有机合成课程采用对分课堂 - 网络协同教学模式对人才培养的影响论文

2024-05-06 10:09:22 来源: 作者:liyuan
摘要:有机合成课程历来都是高校化学、化工、医药等专业开设的重要课程之一,学生学好有机课程是培养优秀有机合 成人才的基础。文章采用了对分课堂与网络的协同教学模式,并从教学特点、课堂规划、案例实施方面探索有机合成课 程改革效果及其对人才培养的影响。对分课堂与网络的协同教学模式可使学生深入理解、快速掌握有机合成的精髓,并 能激发学生学习的主观能动性,从而提高学生学习深度。所培养学生的专业基础扎实,实践能力强,创新意识和能力也 有所增强。对分课堂协同网络教学模式也具有“平急两用 ”特点,能适合多种教学环境,有望作为教学
摘要:有机合成课程历来都是高校化学、化工、医药等专业开设的重要课程之一,学生学好有机课程是培养优秀有机合 成人才的基础。文章采用了对分课堂与网络的协同教学模式,并从教学特点、课堂规划、案例实施方面探索有机合成课 程改革效果及其对人才培养的影响。对分课堂与网络的协同教学模式可使学生深入理解、快速掌握有机合成的精髓,并 能激发学生学习的主观能动性,从而提高学生学习深度。所培养学生的专业基础扎实,实践能力强,创新意识和能力也 有所增强。对分课堂协同网络教学模式也具有“平急两用 ”特点,能适合多种教学环境,有望作为教学范式应用到其他 课程,为培养更多优质人才提供理论和实践基础。
关键词:对分课堂;网络教学;有机合成;教学改革;人才培养
0 引言
人类的生活越来越离不开有机合成,从以前的有 机试剂、染料到近代的药物、维生素和高分子材料以 及各种具有特殊性能的现代材料,大多数都是有机合 成的产物[1]。培养优秀的有机合成人才,对国家科技 发展具有重大意义。通过有机合成课程教学,教会学 生专业知识同时,还可培养学生独立思考能力及通过 已有的知识解决实际问题的能力。此外,有机化合物 结构千变万化,极具魅力,也能培养学生从科学角度 来欣赏美、创造美的能力,为此,教好有机合成对人才 培养至关重要[2]。
1 有机合成课程学习现状及人才培养难点
随着现代科学的迅速发展,有机合成研究领域中 新反应和新理论大量出现,使有机合成的教学内容发 生了巨大变化。面对有机合成繁杂且庞大的存量学习内容及快速增长的增量知识,若想让学生充分学好有机 合成并能融会贯通,对于有机合成化学老师来说,挑战巨 大。同时,伴随着科技的迅猛发展,对有机合成人才培 养也提出了更高要求,培养人才在具备扎实专业知识的 基础上,还需具备较强的创新意识和实践能力。
1.1 有机合成教学挑战
(1) 教学内容多。有机合成内容庞杂、涵盖知识 面宽、涉及有机化学反应类型繁杂,且各大类型反应 间极易混淆、系统性差,学生普遍反映该课程难学、难 记、难掌握。
(2) 教学方式难以取舍。目前大学教学方式可分 为两大类型:①讲授式。其特点是讲授知识量大,适 用于内容较多、新知识较多的理科课程体系。教师是 课堂知识的主体,而教学效果多依赖于教师的讲课方 式。②讨论式。讨论式教学主打启发式教学,学生根据 一个主题,在学科知识的基础上,进行头脑风暴,能培养创新意识。在该模式教学中,教师的讲解时间有限, 学生若开展有效讨论,要课后预习,对学生基础及自 学能力要求很高。而大学课程的专业性很强,在没有 指引情况下自主预习很容易因受挫而草草了事。
1.2 有机合成人才培养难点
(1) 培养人才技能需求难兼顾。作为师范院校学 生,培养的学生毕业后去向不同,其对知识的需求也 不同。这些学生一类是毕业去向企业,一类是参加考 研升学及考编,另一类是免费师范生,毕业需去基层 任教。考研学生希望多讲一些理论及和考研试题相关 的知识,而企业及免费师范班学生希望能多些和生活 相关的有机合成知识体验。这就导致了所培养人才对 知识的需求不一,若要兼顾,实属不易。
