制藥工程專業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，對制藥工程專業有機化學課程進行基于OBE理念和新建構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，為學生提供多模態學習資源和環境。逆向設計教學，優化教學過程，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，保證了在線教學質量。

關鍵詞：制藥工程專業；有機化學；OBE理念；新建構主義；雨課堂

制藥工程專業是現代醫藥的支柱產業，也是21世紀重點發展的戰略產業[1]。有機化學是制藥工程專業學生的重要通識課程，學習效果對后續專業課程的學習至關重要。本學期筆者基于OBE理念和新建構主義學習理論，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、技能和素質的培養。

1教學理論介紹及教學方法優勢分析

1.1OBE理念和新建構主義理論

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，強調學習成果而不是課程教育內容，學習成果可以用整個學習過程中的學習態度、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]。新建構主義（NewConstructivism）學習理論提出了網絡時代“零存整取”式學習策略，將“為創新而學習、對學習的創新、在學習中創新”作為“互聯網+”時代學習的首要目標，指出學習和創新是一個完整的過程[8]。“互聯網+”環境下，有機化學教學中引入OBE理念和新建構主義學習理論進行教學設計，以培養學生終身學習能力、創新思維和意識，滿足工程教育認證對學生知識、能力和素質的要求[9]。

1.2教學方法優勢分析

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]，結合新建構主義學習理論和工程教育認證下的制藥工程專業人才培養目標，以學生為主體，從學生角度出發，設計課程教學大綱，優化知識結構、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、評價和創造[11]，學生對知識領域目標以及對應的能力和素質目標都非常明確。這有利于充分發揮學生的主觀能動性，調動課前、課中和課后學習的自主性，實現自我成長目標。

1.2.2多模態學習資源和環境選用學堂在線（雨課堂）平臺開展教學，輔以多種在線教學資源以及QQ群等，為學生提供多模態學習資源，搭建有利于實現學習目標的平臺。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合，幫助學生通過反思學習結果和學習過程進行內部協商與意義建構[13]。同時，教師利用QQ群為學生提供多種教學資源，如網易云課堂、中國大學MOOC、精品課程網站等，學生根據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查，掌握學生的學習動向；“作業”功能便于提交、批改作業，其優點是教師可在作業上進行標注，系統即時反饋批閱結果，學生能及時查看并更正錯題。教師通過互聯網向學生提供學習資源和拓展資料，供其自主選擇學習，“零存整取”。基于新建構主義的學習有利于學生完善自己的知識體系，實現知識的內化，提高適應社會能力，為實現個人價值和可持續發展打下堅實基礎[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學生有機化學期末考試不及格率在40%左右，近半數學生對有機化學知識掌握效果不佳，導致后續專業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，不利于制藥工程創新型人才培養。我校2019級制藥工程專業少數民族學生占59.8%，各地區學生入學成績懸殊。一項對我校制藥工程專業學生近3年高考選考有機化學的調查顯示，高考未選考有機化學的學生人數逐年增加，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級制藥工程專業學生對四大基礎化學難度認知的調查顯示，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人才培養和在線教學的需要

工程認證背景下的學生培養方案，對學生知識、能力和素質提出了新的具體要求，傳統授課模式無法滿足新工科人才培養需求。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、網絡、設備質量以及學生很難長時間集中注意力，教學效果有限。另外，民族院校多數學生自主學習能力缺乏，自我管理能力較差，若繼續采用傳統授課方式，在線教學極易變成教師面對電腦自言自語。基于OBE理念和新建構主義學習理論的教學模式能充分體現學生的主體作用，有利于提高學生的課堂參與度，有效避免課堂上“人機分離”現象。

3教學模式

3.1在線教學模式及問題處理

根據民族院校學生身心特點和地區分布（有少數學生網絡不穩定）、開課前反復測試結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。雨課堂協同教師統計視頻觀看和題目預習（客觀題可自動批閱并統計答題結果，主觀題由協同教師批改，任課教師檢查）情況，對預習結果進行統計，收集難點和疑點，匯總問題并及時匯報給任課教師，實現了學生的自主學習，教師起指導和監督作用。根據學生預習及反饋情況，將在校教學轉變為討論、重點難點強化和答疑的過程，通過討論區反饋、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，確保學生參與學習。課后教師通過QQ群布置作業，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，培養科學思維、歸納和總結能力。雨課堂教學中學生反映有卡頓現象時，可選擇輔助教學平臺。騰訊課堂便于學生直接發言進行課堂討論，或者通過聊天區反饋，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，給學生提供多模態學習資源和環境。

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]。制藥工程專業學生將來從事藥品生產工作，這對其道德素質要求很高。有機化學是制藥工程專業大一學生的重要通識課程，筆者在講授專業知識的同時，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，以實現素質教育目標。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、漢朝發明了紙、《神農本草經》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]。每章開始講授新內容前，用3分鐘時間探討與本章內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展的貢獻，第3章中硼氫化反應的發現者布朗，第6章中在夢里發現了苯的結構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章中發現青蒿素的屠呦呦，第12章中黃鳴龍等），引導學生學習他們勇于探索和創新的精神，培養科學素養，以達成思想道德和素質教育目標。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；課間或課程結束后結合本章內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

每章結束后，對該章知識目標達成情況進行問卷調查，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，根據學生反饋進行多種形式的交流互動，實現個性化指導，激發學生對有機化學的學習興趣，實現自主學習能力的提升。前3章的統計結果見表1，學生普遍認為基于OBE和新建構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目標的達成，為該課程的后續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、問卷調查等功能，促進個人化的意義建構和學生高階思維的發展[13]。評價指標權重見表2，每個指標加權后總分均為100分，通過形成性評價體系，綜合觀察和評價學習效果，發現問題及時反饋，進行內部協商和意義建構，幫助學生達成課程目標，并且有針對性地加強學習。

5結語

基于OBE理念和新建構主義學習理論，利用雨課堂平臺開展制藥工程專業有機化學在線教學，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，以期提高教學質量，為我國制藥行業精準輸送高素質人才打下堅實基礎。

作者：康淑荷 蘇瓊 王欣 單位：西北民族大學化工學院