无机化学云课堂构建与线上教学实践

张金平,何尚华,李洁琼,张永亚,陈淑敏

(商丘师范学院 化学化工学院,河南 商丘 476000)

无机化学课程主要的教学内容包括①化学基础知识、化学热力学和动力学基础;②原子结构和元素周期律;③分子结构和晶体结构;④四大化学平衡,包括酸碱解离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原反应和配位化学;⑤元素化学.传统的教学模式主要采用学生预习、教师讲授和课后讨论等授课方式,实现让学生归纳总结,建立知识体系框架的目的,并要求学生达到运用学过的理论知识分析问题、解决问题的目标.在完成这些教学任务过程中,传统教学模式起到了举足轻重的作用,但是也存在一些问题,比如,课堂氛围沉闷、学生主观能动性低等.

随着新冠疫情的爆发和持续,大家的生活学习方式发生了很大的变化,各种智能化、信息化的手段被广泛应用于生活中.教育部发布的《疫情防控期间做好高校在线教学组织和管理工作》条文中提倡各院校老师应依托各种在线课程平台和校内网络学习系统,开展高效的线上教育教学活动,保证疫情期间教学的进度和质量,积极响应教育部提出的“停课不停教,停课不停学”的号召.在此背景下,无机化学线上教学模式迅速发展,为保障教学质量,教育工作者努力的重点是结合学生所处的不同网络条件,合理高效地利用网络信息化平台,打造高品质的无机化学云课堂[1].

商丘师范学院无机化学教学团队根据课程专业特点,采用学习通、雨课堂等线上教学平台,并结合微信、腾讯会议等,开展线上教学,为了营造线下真实课堂的上课气氛,我们充分模拟了线下课堂过程中的各个教学环节;另外,利用腾讯会议的录制功能,完善课程建设,同学们可以在网络流畅的时间选择性观看各个知识点,学生还可以通过学习通平台中的“课堂活动”功能,建立学习小组,参与教师设立的“签到”“抢答”和“主题讨论”等课堂活动中,这种设置增强课堂趣味性,最大可能地调动了学生参与课堂学习的积极性,从传统教学模式中的被动学习者变成学习的主人翁.同时,根据疫情防控要求,我们通过创立微信群和QQ群,在教学设计和课堂活动中对学生进行思政教育,实现课以传道,道以育人[2,3].商丘师范学院无机化学团队经过近两学年的教学实践,初步构建了无机化学云课堂,探索了疫情期间无机化学教学的新模式,从课程构建、教学内容改革、思政教育、成效评价等方面进行了探索与实践,并分析总结了云课堂和线上教学效果.

1 课程构建——结合线上教学平台构建高效云课堂

传统教学模式的特点是以教师为课堂活动的主体,通过教师的传道授业把知识传给学生,这种教学模式有利于教师对整个教学进度的把控和科学知识的系统传授;缺点是容易产生“满堂灌”的现象,易忽略课堂上学生的主观能动性,缺少教师与学生之间、学生与学生之间的讨论交流,学生很难建立自己是学习过程的主人翁意识.这种教学模式培养出的大学生大多是知识型人才,即知识储备量足够,但是创新能力不足,创造性思维有待提高,与现代社会对人才类型的需求不符.

线上教学模式的开发和应用为人才的培养提供了多样化的可能,这种教学模式是基于系统的行为主义、认知主义和构建主义等学习理论发展起来的[4].通过线上教学模式,学生可以利用计算机的重复性和再现性等特点,增强学生对知识点的理解,提高学生的自主学习意识.疫情的爆发,各地高校和教师越来越重视线上教学.商丘师范学院无机化学教研团队经过多次尝试,选择超星学习通、雨课堂等线上教学平台,通过共享屏幕、结合学习通的投屏功能,在教师电脑端分享课件给学生,学生在电脑或者手机上不仅能看到教学内容,还能看到同班同学在课堂活动上的表现和参与度,包括“签到”“抢答”“选人”“问卷”“讨论”和“分组任务”等学习活动,腾讯会议与学习通的结合,充分模拟了线下课堂上课学习的氛围,又增加了课堂趣味性,调动了学生参与课堂活动的主观能动性.