(2) 所培养人才创新意识和能力薄弱。传统教学 以填鸭式为主,学生习惯于被动学习,不注重逻辑思 维能力和独立思考能力的培养,学生的实践能力和解 决问题能力不足,这均导致了学生创新意识和能力的 薄弱,这将很难适应社会的快速发展,长久下来,将面 临被淘汰的风险。
2 对分课堂教学模式简介
数年来,国内的有机合成教学工作者对传统有机 合成教学中存在的问题进行了深入思考,结合自身多 年的教学经验,提出了许多卓有成效的改革探索[3]。其 中,“对分课堂”是普林斯顿心理学博士、复旦大学心理 系教授张学新老师在 2014 年提出的一种新教学方法[4]。 “对分课堂”的核心理念是将课堂时间进行“对分”, 一部分课堂时间分配给教师进行讲授,另一些时间分 配给学生来进行讨论。该教学方法也称为 PAD 课堂 (PAD classroom),是把教学过程分为三个阶段,分别 为讲授 (presentation)、内化吸收 (assimilation) 和讨论 (discussion) 。
目前,“对分课堂”在国内高校受到广泛关注,并 取得了一系列教学成果[5]。将“对分课堂”教学方法应 用到有机合成课程的教学中,将有望解决上述问题。 “对分课堂”以学生自学为重点 , 采用讨论和提问的 方式对学生的自学情况进行检查和评估,提高“有机 合成”讨论效率,同时也能促使学生课下主动学习,使 学生充分发挥学习的主观能动性,有利于人才综合素 质的培养。
3 线下课堂现状分析及网络教学多场景适应性
线下课堂,也即面对面授课,是一种传统且古老 的教学活动方式,有以下优点:(1) 互动性强。教师和 学生能够直接沟通和交流,教师能随时了解学生的学习状况,并及时调整自己的教学方法和内容;学生 也可及时向老师反馈问题,学习效率很高。(2) 实践性 强。面对面地上课可以使学生更快地将理论知识与实 践操作相结合,老师可通过实验、案例分析等方式强 化知识应用,提高学生实践能力。(3) 增强学生学习兴 趣。浓厚的兴趣是学习的强大驱动力,而学习兴趣的 培养离不开老师的启迪。线下教学有助于培养老师和 学生的情感,学生可调动五官来学习知识,逐步培养 学生学科敏锐性,从而提高学生探索知识的兴趣。
线下课堂有以下方面不足:(1) 课堂教学效果高 度依赖学生和老师当天的状态,优秀的教师或学生会 为好的课堂状态预备自己。但是也会存在诸如疲劳、 亚健康、生理周期等情况,影响老师的课堂发挥及学 生对课堂知识的吸收,致使教学效果受到影响。(2) 学 生学习方式及记忆能力差异大。课堂知识的理解有多 个层次,深层次学习是知识背后对学科哲学的深度理 解和范式思维模式养成。而这些深层次的内容是需要 对课堂讲授知识思路的连贯性理解及课后复习而习 得。学生对知识的诉求不同,个体学习方式及记忆能 力也不一样,课堂一次性知识传授难以满足学生的多 方面需求。部分学生会辅以课堂笔记形式来强化学习 效果,但课堂记录笔记的过程会影响学生在课堂的深 度思考及学习连贯性。(3) 一旦掉队,很难跟上。有机 合成课程系统连贯性强,综合性也很强。学生一旦因 病等请假,在没有老师引领情况下,仅靠课后自学,很 难充分掌握知识,从而形成掉队现象,一旦掉队,就很 难跟上,甚至导致后续挂科。大学课堂也应该多一些 容错空间,当学生想要追赶时,提供更多的便利。如果 能借助网络教学,将课堂授课过程形成影像资料存储 并通过网络共享给学生,学生便可反复观看,有望解 决这一问题。
同时,网络教学可不受时空限制,能适应多种环 境,无论是平时,还是疫情等特殊环境,都可正常开展 教学,具有“平急两用”的特点。
4 对分课堂与网络协同教学模式实施
4.1 有机合成“对分课堂”安排
