MOOC理念下民族院校应用型人才培养的物理化学教学改革研究

支德福 那立艳 宋朝霞 张艳梅 张树彪

[摘要]为了适应民族院校应用型人才培养的需求，提高学生为民族地区经济和社会发展服务的能力，课堂教学急需进行深化改革。基于传统教学的现状，结合MOOC理念，项目组对物理化学课程教学进行了全面深入的改革探索，以大连民族大学2016-2018年辽宁省精品建设课程——物理化学的教学实践为例，构建了MOOC平台一课堂教学一创新教育一实践教学互嵌的教学模式，促进学生实际动手和独立思考能力的全面提升，从而达到既提高教学效果，又适应民族地区发展要求的目的。

[关键词]民族高等教育;MOOC理念;课堂教学改革;物理化学;人才培养

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437（2020）07-0089-04

自我国高等教育事业起步以来，民族高等教育已经取得了令人瞩目的成绩，为促进民族地区各项事业的发展输送了大批优秀人才。然而，随着我国高等教育大众化、普及化发展的深入，民族院校高等教育的发展面临着新的机遇与严峻的挑战。民族院校在发展高等教育的方面既面临着与其他普通高校相同的问题，又有着自己的特殊性。民族院校的学生多数来源于偏远的民族地区，该地区的主要特点是经济总量小、地方财政困难、基础教育滞后以及人才资源匮乏，很多学生毕业后不愿回乡就业。但是随着国家精准扶贫政策的深入落地，民族地区的各种产业将得到大力发展，必然会带动地区经济快速发展，民族地区大学生返乡就业意愿明显增强，其将会成为振兴民族地区经济的主力军。因此，民族院校培养适应民族经济发展的应用型人才将是对国家战略的有力支撑。

应用型人才就是把成熟的技术和理论应用到实际的生产、生活中的技能型人才，其具体内涵随着高等教育的发展不断变化。随着我国经济总量的增长及教育资源投入力度的增大，我国高等教育已经实现了从精英化向大众化的历史跨越。依托于高等教育大众化发展，应用型人才的培养必须以素质培养结合就业需求为导向，培养既具有扎实理论基础及实践能力，又具有创新创业精神和国际化视野的应用技术型专门人才。物理化学课程作为化学、制药、材料、生物与食品等学科的基础与主干课程之一，既需要综合运用数学、物理等基础科学的理论和实验方法，又要通过这些实验及理论的方法研究化学过程中的平衡规律和速率规律，以及这些规律与微观结构的关系，它综合了化学及相关领域中各分支学科所需要的基本研究技术和研究方法。因此可以依托物理化学课程对应用型人才进行全方位的培养，加深其对其他学科领域知识内容的理解，进而促进化学化工、制药、材料、环境、生物等各专业学生技术水平的提升。

由于我国教育正处于大众化教育的浪潮中，因此以物理化学课程为依托的全方位应用型人才培养必须采用开放式和网络化的教育模式。这种教育模式不仅能促进传统高等教育的改革，更有利于大众化教育的深入普及。MOOC（Massive Open Online Courses）作为一种大规模开放式在线学习模式，“具有易于使用、费用低廉甚至免费、覆盖人群广、支持自主学习和学习资源丰富等优点”，已成为“互联网+”课程教学模式改革的新浪潮，影响着世界各国高等教育的发展。MOOC的发展及其先进的教育理念已经成为教育改革的新方向，MOOC教育以学生为主体，学生可以在开放的网络上自由选择学习的科目和数量以及所需掌握的知识点，完全适应大众化教育的发展要求。

据此，本文基于我校现有的辽宁省精品资源共享课“物理化学MOOC平台”、课堂教学条件、教师的创新平台和校内外实习实践基地，结合MOOC的特点和物理化学的课程目标，构建MOOC平台一课堂教学一创新教育一实践教学互嵌的教学模式。使学生在MOOC平台上，通过课下线上看教学讲解视频来完成练习，将没有掌握的问题带到课堂上，在课上线下通过与老师、同学交流讨论相关问题来获取知识，再到课下结合问题在教师的创新平台上进行实践，验证理论并创新，最后到实践基地实现理论联系实际，得到全方位的应用技术型人才的培养。这种将MOOC平台与传统课堂、教师的创新平台、校内外实习实践基地相结合，通过科研带动教学的培养模式，体现了应用型人才培养特色，既可以发挥教师在授课过程中的引导、监控的主导作用，又可以充分体现学生学习的主动性、创造性，优势互补，以达到最佳的学习效果和能力培养的结果。

