大学化学在线教育探索及思考*

刘海峰，王义珍，肖 勇，蒋群笑

(1.华南农业大学 材料与能源学院，广东 广州 510640；2.中山大学 化学工程与技术学院，广东 珠海 519082)

近年来，随着计算机技术、数字媒体和信息技术的高速发展，涌现出众多网络教学平台，涵盖的课程种类也丰富多样。依托于互联网的在线教学模式已成为教学方式改革的重要趋势之一。各高校对化学理论和实验课程在线教学的课程内容、教学模式都进行了努力探索和实践，形成了各自的教学特色，保证了教学质量，积累了宝贵的经验。本文针对近几年在线教学活动中相关高校化学课程教学的现状和问题进行分析，提出相应的应对策略，并对新形势下“互联网+教育”在线教学模式的优化与改革提出几点思考意见，为今后的在线教学提供参考作用。

1 大学化学在线教学实践

大学化学课程分支学科多，包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等基础化学课程及其他化学类课程，教学内容主要包含理论知识和实验技术两大部分，两者相辅相成。各高校教师针对大学化学类课程的不同特点，精心准备线上教学资源和网络教学平台的构建、周密设计课程教学模式，对在线教学过程进行规范化管理。

1.1 在线教学课程资源的组织和网络教学平台的选择

1)结合课程特点，准备在线教学资源。构建内容丰富的在线教学资源是奠定学生自主学习的基础，而教学资源的多元化也正是在线教学的优势之一。①充分利用网上各大教学平台的慕课资源以及省校两级优质在线课程教学资源，将传统课堂面授型课程采用合适的MOOC(大规模在线开放课程)或SPOC(小规模限制性在线课程)替代；②没有合适在线资源的，则通过教师直播或录播方式授课，根据近年教学内容更新补充录制新的带讲解PPT微课视频、试题库等教学课件；③实验教学则在虚拟仿真实验平台选择合适的资源或教研室组织教师录制实验教学视频，并制定学生返校后需要补做和重点强化的实验操作技能。

2)选择合适的教学平台/工具。在线教学平台和工具是顺利开展在线教学的基础，近年来，得益于网络基础设施建设和数字媒体技术的快速发展，涌现出一批功能齐全的网络教学平台，使得在线教学活动的顺利实施有着坚实的技术保障。

3)大部分教师通常采用多平台教学混合模式，充分发挥各平台的优势，取长避短，以保证良好的教学质量和效果[1-3]。使用较多的数字化教学平台主要有以下几类：①智慧树、学堂在线、中国大学慕课等平台采用独特的“平台+内容+服务”三位一体的教学模式。教师既可在平台上建设新课程、上传课程资源，实现跨校课程共享，教师还可以在平台上进行线上教学活动管理，如考勤、布置和批阅作业、实时授课及课后答疑；学生亦可随时随地进行自主学习多样化的课程教学资源、完成测试和作业。②腾讯课堂、超星学习通、钉钉、课堂派、企业微信等直播平台有着强大的通知、签到、讨论等功能，便于老师的在线教学管理，适合于课中直播教学。③实验类平台用于学生完成实验预习或者线上实验，如国家虚拟仿真实验教学综合平台。④腾讯QQ、微信等社交平台则作为教学辅助工具，也可在其他平台因流量过大出现卡顿或延时等不可预知的情况下保持与学生实时互动，掌握学生的学习情况。⑤问卷星则适用于课前课后收集反馈意见和建议等信息。

1.2 精心设计在线教学环节

教学前期准备工作：①制定教学方案，准备课程资源；②准备电脑/平板/手机等教学设备，确定授课方式后安装线上教学平台/教学工具APP，完成用户注册和登录，学习平台的使用操作；③利用聊天工具分班分课程建立QQ群或微信群，QQ和微信是通用的即时交流工具，确保所有学生及时看到上课预告及其他通知信息等有关信息；④提前网上教学试课，让师生熟悉网上教学平台的相关功能和使用方法，初步适应新的在线教学方式[1，3]。

