基于“阶梯任务驱动+多维度输出”模式的无机化学课程教学设计与实施——以分子间作用力为例

doi:10.3866/PKU.DXHX202309008

摘要/Abstract

摘要：

无机化学是大学化学专业一门基础学科，针对知识点分散、教学方式单一、学科思维培养不足等痛点，探索“阶梯任务驱动+多维度输出”模式，以分子间作用力为例进行教学设计与实施，评价方式采用多元交互式并引入Rubrics评价量规。教学实践结果表明，这种模式有助于学生个性化发展，提升学生自主参与意识，增强专业认同感，培养学科素养。

关键词: 阶梯任务, 多维度输出, 无机化学, 分子间作用力

Abstract:

Inorganic chemistry serves as a fundamental subject in university chemistry disciplines. To address the issues of fragmented knowledge points, monotonous teaching method and insufficient training in disciplinary thinking, we explored a "stepped-task driven + multi-dimensional output" model. Focusing on intermolecular forces as a case study, this approach incorporates diverse and interactive evaluation methods, including the use of Rubrics assessment scales. The practical implementation of this teaching model has shown promising outcomes, effectively facilitating personalized student development, enhancing active engagement, strengthening professional identification and cultivating disciplinary literacy.

Key words: Stepped-task, Multi-dimensional output, Inorganic chemistry, Intermolecular forces

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链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202309008

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I3/122

图/表 8

图1

图2

表1

教学过程设计"

教学环节	教学内容与学生活动
课程导入 (2 min)	【问题导入】视频干冰升华吸热需要破环分子间作用力，通过生活常识的引入学生活动：认真思考干冰升华内在原因，快速进入学习状态设计意图：通过学生日常生活当中接触到的实例引入，可以提高学生的学习兴趣，积极参与课堂教学
课程目标 (1 min)	【教学目标】从知识、能力、素养和思政目标等方面制定多维度的高阶目标学生活动：清晰准确知道多维度教学目标，针对教学目标进行课堂学习设计意图：OBE教学理念，明确目标导向
参与互动 (11 min)	【参与互动】讨论生活现象：洗洁精去油污的原理，从洗洁精去油污的相似相溶原理出发引出极性分子的判断学生活动：积极参与互动讨论，从生活现象探究内在原因设计意图：参与互动进一步调动学生的积极性，利用课前预习的理论课内容结合实例进行互动参与讨论
	【成果展示】小组视频成果展示：分子的极性学生活动：学生对课前的小组任务进行成果展示设计意图：展示小组活动的成果，能够表达出来小组活动的内容，提高学生分享、交流、表达的能力，促进学生学习的积极性
	【归纳总结】学生归纳极性分子的判断方法，归纳总结促进学生构建知识体系，更容易掌握和理解。培养学生自主学习的能力学生活动：讨论实例、展示小组任务成果，学会归纳极性分子的判断方法设计意图：培养学生的无机化学学科思维，学会归纳总结，描述知识点内容
课堂练习 (11 min)	【课堂练习】【小组讨论】【互动答题】应用极性分子的判断方法进行解答，通过小组讨论强化知识结构，练习强化知识点的理解，理论联系实践，学以致用学生活动：根据之前归纳总结的结论，讨论互动，完成练习设计意图：学生归纳总结了概念之后，用BCl₃、SO₂、CHCl₃三个实例让学生检验学习成果，再通过指纹检测生活实例，学以致用，完成从理论知识到学科思维到解决生活问题的闭环
课堂练习 (11 min)	【探究思考】【小组讨论】设计指纹检测的实验操作，学以致用，培养学科思维学生活动：通过实例，探究指纹检测的原理过程，小组讨论设计意图：理论联系生活应用，培养学生解决实际问题的能力
深入探究 (16 min)	【归纳总结】学生看图输出预习过的知识点——偶极矩的类型，根据学生描述加以引导学生活动：看图描述概括偶极矩的概念设计意图：偶极矩概念比较抽象，学生预习的时候难以理解，通过形象化的图来让学生看图说话，在这个过程当中也能提高学生归纳总结的能力
	【成果展示】小组PPT成果展示——分子间作用力类型学生活动：学生对课前的小组任务进行成果展示设计意图：展示小组活动的成果，能够表达出来小组活动的内容，提高学生分享、交流、表达的能力，促进学生学习的积极性
	【探究思考】电影中飞檐走壁的视频引导学生思考宏观现象是不是与微观结构有联系？培养学生从现象着手，多角度思考问题学生活动：通过实例，探究飞檐走壁的原理设计意图：我们之前从极性分子判断的方法(无机化学理论知识)，归纳总结出结论(无机化学学科的思维)，最后理论联系实践化学与日常生活之间的联系，培养学生解决实际问题的能力
课程小结 (7 min)	【课堂小结】梳理分子间作用力知识网络学生活动：梳理本节课的知识点设计意图：通过学生的课前预习和课堂讲解，总结知识点脉络有助于强化学生的学习成果
	【成果汇报】小组海报设计思路和知识拓展学生活动：学生对课前的小组任务进行成果展示设计意图：展示小组活动的成果，能够表达出小组活动的内容，提高学生分享、交流、表达的能力，促进学生学习的积极性以多种方式强化输出，交流、表达、合作、分享、展示、汇报提高学生高阶能力，强化学科思维
	【价值引领】通过知识点归纳、讨论交流、理论联系实际，培养学科思维强调宏观辨识与微观探析的关系，树立踏实刻苦、严谨求实的科学探索精神，使学生从知识、能力、素养、思政等方面得到全面发展，教学内容反映学科前沿，渗透专业思想，拓展学生的知识储备，所有教学流程以学生为中心、目标为导向并且使用多元化的评价手段，思政目标得到体现，引导学生夯实基础，培养勇于开拓的科学探究精神学生活动：从宏观辨识到微观探析的过程，要树立踏实刻苦、严谨求实的科学探索精神，明白任何科学成果的发现都不是一蹴而就的设计意图：通过知识点的讲解、小组合作、课前预习、小组任务、互动讨论、探究思考等活动提高学科思维，通过理论联系实际，挖掘思政元素提高学科素养，强化学科思维，初步建立社会责任感和使命感

表1

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1	宋天佑; 程鹏; 徐家宁; 张丽荣. 无机化学(上册), 第4版北京: 高等教育出版社, 2019, 225- 246.
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