关于应对疫情开展化学类专业课程线上教学的探究
An Exploration into the Online Teaching of Chemistry Courses under the COVID-19
通讯作者:
收稿日期: 2020-04-10 接受日期: 2020-04-24
Received: 2020-04-10 Accepted: 2020-04-24
针对四川大学应对疫情开展的化学类专业线上课程实施情况,探究其更加有效合理的教学组织方式。通过对师生的调研和反馈,提出现阶段线上教学面临的难点与挑战:课堂互动与讨论不流畅、线上教学工具及开展方式繁多、化学实验课程不配套。因此,四川大学化学学院将统筹线上教学平台,增强课堂互动效果,启动“化学虚拟仿真实验教学中心”,保证疫情防控期间的教学进度和质量。
关键词:
This paper aims at the implementation of the online courses of chemistry majors in Sichuan University in response to the epidemic, and explores a more effective and reasonable way to organize teaching. Based on the investigation and feedback of teachers and students, this paper points out the difficulties and challenges of online teaching at the present stage:the classroom interaction and discussion are not smooth, the online teaching tools and methods are diversified, and the chemistry laboratory courses are not matched. Therefore, the School of Chemistry of Sichuan University will coordinate the online teaching platform, enhance the classroom interaction, and launch the "chemistry virtual simulation experiment teaching center" to ensure the teaching progress and quality during the epidemic prevention and control.
Keywords:
本文引用格式
钟欣芮, 周航, 姜林, 苏燕, 马晓爽, 张赟, 郑成斌.
Zhong Xinrui.
针对新型冠状病毒感染肺炎疫情对高校正常开学和课堂教学造成的影响,落实教育部印发《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》[1],许多学校响应国家要求,做出了推迟开学、鼓励学生在家学习的决定。在此背景下,有不少教师同仁已经开始积极探索有效的线上教学方式,力争通过网络教学工具,结合在线直播和线上交互开展授课,为春季的教育教学工作积极尽力,并为在家的学生们提供良好的学习体验。
四川大学开设的化学类本科专业课程包含了理论类和实验、实践类课程,其课程类型多,课堂互动讨论性强,成为全面开展线上教学的“拦路虎”。加之疫情发生突然,一些针对此类课程的线上实施方式,尚未得到足够的实验和实践积累(在这一点上,不同于已有慕课教学和混合式教学较多经验积累的讲授式课程)[2],而在全国性铺开线上教学的情况下,要保证与线下课程教学质量实质等效,必然是极大的挑战和考验。针对上述情况,我校对化学类专业课程开展了较为全面的在线教学组织与管理工作,对实施过程中所面临的难点和挑战,探究其可能的解决方法和接下来的努力方向等,以此进一步促进全校师生积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动。
1 “谋定而后动”,布局线上教学方案
目前四川大学化学学院已为我校5400余人次的学生开设97门次线上课程,在线开课率达100%,68名教师进行线上教学,到课率达到97%以上。所采取的教学组织方式是:在慕课和实验在线资源带动下,依托各类在线课程平台,引导教师开展合理有效的线上教学活动,使学生在疫情防控期间积极选修线上优质课程,增加自主学习时间,强化在线学习过程和多元考核评价的质量要求,保障学生学业不受疫情影响。其具体的实施方案如下。
