分析化学跨校修读学分课程的教学研究与实践

2024-05-22韩双姚慧王淑菊王娟臧淑艳张志超

创新创业理论研究与实践 2024年7期

韩双，姚慧，王淑菊，王娟，臧淑艳，张志超

（沈阳化工大学理学院，辽宁沈阳 110142）

为提升普通高等学校教学质量，实现优质课程资源共享共建，培养学生的自主学习能力，2014 年辽宁省教育厅开展了跨校修读学分教学改革[1,2]。建课学校教师录制课程视频，制作课件和习题，然后上传到酷学辽宁网络教学平台[3,4]。用课学校提出使用申请，教师和学生注册账号，然后可以使用线上课程资源进行教学。用课学校组织考试，学生通过考试修得学分，经过两校教务处审核后给予互认，这个过程即是跨校修读学分[5-7]。跨校修读学分能够加强普通高校和高水平大学之间的合作，减小教学质量的差异，提升我国高等教育整体水平。

2020 年，沈阳化工大学化学专业和制药工程专业的分析化学课程尝试跨校修读学分教学改革，选用大连理工大学在酷学辽宁平台的分析化学课程。经过几年的研究和实践，取得了良好的教学效果。

1 分析化学课程特点及沈阳化工大学教学现状

分析化学是面向沈阳化工大学化学、应用化学、制药工程、化学工程与工艺、林产化工、能源化工、环境工程、资源科学与工程、安全工程、水质科学与技术及材料类等理科和工科专业本科生开设的学科基础课。选课学生众多、专业背景复杂，存在以下特点。（1）课时缩减，各专业教学课时及教学侧重点各不相同。化学专业和制药工程专业的分析化学课程为3.5 学分，56 学时，主要学习化学分析。应用化学专业和化学工程与工艺专业的分析化学课程为2.5 学分，40 学时。其他专业为2 学分，32 学时。（2）课程内容涉及的化学反应和公式众多，数值计算复杂，如数据准确度和精密度判断、可疑数据取舍、弱酸弱碱及金属配合物各型体分布分数、各种溶液氢离子浓度、金属配合物条件稳定常数、滴定曲线的绘制以及终点误差的计算等。这些内容对学生的理论推导能力和抽象理解能力提出了很高的要求。（3）学生学习主动性不足。有的学生高中没有选修化学，化学知识基础仅停留在初中，学习困难大，缺乏学习热情。（4）课程理论与实践结合紧密，学科交叉性强。在实际生产或科学研究中产生的分析化学方面问题，往往是相对复杂的跨学科问题，比如环境水质土壤检测等。解决学科交叉问题，应注重加强分析化学与其他学科的内在联系，培养学生跨学科思维[8]。

2 教学实践过程

分析化学课程选择酷学辽宁平台的大连理工大学分析化学为线上学习资源，通过超星学习通运行课程。课程采用线上线下相结合的教学方式[9-11]，要求学生课前按照教师要求观看跨校修读课程视频，自学相关内容，记录疑问；教师收集这些问题，在课堂上答疑解惑，最终目的是让学生掌握所有教学内容，完成教学目标。这就要求该课程具有完备的课前学习平台，并且教师布置详细、可操作的学习任务（包括个人任务和小组任务），并对学生学习情况实施有效监督。

为了更好地利用跨校修读课程提升教学效果，本文设计了如下教学实施过程（见图1）。

图1 教学实施过程

2.1 课前准备

因为大连理工大学分析化学课程包含化学分析和仪器分析两部分，而学校秋季学期开设的是化学分析课程，所以选择的学习内容仅是跨校修读课程里的化学分析部分，包括第一章绪论、第二章误差与质保和第三章滴定分析法。

教师引导：课前教师布置学习任务，如学生自学本节需掌握的内容、需要观看的视频任务点、记录课程笔记和完成相应自测题等。教师在学习通“班级空间”通知学生，要求限时完成。比如第三章分析化学中的误差与数据处理3.1 分析化学中的误差，教师课前布置学习任务：准确度含义？用什么表示准确度？误差定义？有几种表示方法？哪种误差表示方法更科学可靠？什么样的数据才是准确可靠的？为什么滴定剂体积要控制在20～30 mL?

学生自学：学生通过观看视频任务点学习基础知识，并做学习笔记及提出学习中遇到问题。各小组收集整理疑问，提前反馈给教师。教师课前将学生问题进行分类，根据问题设计课堂教学。比如简单一点的问题就插入到相应教学内容中，讲完相应知识点就能解决该问题；复杂的有讨论价值的问题放在课程最后，留出充足时间，集中与学生进行讨论。因跨校修读课程里暂无相关试题，教师在学习通里另建分析化学自检课程，建立题库，针对章节内容设置相应自测题和章节测验，便于检验学生自学效果，统计平时成绩。

小组任务需要组内成员协作完成。按上学期总成绩排名，教师将学生进行蛇形分组。一般每组5～6 人，确保每组都有优、良、中、差4 个类型的学生。教师根据章节内容设置分组任务，如酸碱滴定法的分组任务：查阅资料，介绍牛奶中蛋白质含量的测定方法，并分析方法的优缺点；做成PPT 并课上汇报。配位滴定法的分组任务：水泥熟料是调和生料经过1 400 ℃以上的高温煅烧而成的。通过熟料分析，可以检验熟料质量和煅烧情况的好坏，根据分析结果，可以及时调整原料的配比以控制生产。因此，水泥熟料中SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO 和MgO 含量的测定非常重要。学生查阅资料，介绍不同组分的测定方法，并分析误差产生的原因。学生根据教师布置的题目收集资料，归纳总结，制作PPT，留待课堂讲解，完成小组任务。通过组内协作、组间竞争的方法提高学生学习的主动性。