有机合成共安排 32 学时,16 次课,每周上课二次 (周二和周四),每次连续两节课,每节课 45 min,其中 最后一次课 (2 学时) 为考试课;人数在 30~40 人之 间,将学生分成 6 个小组。根据对分课堂理念,从第 二次课开始实施对分课堂教学模式。根据有机合成课 程的上课时间安排,在两次课上采用不同的交流讨论 过程。周二安排为大讨论环节,第一节课组织学生对 上周讲授的内容进行回顾讨论,探讨课程内容,并引导学生思考,对其进行逻辑思维能力训练,促进其深 度学习,同时也通过提问、作业方式来评估学生对基 础知识的理解程度。第二节课上,教师对新的知识框 架、基本概念、重点难点进行讲述;下课后,老师将讲 解内容转录为视频,借助网络教学平台分享给学生。 学生调阅学习资料并回顾视频,借助作业对讲授内 容进行深度的内化吸收,加深理解,也为周四的分组 讨论课做准备。周四安排小讨论环节,分出约 1/3 的 时间带领学生复习重点及解决上次课学习中的难点; 另外 2/3 时间讲授新的知识,并作为下周二大讨论的 主旨内容。
4.2 网络平台协同对分课堂助力教学效果
目前手机普遍程度非常高。课堂借助手机“对分 易”教学平台,探索其对有机合成的助力作用,且已积攒 一些经验并取得不错效果。“对分易”教学平台是一款 互联网教学辅助工具 (图 1),普适性强,可配合多种教 学模式,有方便的作业批阅、快捷的微信互动、实时的 课堂反馈及便捷的课堂分组特色。该教学平台节省了 老师的时间,同时,将上课过程以 PPT 幻灯片录制、腾 讯会议、钉钉会议等模式转录为视频,上传到该平台的 课程资源模块中,学生能够实时回放,从而课后回顾, 进行查漏补缺,实现深度学习,强化学习效果[6]。
4.3 “对分课堂”实施举例
以氧化反应为例,进行“对分”讲授,拟分配 2 个 学时 (90 min) 。分为三个阶段,安排如下:
第一阶段:讲授,时间 45 min(包括安排讨论问题 及课后学习内容)
在本阶段,先给学生讲述氧化反应的基本概念, 让学生学会判断原料到产物所发生的反应类型;然后 重点讲述醇、碳碳双键、碳碳键断裂、碳氢键的氧化反 应产物及其氧化机理,让学生明白反应的具体发生过 程。随后介绍氧化试剂的特点及其可氧化的底物 (试 剂特点包括但不限于氧化条件、区域选择性、氧化剂 的改性),该部分属于难点、易混点,故给其时间消化 前面讲授的基础知识。
第二阶段:课后自学讨论 (学生自行安排时间)
在本阶段,通过“对分易”教学平台的“习题”功 能,向学生发送 3 道作业题,写出由原料生成对应产 物可选用什么氧化试剂,其依据是什么;举例说明在 不同氧化试剂的作用下,可能产生什么样的副产物。
学生可在“对分易”教学平台上直接答题 ( 可利 用学生的碎片化时间 ),或在习题本上解答后拍照上 传来答题。
同时,利用“对分易”教学平台的“随机分组”功 能,将本班学生自动分为六组,指定组长并将分组结 果一键“发送分组通知”给学生。
第三阶段:讨论时间安排 45 min
本阶段为讨论部分,又可分成两小块:每个小组 成员的小讨论 (15 min) 和大组间的大讨论 (30 min) 。 小讨论的内容是这次布置的作业题,每两个小组讨论 一个习题,课堂随机分配,学生以小组为单位课前自 行安排座位。
上课开始后,通过“对分易”教学平台的“考勤”功 能,利用 15~30 s 的时间对班级学生进行考勤。
考勤结束后,介绍这次讨论学习的内容以及小组 讨论习题分配。
在该讨论部分,小组成员彼此交换意见,小组提 出问题,相互解答,标记出相互都解答不了的问题。
在大讨论阶段,每小组均选择一个代表来陈述自 己小组讨论的结果,并提出其疑问;再选取另外一组 同学,请其陈述自己选择的试剂是否和该组 一 样。 如果一样,则要求第二组同学依据所学知识,对其内 容进行评价,并回答第一小组的疑问,再提出自己小 组的问题;如果不一样,提出自己小组讨论的结果及 疑问。
其他小组按习题顺序,依次安排分别陈述。
六个小组均陈述完后,老师依据其共性问题和疑 问统一讲解。
5 对分课堂与网络协同教学模式对教学效果 及人才培养影响
