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摘要:疫情期間的有機化學在線教學,遇到了信息化技術和化學核心素養培養兩個方面的挑戰。師生一起應對,及時解決了書寫有機化學結構式和反應式需要專業軟件而網絡學習平臺不兼容、學生習慣使用手機上網等信息化技術方面的問題,使學生能較輕松地在線學習,有效促進了師生互動。教師在在線教學中合理使用分子模型、實驗錄像等,培養了學生微觀與宏觀之間聯系的能力、科學態度與社會責任感等化學核心素養。教學實踐表明,學生課堂教學參與度較高,能按時完成學習且互動積極,成績優良。
關鍵詞:有機化學;在線教學;問題與對策
2020年春,新型冠狀病毒引發的疫情使高職院校暫緩開學,本校教師組織全體學生居家按原教學計劃在線學習,有機化學課程進行了為期2個月的線上教學。
1疫情期間有機化學在線教學的特點與挑戰
1.1本次在線教學的特點
疫情的暴發使本次在線教學任務比較緊急,由于學生人數多,一名教師同時負責6個班學生的在線教學,其他教師輔助教學。本課程已建設為市級精品課程,網絡課程資源豐富,有電子教材、課件、習題庫、試卷庫等,實驗教學有完整的實驗指導,可不采用網絡直播的形式進行授課,而是直接在超星泛雅平臺利用建設好的課程教學資源進行教學。鑒于這兩個原因,本次在線教學開展得比較順利。
1.2本次在線教學的挑戰與教學效果
雖然學生對本課程重視程度較高,課程資源亦比較豐富,但還是遇到了信息化技術和化學核心素養培養的挑戰。師生在教學過程中一起及時解決了這些問題,使得教學內容更符合在線教學特點,學生在線學習過程較輕松,學習熱情較高,且教學組織嚴謹不失靈活,師生互動頻繁有序。學生通過在線學習按時完成了該課程中的30課時內容(包括部分實驗課)和在線考試,超額完成2課時的學習,且成績優良,達到預期的教學效果。相對于其他課程的在線教學,有機化學課程獲得了學生較高的參與度,任務點平均點擊率達83.4%,視頻重復觀看率均在100%以上,作業按時完成率達90%以上,章節測驗及格率達92%。學生自覺參與線上互動,有80%以上的學生自覺做了較完整的學習筆記。
2信息化技術方面的問題與對策
2.1學習平臺不兼容有機化學專業書寫軟件的問題及其解決方案
表達有機物和有機化學反應,需要用結構式和相應的有機化學反應式,從電腦端輸入它們,一般用Chemidraw和Chemi-window等專業軟件。用這些軟件書寫好的有機物結構式和有機化學反應式的格式,不是普通的Word格式或png、jpg等圖片格式,泛雅平臺不允許使用這種特殊格式,也不提供任何轉換為Word或圖片格式的方法,要求泛雅平臺短時間內改進和完善這些功能是不可能的。而學生平時未用過這些專業軟件,讓學生掌握這些專業軟件的使用,需要教師花一定時間進行培訓。疫情的突發和學習任務的繁重,使在短時間內對學生進行相關培訓幾乎是不可能的。學生使用這些專業軟件來書寫結構式和反應式,需要占用大量課余時間。而結構式和反應式是有機化學語言的主要表達形式,且無法用漢語言文字來代替。也就是說,學生在泛雅平臺完成在線作業、論壇發帖互動都不能順利、隨意輸入結構式和反應式,意味著學生不能完成大部分在線有機化學作業,也無法進行師生在線互動討論。這給有機化學在線學習帶來了極大困難。針對這種情況,解決方案一為改變習題形式和作業提交方式。例如,教師把主觀題改為選擇、判斷等客觀題,以便學生在線作答。但有機化學的書面語言是結構式和反應式,學生不得不書寫相關結構式和反應式來回答有機化學問題。因此,教師也可以要求學生先在紙上寫下結構式和反應式,然后用手機拍成照片上傳泛雅學習平臺。解決方案二為對教學內容和作業內容進行適當調整,即先完成各類有機物的結構與命名、鑒別等內容的教學,對于有機化學反應的教學,先要求觀看實驗錄像、教學視頻、課件等,先布置客觀題。解決方案三為教師像編輯習題庫那樣,先利用Chemidraw和Chemiwindow等軟件書寫好結構式和反應式,再將其轉換為png、jpg等圖片格式,然后上傳泛雅平臺論壇。學生可以下載教師上傳的圖片,在線上學習、作業、討論時可直接引用。
2.2學生愛用手機上網的習慣和確保在線學習時間問題及其解決方案
大部分學生上網偏愛使用手機,雖然手機端可以順利登錄學習平臺并能學習課程資源,但視頻中的有機物結構式在手機屏中清晰度受影響。解決對策是:首先引導學生盡量使用電腦在線學習,并在視頻觀看時間內用QQ群或論壇開展課堂討論和小測試等,用電腦可隨意切換多個任務頁面,而用手機切換或分屏則較費勁費時。其次,尊重學生使用手機的習慣,允許作業可以通過手機拍照在手機端直接上傳至平臺,教師也特意把鑒別題等不需要輸入結構式的主觀題改成選擇和判斷等題型,使學生用手機解答很方便。學生完全居家學習,由于個別學生自律性不強,在線學習時間未必能保證。解決這個問題的方法為教學視頻用防窗口切換、防拖拽確保學習時間;一個教學內容設置較長或多個在線學習時間段,但要求簽到并進行在線互動討論;把通知、學習預警、資源鏈接等也同時在QQ群發布,確保平臺和QQ群的手機端都會自動提醒和方便下載學習資源。對于一些學生遇到的平臺堵塞等情況,學生可以利用錯峰時間學習,教師盡量避免在學生學習時間上傳資源到平臺。