在线教学环节：主要分为课前预习思考、课中线上直播和课后复习思考三个阶段的学习。典型教学过程如图1所示。

图1 多平台混合在线教学流程

1.3 在线教学过程的规范化和精细化管理

在线教学教师因无法与学生进行面对面交流，及时得到教学反馈，亦无法实时通过观察学生的状态和表现来控制课堂节奏，学生在上网课时往往会受到不利的干扰而无法专心上课，所以在线教学时更需要授课教师事先对整个教学环节精心设计，加强教师对学生的督促引导作用，全程进行精细化规范管理，采用多种有效措施保证在线教学质量[2，4]。

1)加强课前督促和课后跟进。授课教师课前上传相关课程资源通知学生熟悉授课内容时，要求学生通过画思维导图等方式做好预习笔记或完成其他预习作业，督促学生养成预习习惯。课下通过QQ群/微信群等沟通工具随时与学生交流沟通和讨论问题，掌握学生的学习动态。

2)深度把控课中教学环节。充分利用课程平台的提醒和签到功能，考查学生出勤情况，课中随时随机提问，根据实际情况调整讲授速度和方法。

3)采用更加灵活的手段进行线上课堂教学，合理控制视频观看时间，直播讲授和视频学习穿插进行，讲解课程时注意突出重点难点，布置适当的课堂练习，增设课堂小组讨论环节，引导学生参与提问和回答问题等，使学生时刻保持注意力，集中精神听课。

4)直播教学结束前布置单元测试、专题讨论等课后作业，确保学生课后能够继续学习，查漏补缺，巩固学习成效。教师采取相应措施检查学生课后学习任务完成情况，了解学生的学习状态。

5)完善课程评价考核模式。加强过程的评价方式，除期中和期末考试外，把预习任务完成情况、出勤情况、课堂表现、作业和测试完成情况等不同权重计入课程学习总成绩中，或利用教学平台的数据统计功能，制作电子学习记录，用于评价学生在线学习的表现，并在期末前进行量化评分，计入课程成绩中[5-6]。

1.4 大学化学实验课程的线上教学实践

化学实验在线教学主要是通过引入实验视频和虚拟仿真实验平台，安排学生观看实验教学视频，完成实验预习和进行线上实验[6-7]。授课教师根据教学目标和计划在网上平台选取合适的线上实验教学资源，或教研团队自建有关实验线上教学课程。

准备好线上教学资源后，授课教师根据课程要求，充分利用线上教学平台和工具进行教学。①课前：教师上传推送实验课程线上教学资源，并发布实验教学任务和作业要求；学生按要求进行预习，观看实验教学视频和课件文档，了解该实验课程的目的、实验内容及有关注意事项，完成预习实验报告，列出预习过程中遇到的问题疑点并上传至教学平台或发给教师；教师在后台对学生的预习情况进行监督管理，了解学生的学习进度和作业完成情况，分析总结学生提出的疑难问题，批阅学生预习实验报告。②课中：进行线上实验教学，教师讲解实验内容重点，对学生预习中的问题进行答疑，组织专题讨论；然后教师通过虚拟仿真实验平台进行实验讲解和操作演示，讲解完成后布置课后作业；最后学生按要求在平台进行模拟实验操作，完成实验内容，提交实验报告，学生也可在课后在线上平台多次练习，直到熟练掌握。③课后：学生继续完成虚拟仿真实验，直到熟练掌握，上传实验报告，完成课后作业；教师及时批阅点评学生实验报告和作业。④考核：减少期末考试的权重，增加平时成绩的比例，包括视频学习、在线实验、实验报告的完成情况、在线讨论及考勤签到情况。较典型的化学实验在线教学流程见图2。

图2 大学化学实验在线教学流程

2 在线教学实践存在的问题

2.1 师生思想准备不足，互动交流效果欠佳

教师在线教学技能和教学观念需要适应形势提升。一方面，部分教师对一些教学平台的功能和使用不够熟悉，只能使用一些基于课堂互动的平台进行直播教学，简单地将以往课堂教学的内容搬到线上进行教学，教学形式单一，使在线教学流于形式；另一方面，教师从幕前转到幕后，一时无法适应从课堂教学到在线教学形式的转变，在线教学过程中师生互动交流效果欠佳，对学生疏于管理，或无法进行有效管理，难以保证教学效果。对学生来说，由于没有教师面对面的监督，部分学生出现在线学习纪律性差、自觉性不强等问题，课中常被其他事情分散注意力[8]。

