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摘要:物理化學(xué)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在實際教學(xué)中面臨很多問題，亟待進(jìn)行有效的教學(xué)改革。借助石大云課堂這一網(wǎng)絡(luò)平臺，圍繞教學(xué)資源、課程通知、在線課程作業(yè)、在線測試、研究型教學(xué)、答疑討論各模塊的應(yīng)用，對短學(xué)時物理化學(xué)課程的教學(xué)過程進(jìn)行了改革。發(fā)現(xiàn)基于云課堂的物理化學(xué)教學(xué)改革能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣，提高了學(xué)習(xí)主動性和課堂參與程度，對學(xué)生能力的培養(yǎng)及創(chuàng)新思維的鍛煉起到了積極的推進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞:物理化學(xué);云課堂;在線測試;研究型教學(xué)

物理化學(xué)是一門重要的化學(xué)學(xué)科，是化學(xué)的理論基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍涵蓋了石油化工、日化、環(huán)境、材料、能源、地質(zhì)等諸多領(lǐng)域，具有十分重要的理論意義和實際意義。然而，在學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程時，學(xué)生們普遍認(rèn)為這門課程內(nèi)容體系龐雜、概念新穎抽象、理論邏輯性強、推證過程繁雜，而且處理問題時常采用抽象化、理想化的方法，這種思維方式使得初學(xué)者往往很不適應(yīng)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定困難。同時，教學(xué)過程中在有限學(xué)時內(nèi)引入大量的知識信息，也給學(xué)生把握主要內(nèi)容和知識要點帶來了困難。因此，如何以傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為宗旨，優(yōu)化物理化學(xué)授課體系，是一項艱巨的改革任務(wù)。

一、物理化學(xué)教學(xué)改革的現(xiàn)狀

現(xiàn)在，很多高校物理化學(xué)教師都認(rèn)識到傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的一些弊端，正積極推動物理化學(xué)課程教學(xué)方法的改革。朱志昂教授根據(jù)自己多年物理化學(xué)授課的經(jīng)驗和體會，提出了一些有關(guān)物理化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的看法，分析了改革的迫切性和關(guān)鍵問題，以及如何從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面進(jìn)行改革。楊春榮等針對物理化學(xué)課程中學(xué)生有一定基礎(chǔ)且易學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容，通過教學(xué)法改革，以課題研究形式進(jìn)行探索，從而培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力及創(chuàng)新能力。盧先春等結(jié)合物理化學(xué)的課程內(nèi)容及國內(nèi)的一些教學(xué)改進(jìn)方法，有效合理利用慕課這一優(yōu)勢資源，對物理化學(xué)課程的各章主要內(nèi)容做出具體的改革措施。此外，一些開放性、研究性、啟發(fā)式以及實例化的課堂教學(xué)模式不斷地構(gòu)筑起來，教師們希望通過多種方式整合各種教育資源以達(dá)到良好的教學(xué)效果。當(dāng)今社會，網(wǎng)絡(luò)空前普及，且已經(jīng)滲透到每個人日常生活的點點滴滴，如何正確地利用網(wǎng)絡(luò)資源來促進(jìn)物理化學(xué)教學(xué)的發(fā)展顯得尤為重要。筆者所在的中國石油大學(xué)(華東)為在校師生提供了一個很好的平臺———石大云課堂。云課堂是一個開放的學(xué)習(xí)社區(qū)，在這里，一些長期困擾老師的問題，如“這節(jié)課的知識點學(xué)生有沒有完全掌握”“這周的作業(yè)一周后收上來，兩周后發(fā)下去，兩周后學(xué)生自己做了什么完全記不清了，無法及時驗收學(xué)生的作業(yè)情況”，以及一些困擾學(xué)生的問題，如“上課時不小心走神，沒有跟上老師的節(jié)奏”“這個問題沒有弄明白，課間咨詢問題的同學(xué)太多，排不上隊”等等，都可以很好地得到解決?；谠普n堂這一平臺，教師可以將豐富的課程資源傳到云端，強化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并通過答疑討論、課程問卷、研究型教學(xué)、課程作業(yè)、在線測試等方式，有效地加強師生之間的交流，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。通過兩個學(xué)期的教學(xué)實踐，在云課堂的平臺上，在教學(xué)過程中實行了有特色的開放式的教學(xué)理念和模式，充分利用石大云課堂的功能和優(yōu)勢，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，使學(xué)生真正成為教學(xué)的主動參與者，基本上達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際能力和提高創(chuàng)新能力的目的。

