高雪川，王亚琦，杜玉英，白一甲，吴瑞凤
(内蒙古工业大学 化工学院应用化学系，内蒙古 呼和浩特 010051)
40学时的《物理化学》课程是内蒙古工业大学5个工科类学院，12个专业的本科生必修的一门核心基础课程，授课对象主要有化工学院生物工程、制药工程、过程装备与控制工程和安全工程等专业的学生和其他学院金属材料工程、冶金工程、环境科学、轻化工程、给排水科学与工程和矿物加工工程等专业的学生，每学年授课人数800余人。《物理化学》课程在工科类各专业本科课程体系中兼有启发后续课程学习与培养化学理论素养两大功能[1-2]。通过该课程的学习，学生可以掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡、相平衡和电化学等化学体系中的普遍规律，构建化学化工体系，并在此基础上能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
我校授课教师在《物理化学》教学过程中普遍有这样的感受，在现有少学时要求下想要内容详实且深入浅出的将这门课程讲透彻是比较困难的。如果追求授课速度，那么就会有部分学生吃夹生饭。为解决这一问题，我们尝试将互联网+教学模式引入课堂，取得不错的效果。
1.1 教学时长短
我校少学时《物理化学》选用天津大学教研室编著的《物理化学》(简明版)(第二版)[3]，教学内容包括气体的pVT关系、热力学一定律、热力学二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、电化学和化学动力学等8章内容。该课程教学内容囊括的范围广且细、较注重物理化学基本原理及方法的传授、注重公式的推导和知识点的讲授，无法体现物理化学的重要性与实用性，课程本身就缺乏吸引力。此外，该课程要求学生掌握课程中涉及到的重要基本概念和基本原理，学会物理化学公式的推导和应用，能够方法正确、步骤简明、结果准确的解决物理化学问题。也就是说授课教师要在10周内保证教学内容的基础上细化讲解知识点和详细推导有关公式，因此，教师在授课过程中很难空出时间让学生主动思考，学生在学习过程中也容易感到乏味、提不起兴趣。总而言之，我校少学时《物理化学》授课时间短，教学内容多，学生在学习中普遍认为物理化学知识点多而杂，内容枯燥，难懂难学，学起来很吃力，对教师的教学和学生的学习造成了很大的压力。
1.2 教学模式传统
在2019年之前，我校《物理化学》主要采用的是传统教学方式，偏重于教师讲解，一小节课50分钟，授课教师可能讲授45分钟甚至50分钟，很少给学生留自主学习和思考的时间，不利于学生深刻理解并掌握知识点。而且“满堂灌”是传统物理化学教学的最大缺点，教师在课上讲授的知识点多而密，导致很多学生在没有真正理解知识点的情况下死记硬背，也无法将知识点与实际应用联系做到学以致用。例如，在讲授电解质溶液时，授课教师通常会在50分钟内讲授离子独立移动定律、电解质溶液的离子平均活度、离子平均活度系数的、离子强度的、德拜-休克尔极限公式等的概念、意义及其计算方法。这些概念及计算相对简单，但是经常发现学生在做课后作业及测验时就是简单的套用公式，稍有变形就不会解题。此外，传统教学模式下教师不能及时掌握学生的课前预习情况、课上以及课后学习情况，也无法随时随地进行课后答疑。例如，在传统模式下，课后作业及测验结果主要通过授课教师批改纸字版作业而给出，相对耗时，不能及时将结果反馈给学生，而且在这种模式下，授课教师通常只讲解学生在作业过程中出现的共性问题，无法针对每个学生出现的问题认真讲解，在课后学生与老师的交流也不是很便捷，导致一部分学生对知识点似懂非懂，影响教学效果。所以，在传统授课模式下，少学时《物理化学》课程的教学效果并不理想。
1.3 考核方式不能体现以学生为中心
目前，我校少学时《物理化学》的总成绩由平时成绩和期末闭卷考试成绩两部分组成，平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。平时成绩主要包括出勤率、课后作业、测验以及课堂表现综合等。出勤率主要通过课堂点名体现，浪费学生的课堂时间，如我校材料专业一堂课人数大约是90人，点一轮名可能就需要10分钟左右，且课堂点名只能保证学生在教室不能保证学生在思考和学习；
课后作业及测验一般都是客观题，极少有探索性作业，作业都有标准答案，缺乏启发性和引导性，无法激发学生自主学习的兴趣。课堂表现综合主要包括是否认真听讲，是否积极回答问题及课堂问题的正确率，一定程度上也由老师的主观看法决定，而且课上提问往往也只能了解个别学生的掌握情况，不能了解学生的整体情况。
所以，目前我校少课时《物理化学》的考试方式不注重对学生自主学习过程的考核，不能很好地激发学生的学习积极性和主动性。
2.1 线上翻转课堂，补足课时短板
采用网上作业-小组讨论-提交作业-重点讲授-知识掌握的特色化课堂模式，授课教师结合线上移动教学平台[4-5]，如微助教、优慕课、和雨课堂等提前推送预习资料及作业，由学生利用课下时间分组讨论思考学习，然后小组上交作业，老师在课前审阅作业后结合作业情况调整教学重点难点，针对存在的重点难点问题有目的讲授，促进学生消化学习。课后推送复习题，将在限课时内学生没有完全掌握或不能完全细化讲解的问题留作课后作业，让学生在网络教学平台自学。这种模式可以方便教师远程掌握和管理学生的学习情况，在一定程度上解决了教学时间限制的问题，并且可以节省大量授课时间，重点学习学生的薄弱环节[3]。此外在课后学生也可以给老师留言，老师线上答疑，使师生之间的交流不再受时间、空间的限制。例如，热力学第二定律中熵与克劳修斯不等式这部分内容比较抽象，是学生难以理解的重要知识点。在教学过程中，教师可以提前布置预习资料并检查学生的预习情况；
