物理化学教学难点突破研究

摘要：本研究把速课微课堂应用于物理化学难点教学中，将知识难点、重点构建成PPT转换课件、速绘微课、轻课件等多种网络教学资源，课前和课后及时推送给学生进行线上并行教学。初步的实施效果表明：基于速课教学平台的知识难点线上并行教学模式可有效改善当前物理化学难点教学中存在的主要问题，扩大和加深师生间的良性互动和交流；教师利用速课平台提供的立体化数据分析和全面的教学质量监控体系加强了对学生的监督，实时把控学生对知识难点、重点的掌握情况。通过一学期的实践应用，利用速课微课堂辅助物理化学重点、难点教学对教学效果的提高有良好的促进作用，学生评价较好。

关键词：物理化学；速课平台；难点突破；并行教学

教育信息化2.0 行动计划（教育部教技〔2018 〕6 号）要求积极推进“互联网+教育”，坚持信息技术与教育教学深度融合的核心理念，建立健全教育信息化可持续发展机制，构建网络化、数字化、智能化、个性化、终身化的教育体系，建设人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会，推动我国教育信息化整体水平走在世界前列，真正走出一条中国特色的教育信息化发展路子[1]。该行动计划的推出，对教学资源建设、网络学习应用、教育治理能力、智慧教育创新、信息素养提升等方面提供了具体的指导思想。如何践行该行动计划，真正实现信息技术与教育教学深度融合是每位一线教师应该思考和努力的方向。华南农业大学的物理化学（公共）课程是为生物技术、生物工程、食品科学与工程、环境科学、材料科学与工程等专业在大学二年级开设的一门重要的必修课。物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的研究化学变化规律的科学，它集物理、化学、数学于一身，是整个化学科学和上述各专业的专业课程的基础[2]。通过对本课程的学习，要求学生能比较系统地掌握物理化学基本理论和方法，进而培养学生严密的逻辑思维和科学的学习态度，提高学生分析问题、解决问题的能力[3]。这些不仅是后续培养方案中学生专业课程的必要基础，同时也对学生今后从事本专业的技术与科研工作都有着深远影响。

一、物理化学教学长期存在的问题

目前，我校物理化学（公共）课程的教学方式基于运用多媒体教学手段，以课堂教授为主，学生自学为辅的教学模式组织教学。然而，由于物理化学的学习涉及高等数学和物理相关的基础知识，存在一定的学习门槛，加之课时有限，物理化学的课堂讲解存在很大的挑战，学生普遍反映该门课的学习难度大，存在“教师教的累、学生听的晕”的现象。尤其是一些知识难点和疑点，即便教师在充分利用课堂时间、优化教学内容的情况下，每届学生的期末试卷分析中发现丢分点、混淆点都基本一致。比如，热力学中熵变的计算和自发性的判定，化学势、不可逆相变等概念；电化学中电动势的计算，标准电极电势和活度等概念，以及动力学中速率常数的计算和动力学方程的近似处理。为了解决这一问题，我们也进行了其他途径的尝试，比如在教授知识难点之前，要求学生做到课前必须预习、课后必须复习，每章的知识难点作为平时作业布置以及考前重点答疑。但由于缺乏有效的监督机制和交流途径，上述手段的效果十分有限，单是平时作业就发现雷同现象较为普遍。加之信息时代的来临，学生大部分课下时间被网络“占领”，据教育部《在校大学生智能手机使用情况调研报告》显示，在校大学生每天使用手机时长5 小时以上的人群占比为67.9%，为了预防手机上网成瘾，学校为此也采取了上课手机统一保存的措施，甚至打出了“走下网络，走上操场”的口号。上述局面，使得课时有限、课堂难点教授不充分，而课下学生时间被手机网络霸占，不能被充分利用在学习上的矛盾尤为突出[4]。如何能够让学生更轻松的掌握知识，提高物理化学知识难点教学质量和效果，如何与信息时代对接，转弊端为优势，将导致学生堕落的工具转变成督促其成长的有利武器，成为需要解决迫在眉睫的问题。

