农林类高校普通化学教学改革实践与探索
曹占奇 孟磊 谢黎霞 胡晓娟 郑先福
[摘 要]随着高等教育教学改革的持续推进，针对农林类高校普通化学教育教学，河南农业大学普通化学教学团队分别从教学大纲修订、教材编写、线上线下混合式教学模式改革、学习效果评价模式改革和师资队伍建设等方面进行了实践与探索，并取得了初步成效，以期深化农林类高校普通化学教育教学改革。
[关键词]普通化学;教育教学改革;实践探索
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）05-0096-03
随着国家改革开放向纵深发展和互联网技术的飞速发展，千禧之年出生的大学生对互联网技术接受程度越来越高，对传统教学模式的接受程度越来越低。伴随着教育部启动“双万计划”一流本科专业建设，全面深化高等教育教学改革成为今后高校发展的一个重要方向。教育部新时代全国高等学校本科教育工作会议、习近平总书记在全国教育大会上的重要讲话和“新时代高教40条”对高等教育教学改革、坚持“以本为本”、加快建设高水平本科教育进行了全面谋划与前瞻性部署。在全面打赢脱贫攻坚战的决胜之年，突然出现的新型冠状病毒性肺炎疫情导致传统的教学模式被迫中止，只能采取“停课不停教”“停课不停学”的线上教学模式，改变了传统的教学模式，这种形势推动高等教育教学改革加速进行。普通化学是农林类高校农科各专业本科生的一门公共基础课程，对其进行教育教学改革，对推动农林类高校争创“双一流”，坚持以本科教育教学为基石，响应中央“以本为本”号召，全面开展高等教育教学改革具有重要意义。
普通化学是化学学科的重要组成部分，具有基础性、理论性和综合性等特点，在农业科学、动物医学、生命科学、食品科学、环境化学、农药学等许多领域中具有非常重要的作用，是现代农业科技工作者知识结构中不可或缺的部分[1]。普通化学讲授的内容主要是近代化学基本理论、基础知识和基础技能，让学生了解这些知识和理论在农业科学、生命科学中的应用，为后续专业课程的学习奠定基础[2]。因此，针对农林类高校普通化学进行系列教育教学改革，对提高教学效果和教学质量，助力学校争创“双一流”尤其重要。我们分别从教学大纲修订、教材编写、线上线下混合式教学模式改革、学习效果评价模式改革和师资队伍建设等方面进行了探索，并取得了初步成效，以期推动普通化学的教育教学改革，为河南省乃至全国经济社会发展做出应有的贡献。
一、普通化学教学大纲的修订和教材的编写
普通化学是农林高校农科各专业的一门基础课程，多年来教学任务非常繁重。随着教育教学改革的深入推进，为了适应新时代社会发展趋势和学科发展特点，高校对各学科的教学大纲进行了修订完善，普通化学学时进一步压缩。学时的压缩对后续课程的学习带来一系列连锁影响，最终造成学生基础更加薄弱[3]。普通化学具有教学内容多、理论性强、概念公式繁多等特点，在课堂教学课时有限的情况下，却要求学生在一个学期学完整本教材。大学教学又不同于高中那种重复讲、反复练的教学模式，学习效果不能很快通过成绩反馈出来。普通化学开课的对象是刚入学的新生，这部分学生刚完成高中生到大学生身份的转变，还未完全适应大学节奏快、任务量大的学习模式。同时，扩招导致学生的水平参差不齐，且农林类高校学生的高考录取分数相对偏低。这些因素都给农林类高校普通化学课程的开设带来了问题和挑战[4]。
虽然说国内有通用的普通化学教材，但通用教材针对的是全国高校尤其是理工科院校，而农林类专业对普通化学知识需求侧重点不同，如果直接选用国内通用教材，会给学生留下一种普通化学对后续专业课学习和科学研究无用的印象，很难激发学生对普通化学的学习兴趣[5]。基于这种情况，结合农林类专业对普通化学专业知识的需求特点，我校普通化学教研室组织经验丰富的一线教师结合自身教学经验和对学科的深入理解，对教学大纲和考试大纲进行了修订与完善，对过难的章节和知识点进行了适当删减，突出重点讲授的部分章节知识，加强了化学与其他学科之间的横向联系。在此基础上，普通化学教研组还组织编写了适合农林高校专业特色的普通化学教材，融入了化学学科及相关学科的最新研究成果，引入了一些化学学科推动农林相关专业研究发展的实例，阐述了其中的化学思想，体现了化学对相关农林专业发展的巨大作用，并实现了化学学科与生命科学、动植物科学、食品科学和环境科学等专业领域的有机结合。同时，还编写了配套的普通化学习题指导书，便于学生对所学知识进行自查自纠。