二、基于云課堂的物理化學(xué)教學(xué)實踐

下面以中國石油大學(xué)(華東)非化學(xué)化工專業(yè)的短學(xué)時(32學(xué)時或48學(xué)時)物理化學(xué)課程為例，介紹基于云課堂的物理化學(xué)教學(xué)實踐情況。

(一)開放的教學(xué)資源

學(xué)生的學(xué)習(xí)空間不只在課堂、圖書館，而應(yīng)向社會延伸，向網(wǎng)絡(luò)延伸。在課堂教學(xué)過程中，對于一些概念性知識的講解，學(xué)生經(jīng)常會感覺枯燥無味，而且要花費課堂上的時間去聽，學(xué)習(xí)效率并不高。通過自行下載課件并自學(xué)的方式，可以完成這部分知識的傳授，課堂上的寶貴時間就可以用來對這些知識進(jìn)行消化吸收，從而形成課外學(xué)習(xí)知識、課堂內(nèi)化知識的教學(xué)結(jié)構(gòu)。在云課堂的教學(xué)資源模塊里，教師可以上傳各種教學(xué)資源，在教學(xué)資源的選擇上，教師往往要提前做好很多工作，包括課件的制作、名師教學(xué)視頻以及名校公開課鏈接的篩選推薦等等，這些資源會在上課的一周前上傳，保證教學(xué)資源的時效性，讓學(xué)生有時間進(jìn)行預(yù)習(xí)。選課學(xué)生在云課堂的平臺上都能找到對應(yīng)的物理化學(xué)課程信息，可以有選擇地下載自己所需的教學(xué)資源，通過統(tǒng)計下載數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)課件的下載比例高達(dá)92%，說明絕大多數(shù)學(xué)生都以掌握知識點作為學(xué)習(xí)的基本要求;其他教學(xué)資源的下載比例約在41%，表明這部分學(xué)生是課堂教學(xué)的積極參與者，對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣較為濃厚，且具有較強的自學(xué)能力。這些開放的教學(xué)資源具有很強的針對性，能夠與教務(wù)系統(tǒng)很好地銜接，同時只針對選課學(xué)生按需下載及使用，而非選課學(xué)生沒有權(quán)限，能夠有效地保證資源的合理利用。根據(jù)物理化學(xué)理論的邏輯性和內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，恰當(dāng)?shù)匾雽嶒灲虒W(xué)、科研項目、企業(yè)生產(chǎn)實際、日常生活中的一些典型事例，用物理化學(xué)的相關(guān)理論來分析其過程，這對學(xué)生真正理解物理化學(xué)的知識點，感性認(rèn)識與理性認(rèn)識相結(jié)合而不斷地深化理論知識，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力是非常有利的。此時，可利用石大云課堂的“課程通知”一些與下周課程內(nèi)容相關(guān)的實驗、科研、生產(chǎn)生活實際的典型事例的網(wǎng)址或者內(nèi)容介紹，讓學(xué)生提前了解，意識到這部分知識的重要性，課堂學(xué)習(xí)會更有針對性。例如，在講解超臨界流體前課程通知:如何利用超臨界流體從咖啡豆中除去咖啡因，從植物中提取精油?超臨界流體在石油工業(yè)方面有哪些應(yīng)用?又如，在學(xué)習(xí)亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象時一個視頻鏈接，并提出問題:把手插入醋酸鈉過飽和溶液后會發(fā)生什么現(xiàn)象?這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么?總之，在課程通知中選取的絕大多數(shù)問題都是能夠緊密聯(lián)系生活、實際生產(chǎn)或?qū)W校特色，讓學(xué)生預(yù)先查閱相關(guān)的資料，并在課堂上進(jìn)行討論，通過強化與實踐性環(huán)節(jié)相關(guān)內(nèi)容的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生能力。