一、优化课程体系，整合教学内容，建設MOOC平台

民族高等院校的课程体系是民族地区人才培养的重点和难点，需要根据民族地区社会需求的变化而不断变化。针对我院各专业的物理化学课程结构特点，首先根据专业的方向和学生所在民族地区的人才需求，按照“厚基础”“重实践”的原则对课程结构进行优化整合。物理化学作为一门基础学科，是以热力学和动力学两大基础内容为核心，多学科交叉构成的知识体系。首先，为适应不同专业的需求，内容要有所侧重，既要考虑到基本的教学内容，又要兼顾专业的需要。如针对化学工程专业，胶体与表面化学发展很快，在化工生产和科学研究中应用较为广泛，应增加这部分内容的教学力度，分配较多的学时;针对生物工程专业，要强化酶催化作用的教学，以使学生对以后的发酵工业生产等有较深的积累;针对食品工程专业，要将前沿的电化学应用技术融入教学内容中，丰富学生在食品检验检测中的手段。其次，在教学内容上，要紧扣物理化学在实际应用上各自专业的特点，制定不同的教学大纲，运用不同的例证讲授。比如针对渗透方面的内容，对于化学专业的学生，可以列举利用反渗透技术来进行“海水淡化”的事例;对于生物专业的学生，可以列举人体内“钠钾泵”中的渗透原理;对于食品专业的学生，可以列举“果汁及甘蔗汁的浓缩”中使用的渗透蒸馏技术等。

同时，为顺应新形势的发展要求及MOOC的发展理念，在MOOC平台大数据的技术支持下，项目组集中线上全国各具特色的优秀物理化学教育资源，充分缩减课程内容，精炼知识点，将整合后的教学内容充分碎片化，形成每节课10分钟左右的视频资源，完成了MOOC平台下物理化学课程的建设（见表1）。利用MOOC在线学习的教学资源，方便学生按主题利用碎片时间进行高效学习，如果有疑问，可以反复观看视频直到理解为止。这样的教学方式既照顾基础较差的学生，又使部分能力较强的学生得到更高层次的提升。

二、基于MOOC教学平台，改革课程教学方法，分层次培养，因材施教

在MOOC平台改革教学内容的基础上，改革课程教学方法，要充分体现本专业“以学生为主体，以培养学生能力为导向”的教学理念。在MOOC教学平台上，多数学生在学习过程中的主体地位得到确认，教师不是替学生做主，而是让学生自己定目标、定任务，寻求问题的解答方法。在这个过程中，学生逐渐把学习当作自己的事情，把教学目标当作自己的目标，把教师所希望的教学结果当作自己的追求，学习成了“我自己”的事情。同时，许多学习任务都是通过小组讨论和同学互评来完成的。为了巩固MOOC平台的教学成果，将MOOC平台上所学的内容纳入课程评价体系，视频课程评分占全课程成绩的10%，这样不但可以提高学生的学习热情，也可以减轻教师的负担，使教师有时间、有精力在课堂教学中采取多种多样的手段和方式，如启发式教学法、归纳总结式教学法、翻转课堂式教学法、实例列举、小组讨论、课堂辩论等。通过鼓励学生发现问题、思考问题和解决问题，教师可以从多方面引导学生，强化培养学生获取信息、归纳整理、兼容并蓄的能力。

此外，针对新疆、西藏、贵州、云南和广西等地区少数民族学生喜欢跟本民族的学生聚在一起的特点，通过小组讨论和同学互评的形式可以促进少数民族学生间的合作学习，使其彼此促进、共同进步。同时，根据少数民族生源的实际情况，我们设立了个性化培养方案，专门开班，由具有高级职称的教师结合MOOC特点有针对性地在课上巩固教学，课下实行“一对一”实践教学，进行分层次培养，做到因材施教。

