制藥工程專業(yè)有機化學在線教學設計實踐

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摘要：在分析民族院校學生學情的基礎上，對制藥工程專業(yè)有機化學課程進行基于OBE理念和新建構(gòu)主義學習理論的在線教學設計與實踐。以雨課堂為教學平臺，以學生自主學習為中心，教師起指導作用，為學生提供多模態(tài)學習資源和環(huán)境。逆向設計教學，優(yōu)化教學過程，將思政教育融入課堂，并建立形成性評價體系，以持續(xù)改進教學。該教學模式提高了學生課堂參與度和自主學習能力，更有利于學習目標的達成，保證了在線教學質(zhì)量。

關鍵詞：制藥工程專業(yè)；有機化學；OBE理念；新建構(gòu)主義；雨課堂

制藥工程專業(yè)是現(xiàn)代醫(yī)藥的支柱產(chǎn)業(yè)，也是21世紀重點發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)[1]。有機化學是制藥工程專業(yè)學生的重要通識課程，學習效果對后續(xù)專業(yè)課程的學習至關重要。本學期筆者基于OBE理念和新建構(gòu)主義學習理論，對有機化學在線教學進行了設計和實踐，并將思政教育融于課堂，重視學生知識、技能和素質(zhì)的培養(yǎng)。

1教學理論介紹及教學方法優(yōu)勢分析

1.1OBE理念和新建構(gòu)主義理論

OBE（Outcome-basedEducation，成果導向教育）是一種以學生學習為中心的教育理念，于1981年由Spady等提出，已成為世界各國教育改革的主流理念[2-4]。該理念以學生為主體，強調(diào)學習成果而不是課程教育內(nèi)容，學習成果可以用整個學習過程中的學習態(tài)度、獲得的知識和技能來衡量，為達成預期學習目標，教學活動和內(nèi)容都應該反向設計，嚴密組織和不斷改進[5-6]。事實上，OBE理念已成為目前我國工程教育專業(yè)認證的主流教育理念，可使學生高效達成學習目標[7]。新建構(gòu)主義（NewConstructivism）學習理論提出了網(wǎng)絡時代“零存整取”式學習策略，將“為創(chuàng)新而學習、對學習的創(chuàng)新、在學習中創(chuàng)新”作為“互聯(lián)網(wǎng)+”時代學習的首要目標，指出學習和創(chuàng)新是一個完整的過程[8]。“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，有機化學教學中引入OBE理念和新建構(gòu)主義學習理論進行教學設計，以培養(yǎng)學生終身學習能力、創(chuàng)新思維和意識，滿足工程教育認證對學生知識、能力和素質(zhì)的要求[9]。

1.2教學方法優(yōu)勢分析

1.2.1學生學習目標明確OBE理念采用逆向教學設計方法[10]，結(jié)合新建構(gòu)主義學習理論和工程教育認證下的制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以學生為主體，從學生角度出發(fā)，設計課程教學大綱，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、教學過程、課程評價標準。按布盧姆認知目標分類理論，將認知領域的目標分為記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造[11]，學生對知識領域目標以及對應的能力和素質(zhì)目標都非常明確。這有利于充分發(fā)揮學生的主觀能動性，調(diào)動課前、課中和課后學習的自主性，實現(xiàn)自我成長目標。

1.2.2多模態(tài)學習資源和環(huán)境選用學堂在線（雨課堂）平臺開展教學，輔以多種在線教學資源以及QQ群等，為學生提供多模態(tài)學習資源，搭建有利于實現(xiàn)學習目標的平臺。雨課堂是嵌入在Powerpoint軟件的面向高等教育的智慧教學平臺[12]，最新上線的版本支持多種畫面來源組合，操作簡單，直播、彈幕、隨機點名、自動統(tǒng)計、師生互動、信息反饋等功能強大。該平臺將課前、課中和課后學習有機結(jié)合，幫助學生通過反思學習結(jié)果和學習過程進行內(nèi)部協(xié)商與意義建構(gòu)[13]。同時，教師利用QQ群為學生提供多種教學資源，如網(wǎng)易云課堂、中國大學MOOC、精品課程網(wǎng)站等，學生根據(jù)自身水平和興趣自主選擇，開展個性化學習。QQ群的“投票”功能便于教師隨時對學生進行問卷調(diào)查，掌握學生的學習動向；“作業(yè)”功能便于提交、批改作業(yè)，其優(yōu)點是教師可在作業(yè)上進行標注，系統(tǒng)即時反饋批閱結(jié)果，學生能及時查看并更正錯題。教師通過互聯(lián)網(wǎng)向?qū)W生提供學習資源和拓展資料，供其自主選擇學習，“零存整取”?；谛陆?gòu)主義的學習有利于學生完善自己的知識體系，實現(xiàn)知識的內(nèi)化，提高適應社會能力，為實現(xiàn)個人價值和可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎[8]。