2.2 实验在线教学方式亟待强化

目前的化学类虚拟仿真实验技术仍普遍存在一些薄弱之处，亟待改进完善。比如，真实感不够强、对实验现象的观测不够直观、实验数据的个体差异得不到体现；虚拟仿真实验一般过程设计比较理想，线下实验出现的问题无法全部在线上实验时呈现出来，不利于学生分析问题和解决问题能力的培养；同时线上虚拟仿真实验主要是通过鼠标和键盘操作，无法切实提高学生，尤其是低年级学生的实验动手能力，这需要待学生返校复课后，安排学生进入实验室进行实际操作，做好虚拟实验和线下实操的衔接。另外，因为缺少老师的现场监督要求或觉得线上实验的趣味性和实际体验性不够，部分学生对线上实验不够重视，只是为了完成课程的学习快速点击翻过，线上学习流于形式。

3 新形势下大学化学在线教学展望

3.1 线上线下融合教学模式

线上线下融合教学模式充分结合了传统课堂教学和在线教学模式的优势，学生既可以在网上学习，还可以在线下与教师面对面交流沟通；教师可以及时掌握学生的学习动态，督促学生完成各项学习任务，有效地克服单一线上教学带来的各种限制。线上教学和线下教学相结合的“互联网+教育”模式在教学过程中既可以发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又可以充分体现学生作为学习主体的积极性、创造性和主动性，将是未来教育变革的必然趋势。新时代信息技术的快速发展也为线上线下融合教学模式的全面开展提供了有力保障。

3.2 转变观念，解放思想，提升教师和学生在线教学和学习的素养和能力

从传统的线下课堂教学转为在线教学或线上线下混合模式教学，改变了以往的“以教学为中心”，从“教-学”为主，转化为“学-教”先行，强调学生的自主学习性，将学习的主动权交给学生。在这过程中，对高校教师的教学也提出了更高的要求，教师的角色也发生了变化，教师要以积极的心态去面对和适应这种变化，与时俱进转变观念，提升能力，更新教学理念，优化教学策略和教学方法。

线上线下混合教学不仅对教师提出了更高的要求，同时也要求学生增强学习自律性和自我控制力，掌握正确的学习方法，注重自主学习习惯的养成，增强开放学习、自主学习和协作讨论学习的能力。

3.3 统一规划线上课程建设，优质资源共享

大学化学课程涉及科目较多，理论性强，且大多涉及实验操作，教学难度较大，尤其是像物理化学、仪器分析等课程长期存在“难教难学”的问题。而在线教学可通过丰富的教学手段增加学习趣味性，线上教学资源的多元化也可满足学生的个性化需求。

在网络教学资源建设中，需要加强组织和管理，建立协调机制，长远规划，由若干开设有相同化学科目课程的高校组建在线课程资源建设项目组，统筹研发一批有特色、代表性强、数量充足的在线课程群，避免重复建设和资源浪费[9]。

3.4 持续加强教学平台和互联网技术建设

网络课程平台是在线教学重要保障，要继续加强互联网技术和网络教学平台的建设[10]。在学校层面要加强教学平台的统筹规划，完善校园内部网络课程平台并加强与相关社会企业在线教学支撑服务平台对接，统筹考虑各种教学平台的服务功能、优点和不足，加以优化整合；同时做好各种软硬件设施的保障，提供足够的在线教学设备，实施校园网络全覆盖并保证有足够的带宽网速，强化网络安全保障，为教师开展在线教学和学生线上学习提供技术保障，确保教师在课堂上可以随时上网，使用网上资源教学，学生也可以使用账号登录后随时随地上网自主学习。

4 结语

在“互联网+”的大背景下，随着5G时代和人工智能时代的来临，随着互联网技术的快速发展，线上教育和线下教育融合是未来高校教学的必然趋势。广大教师要顺势而为，更新思维，重塑教学理念，提升教学能力，充分利用现有的各种信息化手段，加强课程系统化设计，结合本校本专业和学生实际情况和条件，改进和完善平台课程资源建设，集合线上线下教学优势，提升教学质量。