在讲解 PPT 内容的过程中及时推送相应知识点的练习题，并通过作答正确率了解学生掌握知识的程度，根据学生的掌握情况调节教学内容，并在课后组建线上讨论群针对课上难点与学生共同讨论答疑。
2.2 精品课程分享，感受名师魅力
充分利用精品课程网站，培养学生的学习主动性和积极性。精品课程网站主要有壹课堂，中国大学MOOC等[6-7]。精品课程网站拥有众多全国知名的专业教授，他们从业多年，无论是对于学术问题的见解和认识，还是对于学生的了解程度，都是行业翘楚。他们授课或深入浅出，或风趣幽默，或娓娓道来。学生可以根据自身喜好自主选择不同风格的老师，学习起来更加高效。精品课程网站还可以提供高质量的教学课件、优质的教学素材和课外学习资源，教学内容非常丰富，学生可以随时重温教学内容，对课上难以消化和掌握的知识点反复听讲琢磨。我校物理化学教学团队在2018年底也建立了少学时《物理化学》精品视频公开课，公开课选取我校教学一线优质教师，结合我校学生特点，打造出适合本校学生特点的系列内容。学生可以根据自己的需求选择适合自己的学习内容，充分发挥自己的主观能动性补充课堂教学的不足，实现以“学生为中心”的教学模式，进而提高少学时物理化学教学效果。
2.3 改革考核方式，提升学习动力
在互联网+背景下，学生可以更高效地参与教学，授课教师也可以更好地监管学生的课下学习情况。因此，我们拟调整平时成绩的比重，由之前的30%调整到50%，激励学生自主学习，体现“学生为中心”的理念[8-9]，从而提高少学时物理化学的学习效果。平时成绩主要包括以下几点：(1)出勤率(5%)，通过线上软件如雨课堂等进行签到(5～10次)，根据整体出勤率给出学生成绩。(2)课前预习情况(10%)。线上布置课前预习资料及习题，学生线上答题，根据学生课前观看相关资料的情况及线上答题结果给出学生成绩；
(3)课上答题情况及课堂表现(15%)，针对比较难理解的知识点，课上随时推送相关练习题，学生线上上实时作答，根据课上作答结果及课上听讲情况给出成绩。(4)课后测验及课后作业(15%)，建立线上题库，学生在课后通过抽取练习题的方式完成课后作业，一定程度上避免了学生间的相互抄袭，另外适当加入探究性问题，让学生分组讨论，在讨论过程中联系前后知识点，加深对知识点的理解，根据学生的答题情况及讨论结果给出成绩；
(5)线上学习群讨论情况(5%)，对于在讨论群里积极发言、积极提出问题或解决办法的学生酌情加分。
自讲授少学时《物理化学》以来，在教学实际中逐步融入互联网+教学模式，过程中不断完善修改。从教学实际来看，课前作业提交情况较好，课堂学生听课积极，与老师互动性较强。从学生掌握情况来看，学生普遍反映听课效果有所提高，更易于掌握重难点，例如对于相平衡部分，相图种类繁多，4学时的情况下想要将所有种类的相图讲到讲透，同时兼顾到学生的掌握情况，几乎不可能实现，此外，相平衡这一章在内容上跟前一章化学平衡和后一章电化学部分衔接都不是很好，因此对于这一章内容学生普遍感觉难学且易忘。而借助网络学习平台后，授课教师主要在课上讲授相图的类型及各个类型之间的区别与联系，给学生们打好框架，并列举一两个典型的相图详细讲解。课后，学生可以通过大学生MOOC或是我校《物理化学》精品视频公开课具体学习各个相图，加深对知识点的理解和记忆，提高这部分内容的学习效果。且如果学生在课下学习遇到困难可以在微信群等线上讨论群及时与授课教师或是同学讨论解决。这种教学模式下，学生反映“课上思路清晰，重难点突出，课下学习也比较容易，题目做起来也顺手”。从学生成绩来看，总体成绩有所提升。实行互联网+教学的班级学生平均成绩为69分，成绩在90分以上的占1.5%，80～89分的占10.6%，70～79分的占51.5%，70分以下的占36.4%；
而传统教学模式下，学生的平均成绩为65，成绩在90分以上的占0%，80～89分的占3.1%，70～79分的占20.8%，70分以下的占76.1%，如图1所示。显而易见，互联网+教学模式下的学生成绩明显好于传统教学模式下的学生，且考高分的学生相对更多，说明互联网+教学模式更能发挥学生的主观能动性，实现以“学生为中心”的教学，提高学习成绩。接下来，我们打算进行线上教学平台的大数据分析，了解跟踪学生的学情并给予针对性指导，从而精准提升短课时《物理化学》的教学效果。
图1 互联网+教学与传统教学模式下学生的成绩对比图
互联网教育与传统教育之间密不可分、相互补充，在融合过程中取长补短，从而发挥最大的功效服务学生。我校少学时《物理化学》采用线上线下相结合的教学模式后，授课教师在教学过程中实现了“灌输式教学”向“引导式教学”的转变，实现了“知识传授者”向“学习组织者”的角色转变，学生实现了“被动学习”向“主动学习”的转变，整体课堂气氛较为活跃，师生之间的交流明显增多，学生花较多的时间自主学习，教学成绩有一定的提高。在今后的教学实践中，我们将尽量多地实施案例教学，将科研、生活与生产中的实例引入教学过程，激发学生兴趣，同时我们也要加大探究式问题的比例，促进学生自主思考和学习，实现以“学生为中心”的教学。
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