2有機化學在線教學改革的必要性

2.1學生學情分析

多年來我校制藥工程專業(yè)學生有機化學期末考試不及格率在40%左右，近半數(shù)學生對有機化學知識掌握效果不佳，導致后續(xù)專業(yè)課程如藥物中間體合成、藥物化學、藥物合成實驗等學習困難，不利于制藥工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。我校2019級制藥工程專業(yè)少數(shù)民族學生占59.8%，各地區(qū)學生入學成績懸殊。一項對我校制藥工程專業(yè)學生近3年高考選考有機化學的調(diào)查顯示，高考未選考有機化學的學生人數(shù)逐年增加，2019年達45.7%（見圖1），表明學生有機化學知識儲備差異較大。2019級制藥工程專業(yè)學生對四大基礎化學難度認知的調(diào)查顯示，學生對有機化學難度的認知差別較大（見圖2），學習需求更加個性化和多樣化，傳統(tǒng)教學模式無法滿足學生的學習需求，急需改進。

2.2人才培養(yǎng)和在線教學的需要

工程認證背景下的學生培養(yǎng)方案，對學生知識、能力和素質(zhì)提出了新的具體要求，傳統(tǒng)授課模式無法滿足新工科人才培養(yǎng)需求。受肺炎疫情影響，學校延期開學，有機化學課程以在線教學形式授課。雖然師生通過電子設備能夠面對面交流，但受限于師生分離、網(wǎng)絡、設備質(zhì)量以及學生很難長時間集中注意力，教學效果有限。另外，民族院校多數(shù)學生自主學習能力缺乏，自我管理能力較差，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)授課方式，在線教學極易變成教師面對電腦自言自語?；贠BE理念和新建構(gòu)主義學習理論的教學模式能充分體現(xiàn)學生的主體作用，有利于提高學生的課堂參與度，有效避免課堂上“人機分離”現(xiàn)象。

3教學模式

3.1在線教學模式及問題處理

根據(jù)民族院校學生身心特點和地區(qū)分布（有少數(shù)學生網(wǎng)絡不穩(wěn)定）、開課前反復測試結(jié)果以及學生的體驗效果，本課程選用學堂在線（雨課堂）進行教學。結(jié)合學習成果目標，在線教學模式見圖3。課前，任課教師利用雨課堂預習課件（內(nèi)置的MOOC視頻可免費使用）、預習測試題及文獻資料查閱任務。雨課堂協(xié)同教師統(tǒng)計視頻觀看和題目預習（客觀題可自動批閱并統(tǒng)計答題結(jié)果，主觀題由協(xié)同教師批改，任課教師檢查）情況，對預習結(jié)果進行統(tǒng)計，收集難點和疑點，匯總問題并及時匯報給任課教師，實現(xiàn)了學生的自主學習，教師起指導和監(jiān)督作用。根據(jù)學生預習及反饋情況，將在校教學轉(zhuǎn)變?yōu)橛懻?、重點難點強化和答疑的過程，通過討論區(qū)反饋、課堂討論、任務完成后的講解等多種方式促進學生的參與和互動，促進分析能力的提升。為防止學生課上“人機分離”，除討論和任務講解外，教師還隨機題目，隨機點學生回答，實時掌握學生課堂學習動態(tài)，確保學生參與學習。課后教師通過QQ群布置作業(yè)，利用雨課堂組織在線測試，同時要求學生畫出每章的思維導圖、完成課程論文，培養(yǎng)科學思維、歸納和總結(jié)能力。雨課堂教學中學生反映有卡頓現(xiàn)象時，可選擇輔助教學平臺。騰訊課堂便于學生直接發(fā)言進行課堂討論，或者通過聊天區(qū)反饋，且能生成回放，但有卡頓掉線情況；騰訊會議畫面流暢，語音清晰無卡頓，網(wǎng)絡信號較弱的學生也能進行交流討論，但不足之處是學生課后不能通過回放來復習。對此，筆者在預習PPT中加入課堂內(nèi)容的講解語音，在雨課堂，使學生課前課后都可播放，給學生提供多模態(tài)學習資源和環(huán)境。