1.1 加强宣传动员,提供服务保障
我校成立线上教学专项工作小组,认真做好师生的动员、培训及学生情况摸底等相关应急处置工作,确保线上教学的各项措施落到实处;保障选课、学习、教师辅导答疑、成绩考核等有条不紊地进行,确保线上教学质量;同时为师生提供五大线上培训及服务:线上平台系统、在线教材、线上教学资料、社群(QQ及微信)管理、在线课程建设。
1.2 多渠道多部门联动,保障教学秩序
教务管理人员与教师、辅导员、班主任密切沟通和联系,通过多渠道(微信、QQ群、E-mail和电话联系)摸排湖北籍和线上学习有困难学生的情况,制定相应措施,确保本科教学一个都不能少。通过加强与学生的密切沟通与扶助,以及对课程在线教学工作的组织、协助、监督、审查、管理和追踪,以保证线上教学组织与运行的秩序。
1.3 统筹调整课程,合理开展线上教学
首先,对于以课堂教学线下面授为主的传统理论课程,授课教师可根据课程教学内容和特点,实施“三步骤”开展线上教学:第一步,授课教师将收集整理的线上教学参考资料,通过微信群、QQ群或四川大学课程中心、超星学习通、爱课堂、雨课堂等一种或多种教学平台提前上传课程大纲、教学进度安排、PPT讲稿、动画视频、课堂录播视频等教学资料,提交教学日历,按教学进度下发给学生、布置作业。第二步,建立社群(QQ及微信),实行小班化教学社群管理,引导学生线下自学、完成作业,师生共同线上讨论答疑。第三步,在条件允许下,可采用直播课堂的授课方式,教师在课表原定的时间、选择合适的地点,进行直播授课。例如,分析化学、大学化学等传统理论课程,发动各自课程教学团队,多渠道收集线上教学资源(电子教材、MOOC等),并根据课程内容和特点筛选出适合学生的教学材料。教学团队还制作了融入音频讲解和动画演示的课件,并把课件、电子教材以及其他线上教学资源提前发放到班级QQ群中,让学生可以提前预习和错峰学习。为预防正式上课时网络拥堵对直播教学的影响,准备了爱课堂、腾讯课堂和QQ群等多种线上教学方式的结合。分析化学、大学化学等教学团队通过布置详细的学习任务、及时提供学习资源(随学习进度不断补充)、在线互动问答的形式,为学生打造全天候的在线学习平台。
其次,对已有慕课和混合式教学的讲授式课程,在疫情期间,可直接使用MOOC和SPOC资源进行线上教学;原计划开展基于SPOC的线上线下混合式教学的课程,将前几周的教学方式向线上教学迁移,开展线上线下混合式教学。另外,对可选择与本课程相关的优质在线开放课程的理论课,也可利用其在线教学资源,包括视频、课件、参考资料、作业、实验、测验等,辅助本课程教学。例如,放射化学、绿色化学(全英文)课程配套使用我校建设的MOOC资源,学生可登录中国大学MOOC平台进行线上学习;我校的物理化学,则是依托中国大学MOOC平台上的南京大学物理化学(上),授课教师对源课程进行了适应本校教学的改进,并利用后台提前发布学习公告,对学生每周学习内容及目标提出明确要求,让教学目的明确化。为了避免学生在看视频时缺乏思辨能力,教师在视频中嵌入了概念性的思考练习,让学生做到边看边思考,并在视频学习完成之后设计了与知识点对应的课后练习,通过练习来强化知识的内化和检验学生的学习效果。
再次,对于实践、实验教学环节课程,由于化学实践和实验课程的特殊性,主要是培养锻炼学生的实验动手能力及实验室操作习惯,而我校现有的线上实践教学资源无法满足广大学生的学习需求,在任课教师们积极的应对下,将部分综合性较强的实践和实验类课程调整了上课周次。对基本操作技能和实验素养培养课程,任课教师提取重要理论知识和关键操作难点,采取直播在线演示,并引导学生在家用类似物品模拟操作、培养手感。例如,我校的工科化学实验课,教师们集中对软硬件进行调试和教学资料的迁移,并将制作的虚拟仿真实验视频,连同实验讲义和要求共享给学生,做好实验预习,并采用第三方直播平台(腾讯会议、雨课堂、钉钉等)进行实验演示和重要内容讲解,引导学生在家用可安全操作的物品模拟对化学实验器皿的操作手法,进行线上实验测试和提交电子实验报告。通过这种初步“线上实验直播间”对学生手感、观感等方面进行教学,保证了部分化学实验课程的顺利教学。
2 “知止而后有定”,明确线上教学的难点与挑战
图1
图2
图3
1)缺乏统一流畅的线上教学工具和开展方式。此次突发性疫情开展的“紧急线上课程”,所采取的“多元化途径并行”和“分流+错峰”,以及“一院一策,一课一策”的教学组织方式虽是应对疫情的权宜之策,但是教师和学生短时间内对线上教学相关软件工具的操作和网络教学的开展方式都不能很好地运用。多种课程齐头并用的多种线上教学软件工具,造成大面积网络拥堵,促使学生在紧密的课程安排中来回切换网络平台,显得较为慌乱。从目前来看,其教学效果尚不能满足学生的心理预期和长期学习的需求(图2)。