教师检查：课前在学习通里及时查看学生学习情况，如学生线上学习时间、复看次数、自测题和章节测验等，及时督促没有完成的学生。自测题和章节测验设置2 次答题机会，学生第一次答错了，复习后再次作答，取最高成绩。要让学生明白，得高分不是最终目的，最终目的是掌握知识。对于课程笔记、作业等任务，教师在批阅时给学生留言，方便学生及时发现问题，改正错误。教师每两周发布一次学生成绩，让学生及时了解自己的学习情况，调整学习进度和方法。

教师指导：学生在学习通班级的“留言”和“讨论区”提出疑问，教师、学生都参与解答。教师及时查看解答情况，发现并总结共性问题，留待课堂统一解决。

2.2 课堂活动

由于不同学生的学习基础、学习方法和主动性等存在一定差异，完全通过线上资源自主学习，难以达到预期教学效果。因此，教师还需要在课堂上讲解重点和难点、解答学生疑问，并带领学生一起做练习巩固重点和难点。课程内容重点和难点主要指关键概念解析、公式推导、原理推广和综合性分析计算。学生疑问就是课前自学产生的问题。将收集到的问题列在PPT 里，再提出一些与这些问题相关的实际问题，引发学生的兴趣与好奇，进而使学生加深对问题所涉及知识点的理解和掌握。例如，通过控制酸度实现混合金属离子分别滴定的前提条件；如果不满足该前提条件，如何实现分别滴定等。或者课前布置分组任务，课堂上让学生分组介绍解决方案，其他学生提问、讨论、学生答疑、教师答疑，以检验学生对知识点的理解和应用，培养学生查阅资料、总结归纳、团队协作、临场应变等能力。教师在学习通发布课堂测验，检验本节课学生掌握知识情况，并布置课后复习和预习内容，为下一次上课做准备。教师与学生的线上沟通方式限定在学习通，以防止交流平台太多导致不容易及时查看和回复。

2.3 改革考核评价方法

恰当的评价可以对学生学习起到导向和激励作用。建立以检测能力与素质、思政目标为主体的考核内容，注重学生在学习过程中的主观表现，包括课前能否按要求完成复习和预习、能否提出有价值的问题、出勤、课堂测验完成情况、课堂回答问题准确性、分组任务参与程度、学生的自评、组间评价、自主学习效果评价、翻转课堂表现评价、教师的综合评价等[12]。具体评价所占比例如下：该课程总成绩为100 分，平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。平时成绩采用百分制，由学习通统计，包括“观看视频（占比为15%）、课堂活动（占比为20%，具体包括课前测验、课堂测验、课堂提问）、章节测验（占比为15%）、作业（占比为15%）、签到（占比为5%）、期中考试（占比为15%）、分组任务（占比为15%），还包括教师评价、组间评价、组内评价和自评等。

3 教学实践成果

跨校修读学分教学改革让教师和学生的视野更开阔，教学和学习方法更灵活，调动了学生学习的主动性和创造性，取得了一定的教学成果。

3.1 学生学习主动性和自学能力普遍提升

分析化学属于实践性很强的课程，需要学生建立起实际应用与理论之间的联系，以理论指导实践。线上课程将整体知识点化整为零，学生利用课下时间灵活观看，反复回放，课堂上教师再解答疑问。同时，学生为完成自测题、章节测验和分组任务，自主查找文献资料进行研究性和讨论式学习。经过多次知识输入、加工和输出，学生对基础知识的掌握明显好于预期，学习主动性和自学能力增强。

3.2 线上线下混合式促进教学相长

线上课程资源直观、新鲜、具体，可以提高学生学习兴趣，开阔学生视野，自学过程有助于引导学生提出问题。线下课堂上教师的答疑解惑以及教学方式的灵活创新，有助于学生对概念、理论和应用的深入理解和进一步掌握。

4 存在问题和解决方式

学生在线学习的效果不能有效保障[13,14]，经常出现如下情况。一是尽管有教师督促，但部分学生仍不能按时完成学习任务。完成任务的部分学生完成质量不高，课堂测验成绩明显低于线上自测。一个人做事的动力主要出于两点：一是兴趣，二是责任。出现这种情况，除了学生对该学科没有兴趣，就是学生自身责任感和学习主动性较差。教师可以找学生谈心，了解原因，针对原因找到适当的解决办法。二是汇报分组任务成果时，有的小组总是由同一人上台讲解。私下了解到，基本是1～2 人完成分组任务，其他学生没有积极参与。评价打分时，部分学生不能根据每人包括自己的实际表现进行客观打分，出现为自己打高分情况。改进措施：请组长分解任务，分配任务到个人，学生轮流上台讲解，组内匿名互评，制定更加细化的评价标准。

与课程内容相关的校外实践资源短缺匮乏。应适当安排学生参观一些与分析化学课程内容密切相关的企事业单位或在假期参加相关实践，有助于提高学生学习兴趣，让学生了解到学有所用及用在哪里，引导学生提前思考职业规划和人生规划。但因学时、经费等原因，实施起来比较困难，这需要教学主管部门和整个教学团队不断努力完善。

综上分析，需要查阅更多可用于教学的资料，利用线上课程资源，明确每一节课教师和学生的职责和任务，细化教学管理内容，研究科学的评价考核方法，建立以培养能力与素质、实现思政目标为导向的教学过程等，为跨校修读学分教学改革良好运行并广泛推广提供参考。