容的讲解做到有始有终，让学生有身临其境的感觉，复杂的问题便容易理解和记忆了。同时，在传授化学知识时多介绍化学史，向学生揭示蕴含于其中的思维方法。例如在讲Kishner-Wokff-黄鸣龙反应时，介绍我国化学家黄鸣龙在做Kishner-Wokff还原反应时，针对实验出现的意外情况，仔细分析原因并进行大胆的探索，最后对羰基还原为亚甲基的方法进行了创造性的改进，等等。使学生从化学家的成功和失败中获得方法论的启发，并通过训练，形成科学的研究方法[5]。

3 应用先进的现代化教学手段提高教学质量

针对有机化学反应的结构式复杂，立体结构的空间表达困难，有机反应历程抽象、难懂等问题，我们将现代教学技术全面应用于教学实践中，对复杂分子结构进行形象描述，对分子的形成过程、反应历程进行动态模拟，等等；尽可能做到深入浅出，全方位激发学生的学习热情和学习兴趣，提高学习效率。例如应用休克尔规则判断有机物芳香性的问题是有机化学中的难点，若用传统的教学方法，尽管教师花费很多时间讲解，学生仍是似懂非懂。我们在讲授此内容时，通过展示环戊二烯及环戊二烯负离子的结构模型，同时动画演示环戊二烯负离子的形成过程及p轨道中电子排布的情况，引导学生思考、讨论二者的区别与联系，进而判断它们是否具有芳香性。总之，合理借助现代教学技术进行教学，可以收到事半功倍的效果。

有机化学实验是有机化学课程的重要组成部分。为有效解决网络教育实验教学的难题，我们利用现代教学手段开发了有机化学网络实验系统，主要包括：实验教学大纲、实验室简介、常用实验仪器库、实验演示、实验仿真等丰富的资源，构建了可交互训练的虚拟实验操作环境。根据具体实验内容特点，采用视频讲解、图片介绍、文字说明等多种媒体形式，形象地展示实验仪器、实验内容与实验过程。通过案例教学，帮助学生建立对实际操作过程的整体认知。同时，本课程还建设了在线实验训练和测试系统，用于帮助学生巩固和强化实验操作要点。通过网络实验系统，将教师的实验室教学远程呈现到学生面前，帮助学生建立感性认识。学生根据“观看实验室介绍—了解实验教学大纲—常用仪器的认识—实验视频演示—实验仿真—实验自测”的实践教学流程，不仅可以系统地了解本课程的实验要求和实验步骤，还可以按照实验步骤进行实验仿真，并在线提交相应的实验报告，自主完成实验大纲要求的所有实验内容。

总之，如何提高网络环境中的教学质量，是值得深入探究的课题，需要教师不断地探索与实践，且行且总结且提高，推动优质教学资源共享，引领教学模式和教学方法创新，使网络课程很好地满足学习型社会的需求。

[1] 李林曙,赵坚,张卫宏.现代远程教育研究,2009(2):34

[2] 姜翠玉,宋林花,夏道宏,等.化工高等教育,2010(3):31

[3] 关悦娜.广东教育,2013(6):113

[4] 高鸿宾.有机化学.第4版.北京:高等教育出版社,2005

[5] 吴伟,姜翠玉,张兆丽.化工高等教育,2008(6):21

Exploration and Practice of Teaching on Organic Chemistry Based on Network Education

Jiang Cuiyu Lv Zhifeng Xu Yongqiang Song Linhua

(CollegeofScience,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),Qingdao266580,Shandong,China)

With the development of modern remote education, network course has become an important platform for imparting knowledge. The reform of teaching method in the network environment is the key to improve the quality of network education. This paper introduces teaching methods that embody the self-regulating learning idea.

Organic chemistry; Network education; Teaching method; Teaching means; Learner autonomy

10.3866/pku.DXHX20150625

O6； G64