双维双层《结构化学》混合式线上教学初探*

赵燕云，程学礼

(泰山学院化学化工学院，山东 泰安 271000)

新冠病毒疫情给学校正常的教学秩序带来了严峻挑战，打乱了教师的教学计划。为了贯彻落实习总书记关于坚决打赢防疫阻击战的重要指示精神，教育部适时发布了延期开学和“停课不停教、停课不停学”的指导意见[1]，高等学校化学类指导委员会也发布了延期开学期间利用在线教学资源开展教学活动的指导性意见。高校教师积极响应号召，充分利用各种课程平台和在线教学资源，积极进行线上教学的实践和探索。经过了一个月的不断摸索和尝试，高校教师普遍能够熟练进行在线教学，课堂教学的目标也逐渐由“如何教”向“如何教好”转变。有实力的高等院校也利用自建慕课等形式丰富线上资源，并主动公开和分享教学资源和教学方法。

《结构化学》课程是化学(师范)、材料化学、高分子材料与工程等化学类相关专业的专业主干课，其最重要的任务是讲授量子力学和群论这两大理论工具，教学内容抽象，教学难度大，学生理解起来相对困难。地方本科院校数量众多，教师教学任务重，但普遍师资力量、教学条件和资源有限，难以建设完善的在线课程平台，如何有效开展《结构化学》线上教学，保证教学质量成为当务之急。我们利用南开大学国家级精品课程网站的教学资源，采用QQ群分享屏幕、钉钉直播等形式，有效地开展了《结构化学》课堂教学。我们的教学方法有一定的代表性，期待我们的教学模式能为数量众多的地方兄弟院校提供借鉴，并请同行批评指正。

1 远程教学设计

疫情期间的网上教学面临诸多问题，远程教学须先围绕课程内容做好教学设计，尤其要设计适当的问题，让学生带着问题有目的地学习。教学设计也成为考核教师网上授课的重要依据。我们设计了教学内容和科学素养并重，线上、线下和课堂内、课堂外相结合的《结构化学》课程双维双层教学思想和教学目标，在完成教学内容的同时培养学生的科学素养(图1)。

图1 《结构化学》教学设计思想及教学目标和要求体系

任课教师要提前做好网上教学的规划。由于放假时疫情尚未发生，学生大多没带教材，因此，为便于学生自学和预习，我们提前将教材内容、教案、课件及相关资料发给学生。授课课件也要做一定调整，便于学生使用。直播的时间和方式、直播授课前的预习要求、考核要求等，需提前通知学生，确保学生按时参与学习。网上授课过程要做好过程记录，控制学生的学习进度及效率，及时进行网上测验、答疑、辅导。网上指导和答疑时教师要有针对性地以问题为主进行交流。授课时教师应随时利用技术手段测试学生在线学习情况，密切关注学生的学习效果，不能只是单纯的授课。

2 远程课堂教学

2.1 预习环节

采用翻转课堂的教学模式，课前通过QQ群把教学课件发给学生，并根据教学内容给出知识要点，让学生利用南开大学国家级结构化学精品课程网站[2]的视频资料，带问题进行预习。孙宏伟教授的精品课程网站包括了电子课件、参考书目、习题解答、素材资源、习题讲解、网络链接在内的全部学习资料，特别是提供了全程视频、课堂录像和重点讲解等多种形式的教学视频，非常方便学生预习、自学和课后复习。

在开课前的建群、建立班级课堂的准备过程中，我们分享给学生“网红”小说《上帝掷骰子吗？─量子物理史话》[3]，增加课程的趣味性，并要求同学们自学绪论。要求学生预习的部分都是简单易懂的知识点，或是与《无机化学》结合紧密的结论，更多的是下节课的课堂教学目标和任务要求，避免让学生自学艰涩的量子力学新知识而引起畏惧心理。例如，对第一章“量子力学基础”第1次课，要求学生弄清：(1)量子力学的起源与发展；(2)什么是“量子”。第2次课，我们准备的预习问题是：