2)缺乏有效的互动环节与讨论过程的组织方式。目前我校开放的线上课程主要是化学类专业基础理论课程,其概念多、理论性强、比较抽象、难于理解。当课程转为线上教学,教师组织互动环节与讨论过程的方式必然发生重大变化,对讨论互动过程的有效性形成很大挑战。另外,在线下课程中,课堂节奏的把握很大程度上是通过教师在讨论中对学生发言的回应、深挖、追问,以及引导学生发言的长度、深度和往返节奏来实现的。而当课程转为进行线上教学时(图3),教师和学生之间无法进行及时的沟通与互动,无法营造积极的课堂氛围。这对教师把控上课节奏,以及学生学习的效果都会受到较大的影响。
3)缺乏配套的实践及实验类线上课程。化学类本科专业的课程设置从类型上大致可以分为理论类和实验、实践类课程,实验类课程的学时、学分在教学计划中占有相当大的比例。实验课程除可以巩固和加深理解相应理论课程的基本概念、理论和知识,也是教学的重要环节。化学类专业实验的特点,是从提高学生创新性意识出发,以培养学生的实验技能为基础,形成理论与实验互相支持、课堂知识与应用实际相结合、科研与教学相互促进的实验体系。而缺失了实验类课程的化学类专业线上课程更是孤掌难鸣(图3)。
3 “物格而后知至”,探索线上线下课程联动方式
考虑到化学类专业课程的差异性,以及面对突如其来的疫情,教学队伍准备时间短、教学模式多样、学生居住区域极度分散等诸多客观困难和局限,并结合前几周运行线上教学的经验积累和师生反馈,校院两级将针对上述教学难点合理统筹调整,采取更为有效的线上教学组织方式,来提高教学效率、保证教学质量、完成教学任务,保证线上线下课程联动。
1)统筹教学平台,探索线上线下、录播直播的课程联动方式。
我校将打造以腾讯会议和腾讯课堂作为课程录播直播的统一线上教学平台。通过前几周线上教学的运行,以及对教学平台的调研结果表明,83.08%的师生对腾讯会议和腾讯课堂的满意度较高,其网络平台更为流畅,因此我们将其作为统一的线上教学平台会更加地稳定且有效,并简化了教师和学生的线上操作。另外,以课程组为单位组织教学,选取优秀教师录制课程视频,制作并上传多种优质线上教学资源,灵活调整课堂素材的呈现形式,诸如视频、电子白板板书、练习材料等,并通过直播课堂、录播视频、线上教辅和远程等多种方式,为学生打造全天候的在线学习平台。
2)灵活运用网络技术工具,积极进行线上平台互动。
首先,腾讯课堂等平台都提供了多种的课堂交互方式[3],虽然这些交互方式可能不如现场讨论那样节奏紧凑、丰富度高,但是如果我们能恰当地加以运用,仍然可以为学生创造积极的互动讨论体验。例如:我们可以把原本的口述问题拆分成多个层次、多个步骤来逐渐递进,再运用网络课堂工具以投票、弹幕、投稿等形式,代替部分的口头讨论互动,可以说,讨论方式的改变和讨论方案的调整(尤其是讨论问题的设计),二者应该是彼此联动的,在进行前者的同时也应该关注后者。
其次,在化学类互动讨论式课程中,“双向互动、多边发言、实时回应”是课堂教学过程的重要特点之一。在既有的课堂直播工具中,比较容易实现“师到生”的直播传递,而不那么易于实现“生到师”的反向直播,乃至“生到生”的横向直播。可以在课堂的一段时间内(如15–30 min),结合语音工具,以电话会议的形式集中性地进行一些实时性、互动性、有深度和复杂度的语音讨论。
再次,在最初阶段的教学过程中,可以配合每一位学生在课堂过程中的发言和参与,在QQ群中进行推送,设定教师和学生的留言板,使得其他同学能“既听其言、亦识其人”,产生更多的亲切感和联结感,增强师生、同学之间的社群感。
3)配套实验课程,加快搭建“化学虚拟仿真实验教学中心”。
我校经过多年积累,取得了丰富的成果,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象的虚拟仿真实验教学,学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教学效果。虚拟仿真实验教学是传统实验教学的重要补充和拓展,并配合相应的化学类专业理论线上课程的开展。学生进入虚拟仿真实验教学平台,通过操作模拟的方式学习仪器设备使用方法,掌握实验技术,完成实验过程,为线下实验操作打下良好基础,提升教学效果,争取在疫情防控期间发挥重要的作用。
4 结语
通过以上探讨疫情期间开展化学类专业线上课程教学的难点、机遇、可能的实施方式、接下来的努力方向等,我们将多措并举,切实抓好疫情防控期间化学类专业线上教学工作,变“疫情”危机为契机,引导教师转变教学思路,创新课程联动的教学方式,发挥信息化教学优势,为战“疫”期间的教育教学事业,共同贡献积极力量。
参考文献
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