3化學核心素養培養方面的挑戰和對策
課程改革一直強調“學生學會什么”,有機化學的課程目標也定位在培養學生化學核心素養上,而化學核心素養也是高職生繼續學習藥物化學等專業課程的基礎。所以在有機化學等基礎化學課程中需要認真培養學生宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學態度與社會責任等化學學科的核心素養。完全居家學習使學生有更多自主學習、探究學習的機會,但這很大程度上受限于學生學習的主動性、自覺性、學習方法等。另外,在線教學和在校教學的種種不同,給培養學生化學核心素養提出了嚴重挑戰。
3.1培養學生實驗探究意識與能力
本次有機化學在線教學包括實驗教學部分,有機物的性質驗證實驗由于相關視頻資源豐富、清晰且沒有安全隱患,也有利于學生從觀察實驗現象上升到培養理性思維,所以將醛、酮、羧酸及其衍生物等物質的性質實驗作為在線教學內容。科學探究與創新意識是指提出化學問題并形成猜想和假設,獲取和處理信息,基于證據推理得出結論并做出解釋,對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力;是指能尊重事實和證據,善于獨立思考,敢于質疑和批判不同觀點和結論,提出創造性見解的品質[1]。所以在教學過程中,教師先發布通知,要求學生手寫預習報告,寫清實驗錄像中各實驗的目的,列表比較各試劑的不同,并在線提交平臺由教師檢查。然后要求學生認真觀看實驗視頻,邊觀看邊如實記錄實驗現象。接著要求學生比較不同物質的化學性質,撰寫實驗結論,最后把完成的實驗報告再次提交到平臺,組織生生互評和教師評價。通過在線評價和課堂討論以及問卷調查發現:有的學生現象記錄不清晰、不完整,有的學生對現象不能做出比較和解釋,甚至有的學生按照理論知識杜撰實驗現象,這些問題都反映了學生實驗探究能力的不足,如不能尊重客觀事實,不能獨立思考,不敢質疑等。通過生生之間在線評價和反饋,有利于學生獲取和處理信息,基于證據推理得出結論并做出解釋等實驗探究能力的培養。
3.2培養學生宏觀與微觀之間聯系的能力
物質的微觀結構與性質之間的關系是有機化學課程的主要內容,而在線教學恰好能利用信息化技術充分展示物質的微觀結構,如酯化反應發生過程的分子模型動畫清晰地顯示了化學鍵的斷裂位置和形成過程,各種有機物分子結構模型通過鼠標操作還可以轉動和放大。學生不僅可以在線觀看還可以下載,這對于學生準確表達有機物結構式、認識化學反應有很大的幫助。基于化學核心素養培養的教學設計充分挖掘演示實驗的教育價值與功能,設置3個遞進的問題,讓學生產生認知沖突,實現引課目標。通過體驗、思考和討論,使學生形成對認知沖突的問題解決導向[2]。有機化學在線教學中使用的一部分演示實驗就是分子模型的動畫,教師在教學視頻中插入問題和在論壇中發表討論帖,層層遞進地設置關于物質結構和性質的問題,供學生在線思考和討論。例如酯類和酸酐,先提問在結構式上有什么不同,再提問命名規則有何異同、水解時化學鍵的斷裂與形成有何異同,最后討論常用哪個作為酰化劑,這樣逐步引導學生認識羧酸衍生物的性質及其應用,幫助學生樹立有機物結構決定其性質這一化學基本理念,培養學生將微觀探析和宏觀辨識相聯系這一化學核心素養。
3.3培養學生科學態度與社會責任感
在對新冠病毒的殺菌消毒方面,教師結合教學內容布置了相關作業題,比如酒精濃度的高低和殺菌效果的關系?異丙醇是否可以當作消毒劑使用?使用酒精消毒需要注意哪些安全事項?這些題目的設置不僅要學生掌握蛋白質變性、醇的性質等化學知識,更重要的是要學生結合當前社會熱點,理解化學與社會之間的關系,能利用學過的化學知識進行客觀分析,并應用到實際生活中去,這才是學習化學的重要目標。
4結語
本次疫情期間的有機化學在線教學及時解決了學習平臺不兼容書寫化學結構式的專業軟件等信息化技術問題,注重科學探究、微觀與宏觀聯系等化學核心素養的培養,在使用分子模型動畫、實驗錄像等課程資源,精心設計教學,利用泛雅平臺和QQ提供的互動模式等方面做了一些積極探索。在信息化技術方面,師生仍希望學習平臺能提供直接輸入有機化學結構式和反應式的功能,以進一步提高教學效果。在有機化學在線教學中培養變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知等化學核心素養也需要更多探索。另外,有機化學在線教學中,兩極分化現象比平常的課堂教學更明顯,這也是亟須認真探討和解決的問題。
參考文獻:
[1]吳星.對高中化學核心素養的認識[J].化學教學,2017(5):3.
[2]吳新建,張賢金.基于化學學科核心素養培養的課堂教學行為分析[J].教學與管理,2017(2):115-117.
作者:施健 單位:無錫衛生高等職業技術學校