3.2思政教育融于有機化學課程教學

指出“高校立身之本在于立德樹人”[14]。制藥工程專業(yè)學生將來從事藥品生產(chǎn)工作，這對其道德素質(zhì)要求很高。有機化學是制藥工程專業(yè)大一學生的重要通識課程，筆者在講授專業(yè)知識的同時，從育人角度挖掘有機化學蘊含的思政元素，并巧妙融入課堂，引導學生樹立社會主義核心價值觀，以實現(xiàn)素質(zhì)教育目標。在第一章，要求學生查閱并討論我國古代的有機化學知識，如周王時代已知用膠、漢朝發(fā)明了紙、《神農(nóng)本草經(jīng)》記載了幾百種重要藥物等，增強民族自信，堅定為中華民族的偉大復興而努力奮斗的決心[15]。每章開始講授新內(nèi)容前，用3分鐘時間探討與本章內(nèi)容相關的中外著名科學家致力于科學研究的事跡（如第1章中維勒、貝采里烏斯、拉瓦錫等對有機化學發(fā)展的貢獻，第3章中硼氫化反應的發(fā)現(xiàn)者布朗，第6章中在夢里發(fā)現(xiàn)了苯的結(jié)構(gòu)簡式的凱庫勒和提出“共振論”的鮑林，第7章中國際量子分子科學院院士休克爾，第8章中發(fā)現(xiàn)青蒿素的屠呦呦，第12章中黃鳴龍等），引導學生學習他們勇于探索和創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)科學素養(yǎng)，以達成思想道德和素質(zhì)教育目標。同時，在課堂中巧妙融入中國古典文化，對學生進行人文熏陶。如第1章開始以《禮記》中的“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”指出學好有機化學的方法；課間或課程結(jié)束后結(jié)合本章內(nèi)容分享中國的愛國志士如陸游“位卑未敢忘憂國”、“為中華之崛起而讀書”以及屈原、文天祥、林則徐、秋瑾等的名言警句，潛移默化中對學生進行愛國主義教育。

4學生學習目標達成度和教學評價

4.1學生學習目標達成度

每章結(jié)束后，對該章知識目標達成情況進行問卷調(diào)查，建立學生學習目標達成情況檔案。對每章的學習目標逐一落實，根據(jù)學生反饋進行多種形式的交流互動，實現(xiàn)個性化指導，激發(fā)學生對有機化學的學習興趣，實現(xiàn)自主學習能力的提升。前3章的統(tǒng)計結(jié)果見表1，學生普遍認為基于OBE和新建構(gòu)主義學習理論的在線教學有助于知識目標的達成，也有利于能力和素質(zhì)目標的達成，為該課程的后續(xù)學習打下了堅實基礎。對于部分及完全未達成學習目標的學生，進一步通過學習互助小組、課后輔導及提供多模態(tài)學習資源，幫助其逐步達成學習目標。

4.2初步建立教學評價體系

在線教學中，綜合利用雨課堂學情分析、即時反饋和測評、QQ群投票、作業(yè)、問卷調(diào)查等功能，促進個人化的意義建構(gòu)和學生高階思維的發(fā)展[13]。評價指標權(quán)重見表2，每個指標加權(quán)后總分均為100分，通過形成性評價體系，綜合觀察和評價學習效果，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋，進行內(nèi)部協(xié)商和意義建構(gòu)，幫助學生達成課程目標，并且有針對性地加強學習。

5結(jié)語

基于OBE理念和新建構(gòu)主義學習理論，利用雨課堂平臺開展制藥工程專業(yè)有機化學在線教學，學生參與度高，自主學習興趣濃厚，學習目標達成度高。該模式也適合線下課堂教學，不過在教學實踐中還需要不斷探索和完善，以期提高教學質(zhì)量，為我國制藥行業(yè)精準輸送高素質(zhì)人才打下堅實基礎。

作者：康淑荷 蘇瓊 王欣 單位：西北民族大學化工學院