(二)在線課程作業(yè)

作業(yè)是物理化學(xué)教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，學(xué)生通過作業(yè)可以及時發(fā)現(xiàn)哪些地方學(xué)習(xí)的不好，教師通過學(xué)生作業(yè)的完成情況可以掌握學(xué)生知識點掌握的程度。在應(yīng)用云課堂平臺之前，作業(yè)從上交到發(fā)放的循環(huán)周期較長，這一周布置的作業(yè)往往需要兩周之后才能返回到學(xué)生手中，講解作業(yè)時學(xué)生經(jīng)常會感覺一頭霧水，之前自己怎么想的、怎么做的完全記不得了，作業(yè)習(xí)題的講解效果并不好。而應(yīng)用云課堂可以輕松解決這一問題。教師可以通過“課程作業(yè)”模塊在云課堂上作業(yè)，在規(guī)定的時間內(nèi)(如3天內(nèi))要求學(xué)生自主提交作業(yè)，且在此時間段內(nèi)允許多次提交。作業(yè)可以直接在線編輯，也可以手寫、拍照并以圖片的形式上傳，但是絕對不允許有重復(fù)，直接把別人的作業(yè)復(fù)制過來的一經(jīng)發(fā)現(xiàn)全部判為零分，會極大地影響平時成績。截止日期之后集中批改作業(yè)，如果是小班教學(xué)(1～2個班)，1天內(nèi)就可以完成作業(yè)批改并及時將作業(yè)反饋給學(xué)生。這樣，學(xué)生就可以在短時間內(nèi)知道自己的作業(yè)完成情況。前一周布置的作業(yè)這周上課就可以及時地進(jìn)行講解和分析，避免了學(xué)生因作業(yè)批改周期長而遺忘的情況，同時學(xué)生可以盡快明確自己的問題，抓緊時間理解掌握。

(三)在線測試

物理化學(xué)課程在整個教學(xué)體系中不是獨立存在的，而是與其他相關(guān)課程密切銜接的，具有承上啟下的作用。對于非化學(xué)化工專業(yè)學(xué)生，在學(xué)習(xí)物理化學(xué)之前都要學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理和大學(xué)化學(xué)，具備基本的微積分、物理、化學(xué)基礎(chǔ)知識。尤其是大學(xué)化學(xué)課程，很多高校也稱為基礎(chǔ)化學(xué)課程，大學(xué)化學(xué)中化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)動力學(xué)和電化學(xué)等章節(jié)知識與物理化學(xué)中的部分內(nèi)容會有所重疊，物理化學(xué)在原有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上會進(jìn)一步延伸和拓展。這時如果照本宣科、面面俱到，學(xué)生肯定沒興趣，不但降低了教學(xué)質(zhì)量，而且還擴大了內(nèi)容多學(xué)時少的矛盾。因此，根據(jù)學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗，利用云課堂的“在線測試”，將學(xué)生已學(xué)過的知識很自然地融合到物理化學(xué)教學(xué)中?？梢岳谜n后時間進(jìn)行在線測試，也可利用課間十分鐘進(jìn)行，學(xué)生打開云課堂的手機APP就可以看到的在線測試內(nèi)容，5～10個選擇題很快就可以勾選完畢并提交，時效性強，教師只要在線分析提交結(jié)果便能找出每道題的正確率情況，下一小節(jié)講課時就更有針對性，對錯誤率高的題目進(jìn)行重點分析和講解，達(dá)到事半功倍的效果。當(dāng)然，課間在線測試的前提是教師已經(jīng)將題目準(zhǔn)備好，存為草稿，需要時便可即時。課間十分鐘的在線測試簡單易行，課后的在線測試內(nèi)容可以稍微豐富一些，題型的選擇也更為寬泛，包括選擇、填空、問答、計算等。比如，在學(xué)習(xí)第二章“熱力學(xué)基礎(chǔ)”時，聯(lián)系之前大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生對一些基本概念已有所了解，包括體系與環(huán)境、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)、過程與途徑、熱與功、內(nèi)能與焓、熱力學(xué)第一定律等，把這些概念的相關(guān)知識出一套測試題來了解學(xué)生對原有知識的掌握程度。上課時，學(xué)生既為自己掌握了某些知識感到高興，小有成就感，同時也為自己知識掌握不牢而略感內(nèi)疚，產(chǎn)生了一定的壓力和緊迫感，絕大多數(shù)學(xué)生會主動復(fù)習(xí)以前學(xué)過的知識，查漏補缺。這時再講解新內(nèi)容，學(xué)生會更容易理解，用較少的學(xué)時便可以達(dá)到使學(xué)生掌握相關(guān)知識及應(yīng)用的目的，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來既感到物化知識有一定難度，又覺得學(xué)習(xí)有漸進(jìn)性，通過自己的努力能夠?qū)W到更多，無形中提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