例如,针对无机化学分子结构和晶体结构这一教学模块微观、抽象、晦涩难懂的特点,在线上教学时,由于无法向每个学生展示不同杂化方式分子的空间结构模型,后期调研时发现学生不能较好地理解“杂化方式与空间构型”这一重要知识点的本质,存在死记硬背的现象.而这块内容在整个无机化学学习中起着承上启下的作用,非常重要,为了解决这一问题,克服线上教学的困难,我们教学团队课前一周在学习通软件上发布了2个任务:①以CH4分子为例,思考该共价化合物是如何形成共价键的;②CH4分子和H2O分子都是sp3杂化,为什么CH4是正四面体结构而H2O却是“V”型结构.通过开学初设立的课程分组,让不同小组之间,同一小组不同成员之间在“讨论”区说出自己的思考,最后小组长汇总,在课中,各小组代表陈述各组的观点,不足之处由教师指出纠正.课后在学习通上发布习题练习,加深巩固.通过这样的课程构建,我们发现学生的学习效果非常好,而且上课时积极性很高,不仅解决了线下教学时满堂灌的问题,而且也克服了线上教学学生不重视、上课无纪律的难题.

2 课程内容改革——完善课程建设,保证教学效果

课前,教师会在超星学习通平台上发布学习任务(课程简介、课程重难点概括、课件演示和视频精讲),学生可根据自己的学习能力和知识水平选择性预习;预习过程中,学生还可以在平台讨论区与教师、同学讨论问题、交流学习心得;教师可根据学习任务的完成情况,了解学生对知识点的掌握程度和学习进度,教师也可设置有引导性的思考题和自测题,考察学生对重难点的掌握情况.通过预习,学生了解将要学习的内容并对知识点的掌握有了清晰的认识.预习结束后,教师根据学生对课程内容的掌握情况归纳总结,按照知识点的难易程度分类,对于简单易懂的内容,让学生自行讨论讲解,如在线上授课时,利用学习通“抢答”功能,邀请学生为同学们讲解,此时,学生成为课堂的主体,教师起辅助作用,这一方面加深了学生对知识点的掌握,另一方面也锻炼了学生的表达能力;对于稍微有点难度的知识点,先设立学习小组,组员互相交流讨论自己的看法,得出结论后,课上汇报,其他学习小组发表意见,最后由教师点评讲解,梳理知识点的逻辑,指明难点所在.对于难度较大的学习内容,教师则作为主体在线上讲授.

这种教学模式与传统的教学方式不同,其优势体现在:①采用丰富多样的教学方式,增强了课堂趣味性,让更多的学生参与到教学活动中,保证了教学效果,调动了学生自学积极性,营造了开放式的学习环境;②线上教学弥补了传统教学的不足,实现教学方式多样化和个性化;③传统教材不能及时提供最新的前沿信息,而线上资源丰富且更新速度惊人,能有效地解决传统教材的问题;④能够弥补线下课堂教学课时的不足,师生在线下课堂上的时间是有限的,而线上教学可以打破时间的限制,使得学生可以在他任何愿意学习的地方获得最新知识,教师也可通过这种网络资源和教学平台丰富自己的知识储备,提高自身的教学能力;⑤有利于各学校之间、教师之间、师生之间的学习交流和资源共享,使得教学研讨不再受地域环境的限制.

无机化学教材目前仍存在基础理论与最新前沿、生活实际脱节的现象.比如“氧化还原反应”这一章节是电池、电催化研究领域的基础.随着新能源行业的迅猛发展,这一章节的作用愈发重要,而且该章节与物理化学下册电化学部分息息相关.通过调研历年学生的学习情况,发现学生虽然能够掌握基本知识点,相关的题型也会做,但是却不了解该章节的内容与生活中哪些实例相关,以及对社会发展有什么作用.基于此,我们教学团队利用线上资源,共享关于电池应用和发展的科普性视频,并引导学生思考电池的工作原理,从而引出该章节的内容.另外,在介绍“正极”“负极”“极板材料”“电极反应”“电池反应”等重要概念时,以生活中常见的干电池、铅蓄电池为例,并播放相关的教学视频.为了增强学生的参与感,锻炼学生的发散性思维,我们教学团队在学习通上发布了教学任务,思考如何将一个氧化还原反应设计成生活中所用的电池;并设立积分制度,在课堂上通过学习通上的“抢答”功能,引导学生参与课堂思考,从而保证教学效果.

3 多元化思政教育——课以传道,道以育人

立德树人是现在社会教育的根本任务,除了传授学生知识,高校教师也必须重视对学生思想道德、爱国情怀的教育和培养.新冠疫情给教育教学带来很多困难,但也为学生进行思想道德教育带来很多难能可贵的素材.上课时,我们可以在绪论章节的课件中放入一些奋战在疫情一线的医护人员、人民解放军、建筑工人和大学生志愿者等的照片,并设置讨论话题“若干年后,你们想成为什么样的人?”“我们为什么要上网课?”针对学生的回答,教师可以谈一谈现代大学生应有的责任感和使命感.