(1)Planck的量子假说中，谐振子的能量公式是什么？

(2)角动量的量子化中，角动量是以哪个物理量为单位的？

(3)你认为旧量子论的主要缺陷是什么？

2.2 签 到

采用钉钉(DingTalk)[4]发起签到。钉钉签到只能通过手机版，在“在线课堂”模块发起课程签到，并可以设定签到截止时间。钉钉的优点是运行稳定、流畅，界面简洁。

2.3 课堂直播

目前普遍采用的课堂直播方式有QQ群、钉钉、超星学习通、超星尔雅、超星泛雅、雨课堂、云课堂、智慧树、腾讯会议、腾讯课堂等很多种，我们最常采用的是在班级QQ群“分享屏幕”进行音频直播。在开学初期，我们刻意绕开网速慢甚至无法登录的在线课程平台，采用QQ群分享屏幕的方式有效地开展了课堂教学。据腾讯云社区数据，QQ可以维持3亿以上的用户同时在线[5]，因此，即使是在网络不佳的情况下(本班就有“蹭”邻居网上课的情况存在)仍能维持在线教学。QQ群是一个多用户协同的交流平台，它的另一个大优势是可以方便地传递各种课堂资料。为保证授课过程的流畅性，越来越多的教师采用“自主学习+答疑”或者“自主学习+直播”的方式开课，直播课程时尽量采用语音直播，录课堂视频时采用“录屏”的方式效果更好。

在不使用手写白板的情况下，我们采用演示辅助软件ZoomIt进行PPT课件写屏和板书。这款写屏软件体积极小，完全免费，易于使用。在授课过程中，我们用ZoomIt的白板功能对公式推导、例题和重要公式进行板书，较好地模拟了传统课堂教学过程(图2)。

图2 用ZoomIt板书一维势箱定态Schrödinger方程求解

2.4 课堂讨论

在完成重点、难点问题的讲授之后，在线建立主题讨论，课堂教学进入课堂讨论和辅导答疑环节。这些问题一般是比较简单且与日常生活相关，或是具有多种可能性和争议性的问题，或是让学生发表自己的看法和见解。如在介绍绪论的时候，教师提出“你认为物理学在化学学科发展中起到怎样的作用”的问题让学生展开课题讨论(图3)。在课堂讨论不活跃的情况下，会设置抢答环节，积极回答问题的前几名同学将获得平时成绩奖励。

图3 利用QQ群进行课堂讨论

2.5 作 业

3 教学效果评价

教学考核应该坚持过程化考核和终结性考核相结合的模式，尤其要强化线下考核，通过线下考核管理线上学习行为。然而，疫情期间难以开展线下评测，过程化考核应以线上考核结果为主。网上授课时应及时对学习效果进行网上测试，我们基本能做到每周测试一次，及时掌握学生的学习进度和状况。完成在线章节测验也是反馈学生学习情况的重要手段。远程教学内容应当比传统课堂精炼，但要保证教学质量，不会比传统课堂教学降低要求。从前两章“量子力学基础”和“原子结构”的教学评价来看，教学效果良好。

鉴于开展线下教学环节很可能无法开展的情况下，本学期课程考核拟以以下方式进行：一是在线学习的表现，占20%左右权重，依据为来自考勤、课堂表现、作业；二是阶段小考(包括周测、章节考试等)和期中考试占20%权重；三是期末考试，占60%权重，具体考核办法根据实际需要进行调整。

4 结 语

随着“停课不停学”的不断推进，各在线教学平台如雨后春笋般不断涌现并活跃起来。无论选用哪一家平台，教学的目的都是对学生的学习进行有效的监督和管控，任课教师应即时查看平台每门课的上课情况，帮助学校实施有效的过程性监督，并对课程教学效果和问题学生进行预警，达到持续优化的目的。