(四)研究型教學(xué)

與傳統(tǒng)的以知識傳授為主的教學(xué)模式不同，研究型教學(xué)更注重學(xué)習(xí)與研究有機結(jié)合，在現(xiàn)有的課堂教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生知識積累的基礎(chǔ)上，有針對性地引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、分析問題，運用自己的知識和能力在研究中發(fā)揮創(chuàng)造性思維，并在解決問題的同時也培養(yǎng)了創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思維。在開展研究型教學(xué)方面，可借助學(xué)校石大云課堂的“研究型教學(xué)”模塊來優(yōu)化原有的教學(xué)過程，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生思維方式的目的。研究型教學(xué)在實際的實施過程中對教師也提出了較高的要求，對于教師來說如何根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)?shù)剡x定研究型項目至關(guān)重要。這需要首先明確教學(xué)目標(biāo)，確定知識點，才能設(shè)定研究性項目的題目，并根據(jù)項目收集一些前期資料，同時要為這些項目選擇合適的教學(xué)場景。在課堂上將研究型教學(xué)涉及項目的知識點和要求講明，并將相關(guān)資料到石大云課堂的“研究型教學(xué)”上，在相關(guān)資料中有條理地列出本項目的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)內(nèi)容以及需要學(xué)生自己解決的問題，將知識點劃分，每組設(shè)置不同的問題，并鼓勵學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)并探討延伸問題。提前一到兩周將學(xué)生分成若干組，每個班級約30人，分成5～6個小組，讓學(xué)生分工合作對問題進(jìn)行思考，并查找、整理資料，保證所有成員都要在項目計劃中承擔(dān)一定工作任務(wù)，準(zhǔn)備工作最終要以一定的形式表現(xiàn)出來，主要采用PPT的形式，也可以輔助增加一次與PPT中講述內(nèi)容一致的大作業(yè)。隨后進(jìn)入課堂教學(xué)階段，該階段的主要任務(wù)是讓學(xué)生運用課前所學(xué)知識參與問題討論。小班教學(xué)操作可行性更強，如果是大班教學(xué)可以分班級進(jìn)行，每組派一名代表進(jìn)行所選項目的介紹，講解小組成員是如何有效地解決問題以及對本組成員不同見解的總結(jié)。聽完講解后，其他同學(xué)可以自由提出自己的疑問或是大膽的猜測，可以由任一小組成員進(jìn)行解答和補充，討論的形式可以多樣化，通過與老師、同學(xué)的共同討論來解決疑難問題并實現(xiàn)知識內(nèi)化。在此階段，課堂教學(xué)氣氛十分活躍，學(xué)生的參與程度很高，主動性也很強。課后，學(xué)生們也普遍反映很喜歡這種教學(xué)模式，在課堂上體會到了不一樣的感覺，自己不再是被動聽課的接受者，而是主動地提出問題并與他人共同解決問題的研究者。不僅能夠擴展和加深對知識的理解與認(rèn)識，從被動學(xué)習(xí)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，同時也鍛煉了探索問題的能力、團隊意識和寫作能力。教師在此過程中要做好引導(dǎo)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)、補充和拓展，對學(xué)生的努力和進(jìn)步加以鼓勵，也要對出現(xiàn)的典型錯誤進(jìn)行更正，同時鼓勵學(xué)生在課后對課堂上所學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)與反思，完成對知識的鞏固。課堂教學(xué)結(jié)束后，教師要對每組學(xué)生容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，針對問題查閱相關(guān)資料并對其進(jìn)行的詳細(xì)的研究整理，為以后進(jìn)行研究型教學(xué)積累經(jīng)驗，同時，還可將相關(guān)內(nèi)容充實到以后的教學(xué)中。在研究型教學(xué)中，教師通過不斷鼓勵學(xué)生主動思考與創(chuàng)新，并努力開拓學(xué)生的視野，盡可能挖掘?qū)W生潛能、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能更好地理解并掌握知識，從而達(dá)到師生共同享受學(xué)習(xí)的目的。這樣，教師就不必一味地以講臺和粉筆為主，不必拘泥于知識講解傳授的傳統(tǒng)形式，而是使自己和學(xué)生都能夠發(fā)揮想象的空間，以創(chuàng)新的思維探索所要研究的課題。