除了课堂引入,教师也可以通过微信群、QQ群,关注学生的日常反馈和学习状态,适时地对学生进行相关的思政教育.比如,如果发现学生在学习上出现“拖延”“懈怠”的行为,教师可在微信群和QQ群推送最新的励志文章,激发、增强学生斗志,使之更快地战胜惰性心理,为祖国建设贡献自己的力量,潜移默化地培养学生的爱国情怀.不管什么背景,什么学科的教育,思想道德的培养同传授知识一样重要.疫情时期,教师更需要缓解学生的焦虑,结合各种教学方式,在日常教学中融入思政元素,引导学生认清自己的价值,帮助学生树立正确价值观,为祖国培养更多有用的人才.

4 成效评价——线上课堂的教学效果

教师和学生对知识点的认知共鸣是线下课堂教学的魅力所在,而线上教学,教师不能及时观察到学生的状态,学生端缺少学习氛围和仪式感,学习效果因人而异.自控能力强的学生可以做到自主学习进而保证了学习效果;但是自控能力差的学生,自主学习能力弱,学习效果往往不太令人满意.

基于此,本教学团队将微信、腾讯会议和学习通、雨课堂相结合,利用腾讯会议的“共享屏幕”和学习通的“投屏”功能,实现线下课堂的模拟,通过各式各样的互动,教师能实时掌握学生的动态,在激发学生学习兴趣的同时,实现对学生的管控,保证教学效果.具体做法如下:

4.1 上课考核

(1)“手势签到”,确保出勤率,增强上课紧迫感.学习通的“手势签到”功能,能够帮助教师检查学生出勤率,因为只有按时进入线上课堂的学生才能看到手势,迟到的学生则无法签到,对上课迟到或者缺课的同学适当扣分,并计入平时成绩;

(2)善用“选人”和“抢答”功能,增强线上课堂的随机互动,提高学生上课的注意力.在线下课堂时,教师可以随时与学生互动,方便强化学生对知识点的理解.为了模拟这种效果,教师在线上课堂教学过程中可利用学习通中的“选人”功能随机挑选学生回答问题.运用“抢答”功能,鼓励学生主动答题.教师根据学生的回答,给与奖励积分.奖励积分会计入学生在期中和期末考试的总成绩,这种“选人”和“抢答”功能结合,促使学生在上课过程中更专注地思考和听讲.

4.2 小组考核

通过“分组任务”模块的应用,教师上新课前几天将学习任务事先分给学习小组,小组组员讨论后提交讨论结果,各组之间再进行互评,新课开始时,教师通过学习通的“投屏”功能,结合腾讯会议的“屏幕共享”向同学们展示各学习小组的讨论结果和评分情况,实现线上教学中的“翻转课堂”同时,将小组成绩计入每个成员的平时成绩中,这样有利于促进小组之间的良性竞争,同时保持上课时学生的参与感.

4.3 素质拓展考核

利用学习通中的“主题讨论”模板,模拟线下课堂中学生“集体作战”的学习意识.教师根据课程内容发布相关“主题讨论”后,让全班同学一起交流,营造出集体学习的氛围,消除学生长时间上网课产生的“孤独感”.所有参与的学生都有积分奖励,在这种积极讨论氛围下,可以引导少部分内向的同学参与讨论,并且经过多次讨论,也可以加强学生之间的交流和对知识点、前沿性课题的了解,帮助学生找到自己的学习兴趣和人生目标.

4.4 学生评价考核

这个考核制度主要针对教师,我们教学团队将这个考核交给班委组织,教师不现场参与,班委通过自己建立的班级群,不定期的以问卷调查的形式发给学生,通过匿名方式鼓励学生写出自己对教师教学设计、教学内容感到困惑的地方,通过这个方式能够有效提高我们教学团队教师的教学水平.

5 结 论

商丘师范学院化学化工学院的无机化学教学团队通过两个学年的线上教学,完成了无机化学云课堂的构建以及线上课程的教学任务.教学实践证明,基于云课堂,以“腾讯会议”等工具和“学习通”等线上平台相结合的线上教学方式能够成功模拟线下课堂的教学效果,利用学习通“签到”“选人”“抢答”“分组任务”和“主题讨论”等教学互助功能,增强了课堂趣味性,同时提高了学生上课的注意力,培养了学生自主学习的意识,避免了“满堂灌”和“一言堂”的教学现象,教学效果令人满意,除了传授知识之外,我们还利用疫情期间的感人事例,在线上教学过程中融入思政元素,除了知识的传授外,注重学生思想品德的教育,培养现代大学生的爱国主义情怀.