有机合成课程中采用对分课堂与网络的协同教 学模式取得了很好的教学效果,培养出来的学生具有 较强的独立思考能力、思辨能力、实践操作能力和深 度学习能力,创新意识也有所增强。
5.1 协同教学模式对课堂效果的影响
(1) 节约时间,提升教学效果。采用线上“对分易” 教学平台,节约了课堂上点名、分发作业、提交作业以 及分组时间,在保障学生作业、考勤效果的基础上,极 大程度地节约了课堂时间。同时,这种扁平化的作业 提交、批改、信息发送的师生互动模式也拉近了学生 和老师的关系,师生互动性增加,课堂上教师讲授知 识更易入耳,这提升了教学效果。
(2) 学生查漏补缺不掉队。查漏补缺是学习过程 中很重要的一个环节,这能够提高学生学习效果。借 助 PPT 录课、腾讯会议等多媒体及网络工具,将课堂 教授内容及学生讨论过程转换为视频资料,并上传至 “对分易”教学平台资源模块,学生可随时回看,进行 查漏补缺,充分考虑学生学习的个体差异。出现因病 请假等情况,学生也不掉队。腾讯会议等网络平台也 可以线上上课,故该模式也具有“平急两用”特点。
(3) 学生有机合成知识扎实牢固,能有效融会贯通。 此教学模式可激发学生学习热情,专业基础更为扎实, 且在讨论过程中能够对所学知识更好地融会贯通。
5.2 协同教学模式对人才培养的影响
(1) 增强人才自主学习能力和思辨能力。大学生 处于风华正茂的年岁,身心均处于最佳状态,讨论能 调动学生思考积极性。以老师教授的知识为中心,分 组讨论,用头脑风暴形式激发学生上课思考的积极主 动性。课堂上从老师敲黑板等督促学生学习的方式转 变为学生积极主动参与教学过程,极大提高了学生自 主学习能力。同时,课堂讨论及发言也锻炼了学生的 思辨能力。
(2) 增加培养人才的学习深度。对分课堂分为知识 讲解和讨论运用两部分。课堂的讨论过程可培养学生 的逻辑思辨能力和实践能力。同时计论过程是一种以问 题为导向的学习方式,能够帮助学生深入研究知识的 本质和内涵,能够在讨论过程中发现问题、解决问题, 从而加深对知识的理解和掌握,提高学生学习深度。
(3) 增强人才的创新意识。有机合成采用该教学 方式后,所培养学生具有较强的学习主动性,掌握知 识扎实牢固,学生学习有深度,独立思考能力和思辨能力较好,综合素质强。这均激发了学生的创新意识, 毕业后无论从事何种工作,都能够胜任,其创新精神 和独立自主学习能力也能适应社会的高速发展而不 掉队。
6 结语
培养优质的有机合成人才对社会发展非常重要, 这也需要教师和学生的双向努力。文章在有机合成课 程中采用对分课堂和网络的协同教学模式来实现人 才高质量培养。此教学模式环境适应性广,借助网络 教学,可不受环境影响,具有“平急两用”特性。用此教 学方法培养的人才有机合成基础知识扎实,融会贯通 能力强;能够积极参加课堂讨论,学习意愿强,独立学 习和逻辑思辨能力强,且能够深度学习,创新意识增 强,进入社会后能适应多种工作场景。
参考文献:
[1] 徐莉,汤日元,郭秀兰,等. 基于创新应用型人才 培养的有机合成课程探索与实践[J] . 广东化工,2017, 44(17):193-194.
[2] 沈海霞,沈如伟,史海健,等.“ 目标-方法-评价 ” 三维视角 下的有机合 成课程思政教 学[J] . 化学教育, 2023,44(10):14-20.
[3] 袁耀锋,王文峰. 有机合成化学教学改革的思考 与实践[J] . 高等理科教育,2017 (2):74-78.
[4] 张学新. 对分课堂:大学课堂教学改革的新探索[J] . 复旦教育论坛,2014 (5):5-10.
[5] 吴祥,李有桂,朱成峰. 基于对分课堂的精细有 机合成工艺学课程教学模式探索[J] . 化工高等教育, 2020,37(4):64-69.
[6] 车乒,岳格妮,陈琳 . 基于“对分易”教学平台的对 分课堂知识内化过程实现 [J]. 产业与科技论坛,2017, 16(4):174-175.