(五)答疑討論

很多同學(xué)反映在課后學(xué)習(xí)的過程中會有一些問題和疑問，等到再次上課請教時，卻又記不清了，影響知識掌握情況。針對這一現(xiàn)象，借助石大云課堂的“答疑討論”模塊，讓學(xué)生自主問題，教師在每周六固定時間段答疑，所有學(xué)生都可以看到問題和解答，對有相同問題的同學(xué)來說可以答疑解惑;對有興趣的同學(xué)可以通過別的同學(xué)的問題取長補短，豐富自己的知識體系，一舉多得。例如，在學(xué)習(xí)相變過程時，可逆相變過程中溫度、壓力都不變，有很多同學(xué)錯誤地認(rèn)為該過程的熱力學(xué)能變?yōu)榱?，將此過程與理想氣體單純的pVT變化過程的熱力學(xué)函數(shù)變的計算混淆。通過討論，學(xué)生們弄清了這兩個過程的異同點，明確了可逆相變過程熱力學(xué)能變要通過熱力學(xué)第一定律來求解，并對可逆相變過程有了更深刻的認(rèn)識。同時，在課堂提問、作業(yè)以及考試過程中提高開放性問題的比例，培養(yǎng)學(xué)生多角度思考問題的能力。比如具有不確定性、結(jié)論非唯一的問題，條件不完備、需要補充的問題，生活中遇到的、現(xiàn)實性強的問題，容易調(diào)動研究熱情的問題等，同時也鼓勵學(xué)生獨創(chuàng)性問題的提出。

三、結(jié)語

綜上所述，將本校網(wǎng)絡(luò)平臺石大云課堂與實際的物理化學(xué)教學(xué)過程相結(jié)合，通過對云課堂部分模塊的具體應(yīng)用，例如教學(xué)資源、課程通知、在線課程作業(yè)、在線測試、研究型教學(xué)、答疑討論等，對教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺相比，石大云課堂針對性更強，操作簡單易學(xué)，更重要的是云課堂這一平臺對各種教學(xué)資源和教學(xué)模塊的兼容和整合功能強大，教師及學(xué)生使用體驗良好。在實際的教學(xué)過程中，借助云課堂平臺，注重講授、啟發(fā)、探究、討論、自主學(xué)習(xí)等多種教學(xué)形式并存，使教學(xué)模式不再枯燥單一，而是變得更加豐富和動態(tài)，課堂、課后師生交流互動增多，學(xué)生對物理化學(xué)的興趣明顯提高。我們希望物理化學(xué)課程并不是為了教會學(xué)生掌握結(jié)論和如何答題，而是通過不斷地鼓勵學(xué)生去思考、討論、質(zhì)疑、解疑，在學(xué)習(xí)過程中調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，讓學(xué)生有所收獲，達(dá)到鍛煉思維、發(fā)展能力的目的。

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作者:王秀鳳 張志慶 王芳珠 張國棟 周亭 單位:中國石油大學(xué)