二、线上并行教学改革模式的研究

在大力提倡教师信息化能力与教学融合以及移动信息化发展趋势不断上升的大背景下[5]，实现移动教学，利用移动信息化教学创新应用来解决上述物理化学教学中面临的问题，是本研究的出发点。91 速课网（https：//www.91suke.com/）是免费为学生、老师、管理者提供轻便、高效的教学应用与管理服务的移动教学平台，满足MOOC、SPOC等教学理念，强化翻转课堂与混合式教学，在教学中通过即时推送技术，实时向学生手机推送课件、资料测试等学习内容，并可通过签到、点名、作业等教学任务，促进师生交互，打造全面的教学质量监控体系，促使老师从经验驱动教学向数据驱动教学转变。老师可利用其提供的轻便、强交互性的教学内涵建设服务，进行创作型课件、PPT转换课件、速绘微课、轻课件等多种资源建设（图1 ）。本研究可利用速课网提供的上述技术支持，轻松的建设线上知识难点、疑点微课堂并实时追踪学生学习、掌握情况。比如：可在知识难点课堂讲授前，将该课程的“PPT转换课件”推送给学生预习，通过手机微信即可追踪每位同学的预习情况，并根据讨论区提出的问题在课堂上针对性的讲解和提问；对于课后每个知识难点、疑点的线上强化和补充，教师可在电脑端通过制作“轻课件”和“创作型课件”微课堂完成；对于知识难点、疑点的答疑和习题讲解则可轻松的随时随地在手机端制作“速绘微课堂”实现。每类课件微课堂都可以插入难点、疑点强化试卷，通过后台数据统计掌握每位同学的完成情况，并可通过大数据分析掌握到每个班级中的需要督促的学生名单在物理化学教学中，微课堂可以辅助优化教学环节，有效突破难点、疑点，提高教学质量。有时一堂课所要突破的难点用那些传统的教学手段无法讲清或很难讲清楚，但微课可以通过动画、图形、声音等方式传递信息，把复杂抽象的内容生动、形象、直观地表现出来，这样既优化了教学环节，使学生更容易理解和掌握，又提高了教学质量，利于教学难点的突破。这类微课可以帮助学生课后重复学习，不断再现知识形成过程、难点突破过程，帮助学生顺利度过学习难关，进入后续的知识学习，避免出现较多的“困难”学生[6]。本研究利用信息技术改变传统教学模式，将每章的知识难点、疑点、易混点和必考点提炼出来的，具体分析每个知识难点课堂讲授的困难点和学生学习的纠结点的具体成因和线上的针对性解决方案；然后基于每个知识难点的特点在速课教学平台上将其做成视频类微课、交互式微课、测验型微课和混合型等不同类型的微课堂，在教学前和教学后通过即时推送技术，实时向学生推送预习课件、补充资料和测试等学习内容；在此基础上，通过立体化数据分析与线上师生双向交流途径，掌握学生每个知识难点的学习实况，使教师从经验驱动教学向数据驱动教学转变，从而提升教学效率并打造更全面的教学质量监控体系，技术路线见图2 。如上建立的系统移动端微课程并行教学体系，在对串行教学内容不做大动作调整的情况下进行课后知识难点强化补充，同时充分利用学生的线上时间，扩大师生交流途径，建立更有效的监督、评价体系。最后，提供可借鉴的经验和理论从而助力教学变革、提升师生信息化素养、强化学校信息化应用水平以及促进高等教育资源共享的可持续发展。从长远看，本改革模式的实施一方面可助力教学变革，提升师生信息化素养，强化学校信息化应用水平，另一方面对于项目建设、教学成果积累、学校品牌塑造等工作都有良好的促进作用。