三、立足于基础实验，依托于MOOC平台结合创新教育，促进学生综合实践能力的提升

传统物理化学实验的培养目标是让学生理解物理化学的研究方法，掌握物理化学实验的基本技能，同时使学生学会观察实验现象并做出正确的记录，最后通过计算机处理实验数据，根据物理化学的理论知识来判断实验结果的準确性，对实验过程中的一些简单问题进行分析思考。因此多数学校实验都是选取与理论课教学大纲中相近的实验，多以验证性实验为主，重点考查和提升学生的基础实验能力。但是对于培养应用型人才，物理化学实验在上述内容的基础上还要增加开放性实验，如测定自制电极的电动势、循环伏安法测定饮料中葡萄糖的含量等，在实际的生产测试过程中灵活运用物理化学的基本原理，来解决生产实际中的问题，提高学生基本的科学素养及动手能力。

为进一步提高学生的技术水平，可利用校内外M00C平台的演示功能，使学生充分了解所做实验的原理及仪器操作规程。首先，学生通过MOOC平台课提前预习，达到提高课上实践效率和质量的目的。其次，学生可以利用MOOC平台与教师课题进行充分沟通，结合课下教师的创新工作室提升实验设备的操作技能，学习更多、更先进的反应及检验仪器，拓展视野，了解目前较先进的实验工艺及方法。课程指导教师通过建立的MOOC教学平台，将课题研究的内容进行展示讲解、线上指导、长期跟踪，摆脱了以往教师相对固定、资源有限等缺陷。教师重点带高年级或能力较强的学生，再由高年级学生在MOOC教学平台上指导低年级学生的学术交流和科研活动，使学生本科四年能不间断地获得创新实践能力锻炼的机会。同时教师在科研的过程中，能接受到物理化学课程的前沿知识，并能将这些知识及科研成果引入MOOC教学平台，不断地更新教学内容，提高教学水平，形成教研结合、教研互促的局面，提升学生的专业兴趣，提高学生学习积极性，培养出“研中学、研中创”的创新应用型人才。

四、完善实践基地的建设，利用MOOC平台加强实践教学，为就业打下了良好的基础

学校在加大实验设备投入、培养学生基本动手能力的同时，也致力于与具有物理化学课程应用特色的企业共建培养基地，贯彻“产、学、研”结合的思路，了解社会需求，掌握物理化学产业化的发展方向，面向市场，培养高素质的人才。目前，我院已与鞍山钢铁集团公司化工总厂、大连凯飞化学股份有限公司、大连富生制药有限公司、大连奇凯医药有限公司和大化集团大连化工股份有限公司等企业建立了合作关系，具有稳定的生产实习基地。

将实习实践教育引入MOOC教学平台，同时利用国内外MOOC教学平台展示物理化学所涉及的催化剂等的生产制备过程，并在校内的两个仿真实验室（化工过程模拟与仿真实验、精细有机合成技术模拟与仿真实验）进行仿真实践，使学生对物理化学的特定工艺及设备操作更加熟练，能够解决整个实践环节中出现的所有技术问题，顺利完成实验方案验证性命题。在课外实习实践方面，通过聘请企业人员作为兼职导师，对学生进行专业指导。逐步形成见习实习、生产实习、毕业论文和就业实训等全方位企业实践教学培养流程，实现从“虚拟仿真”到“现实成果”的跨越，既增强学生的专业实践能力，又可为企业定制培养人才，为就业打下了良好的基础。最终通过多重实验模式的阶梯式教育，学生在实验基础、行业广度、技巧深度方面得到了充分的锻炼，全面提升综合应用能力，同时为服务民族地区打下坚实基础。

五、结语

综上，物理化学课程的教学内容涉及知识面比较广，而且需要记忆和理解的公式比较多，民族院校的学生学习起来比较困难。但是同时也创造了物理化学在培养学生综合应用能力方面得天独厚的优势。通过MOOC平台对物理化学的教学内容进行优化整合，结合课上的教学手段的改革，充分利用课下创新工作室以及校内外的实习实训基地，构建MOOC平台一课堂教学一创新教育一实践教学互嵌的教学模式，使学生的科学素质和综合应用能力得到了一定的提高，为民族地区的发展做出了一些贡献。但是要使物理化学课程在应用型人才培养方面发挥更大作用，还需进一步优化教学模式，在教学实践中不断探索，积累经验，不断提高教学改革效果。