三、改革的初步成效和展望

本改革模式在2019 年第一学期针对19 级制药工程专业的学生进行了并行教学的初步尝试。第一次上课，让学生通过扫二维码的方式加入到速课班级群里，教师可以通过手机实时查看所上班级学生总数和详细信息，无需依赖纸质版点名册，如图3 所示。速课平台支持密码，手势和定位三种签到方式，每次上课前让学生拿出手机签到，教师可以即刻看到考勤情况，该方法避免了大班上课点名浪费时间和学生冒名签到的情况。每次上课前，我会将本次课的PPT提前推送到班级，学生手机会接收到推送信息提示并进行预习，预习情况可以查看数据，对于没有预习的学生，我课堂上会作为提问的重点，督促其改进学习态度，如图4 所示。上课期间，我不容许学生再看手机，因为手机带入课堂会对现有的课堂教学内容和秩序造成影响，并严重分散学生的注意力。尤其是大班教学，课堂上等所有学生拿出手机做题，再监督其放好手机，很难做到整齐划一。针对预习时学生在速课网上的提问，我会针对性的在课堂上进行讲解。课后对于本次课涉及的重点知识，我会及时推送重点内容补充课件和相应的试题，如热力学第二定律相应测试内容推送给学生后，学生成绩排名，题目出错率等一目了然，见图5 。通过数据分析，我能及时掌握学生每个知识难点的学习情况，并对出错率高的题目在速课平台上讲解，不占用课堂时间。针对知识难点不理解的地方，学生可以在讨论区提问，我的回答所有学生都可以看到，避免了相同问题多次提问，多次回答的重复工作，和学生的交流效率大大提高。速课平台对总的签到率、课件学习完成率、测试达标率、作业提交率、讨论覆盖率以及学生综合排名都有数据统计，教师可以全面掌握每个学生的学习情况，对知识难点的理解程度，并在后面的总复习中有针对性的教学。通过把速课微课堂应用于物理化学难点、疑点并行教学当中，我们发现线下补充式的并行教学模式可以有效改善当前传统物理化学教学当中存在的主要问题，考勤和课前、课间与课后的良性互动，扩大和加深了师生间的交流；通过课前推送学习内容，并加强对学生预习的监督，可针对性的增加一些重难点知识点的讲授深度；课后重点知识内容和测试的补充可以进一步巩固学习效果并及时发现问题。通过一学期的实践应用，证明利用速课微课堂辅助物理化学课程重点、难点教学，学生评价较好，对教学效果的提高有良好的促进作用。相对于需要较高的技术条件、可观的经费支持和制作过程较为复杂的慕课建设，本研究将现有的91 速课移动端教学平台引进我校《物理化学》课程教学，以简易的方式构建PPT转换课件、速绘微课、轻课件等多种网络教学资源，及时将教学难点、疑点微课堂推送到学生手机微信的公众号上。同时，本研究着重于课前和课后知识难点、疑点的线上补充教学，并不要求将手机带入课堂从而对现有的课堂教学内容和秩序造成影响。通过91 速课教学平台提供的立体化数据分析与全面的教学质量监控体系，实时掌握学生对知识难点、疑点的掌握情况，提升教学效率并解决课后师生交流不畅问题。今后，我们会进一步完善物理化学知识难点、疑点速课微课堂并行教学实践方案，形成一套完整的物理化学知识难点、疑点教学网络资源，并覆盖所有的公共物理化学课堂，逐步推广到其他课程和专业。成果还将推广到当届数字化学习网络资源中，强化优质数字教育资源建设与共享行动，通过发挥示范辐射作用，使更多的学生受益。

[1]任友群.走进新时代的中国教育信息化―――《教育信息化2.0 行动计划》解读之一[J].电化教育研究，2018 ，39 （06 ）：27-28 ，60.

[2]徐佳.化工专业物理化学课程的教学改革与实践[J].教育现代化，2018 ，5 （05 ）：129-131.

[3]张义娜.新时期高校物理化学实验教学改革与实践探究[J].教育教学论坛，2019 （13 ）：112-113.

[4]马献力，刘汉甫，李芳耀，等.翻转课堂在《物理化学》课程教学中的应用思考[J].教育教学坛，2017 （06 ）：237-239.

[5]张琳，马菲，盛良全.基于微信支持下翻转课堂在材料合成化学课程中的应用探究[J].广东化工，2018 ，45 （24 ）：61-66.

[6]张长华.利用微课突破教学重难点[J].成才，2018 （8 ）：46-42.