二、线上线下混合式教学模式的实践探索
所谓线上线下混合式教学模式就是将网絡在线教学和传统线下教学的优势有机结合起来，打造一种“线上+线下”的混合式教学模式。随着现代科技水平的飞速发展，计算机技术和网络技术已经逐步渗透到人们生活、工作和学习的各个领域，这为教育教学模式的改革提供了技术的支持。在线开放课程起源于美国，传入国内以后便风靡于各大高校[6]。随着教育部启动本科专业建设“双万计划”，在线开放课程已成为各大高校本科课程建设的新潮流[7]。在这种时代背景下，我校普通化学教学团队也启动了线上线下混合式教学模式的改革，并取得了一定的成效。
（一）在线开放课程的建设
联合河南牧业经济学院组建团队，发挥教学名师传帮带作用，利用教学名师丰富的教学经验和中青年教师熟练的信息技术实现优势互补，设计教学课程和单元，以知识点为单元录制教学短视频，利用中国大学MOOC成熟的平台上线SPOC网络课程，并有配套练习题和测试题。利用网络课程的优势，对比较难以理解的知识点，提高其图形（图像）和虚拟仿真的比例，生动形象地讲解知识点，便于学生进行课前预习和课后复习。教学团队分工协作，实行网络在线值班制度，解答学生提出的各种疑问;定期召开会议，不断探讨解决课程运行过程中出现的问题，对存在问题比较多的内容进行更新，收集动画、科普知识等素材及时补充辅助资料，方便学生自主学习。学生之间也可以在线互动，学生的参与度也会体现在自己的学习数据中。在线开放课程的建设，为后期进行线上线下混合式教学模式的实践奠定了基础，大大提高了学生的积极性和教师的教学效果。
（二）普通化学理论课教学模式的实践探索
在网络技术如此发达的今天，手机已经成为当今社会人们必备的沟通交流工具，亦成为学生获取知识的一种重要工具。学生使用手机如此普遍，作为教育工作者，要遵循事物发展的规律，做到对新生事物宜疏不宜堵，因此一种新的教学模式——线上线下混合式教学模式应运而生。所谓线上教学就是教师将录制好的教学视频资源提前上传到网上，学生课前利用手机进行自学，而线下教学就是教师在课堂组织学生以讨论、现场演示的方式进行教学的新型教学模式。
以我们学校普通化学教学团队的做法为例，教师课前组织学生利用中国大学MOOC平台对提前上传的教学知识点视频进行预习，对于预习中遇到的问题，学生可以通过微信学习群及时和教师沟通。教师利用手机APP进行课堂签到点名，也可以自主设计签到图形，这种方式相比于传统课堂点名方式用时短，课堂氛围活跃，学生更乐于接受。教师在课堂组织学生对知识点进行讨论的过程中，可以使用APP随时对学生进行抽查，也可以随时发布各种课堂小测验，进行问卷调查，让学生即时通过手机作答，在线打分，考查学生对章节知识的掌握理解程度。学生可以把自己的问题通过弹幕的形式发送到教室大屏幕上，便于教师及时和学生进行沟通、解答。学生对这种新兴的课堂教学模式接受程度非常高，课堂氛围很活跃，学习效果很好。
（三）普通化学实验教学模式的实践探索
普通化学实验课是学习高年级专业知识和未来科研工作的基础，对学生的实践能力、创新能力的培养起到非常重要的作用，它与理论知识相辅相成，是普通化学教学中不可或缺的部分。然而现实条件限制很多，学生无法真正进入实验室开展实验操作，从安全的角度考虑，化学实验都有一定的风险，教师不敢轻易让学生尝试;从成本的角度考虑，化学实验仪器和设备价格昂贵，没法让每位学生都能动手操作。所以，化学实验教学改革还有很长的路要走。正是基于以上这些实际情况，在普通化学实验教学改革的过程中，可通过线上化学实验教学视频的录制和化学虚拟仿真实验室的建设，进行线上线下教学模式的改革，提高学生动手能力和学习兴趣[8-9]。
普通化学实验涉及大量有毒、有害试剂和高温、高压等危险反应，在教学的过程中，针对毒性小、成本低、风险低的小型实验，可提前录制教学视频，让学生在实验课前多次观看，提前知晓实验过程中可能出现的操作失误或者不规范的地方，然后再动手操作实验，避免实验过程中发生类似的问题。在涉及成本高、风险大等高危或极端实验时，通过虚拟仿真实验室可以让学生直观地模拟实验操作的整个过程，将原来的手动操作转变为键盘或者鼠标操作，既丰富了教学手段，又增强了学生实验技能和创新能力，为后续专业课程的学习和科研工作打下坚实的基础。综上所述，对普通化学实验进行线上线下混合式教学模式的探索具有重要的作用和意义。
三、学习效果评价模式的实践探索
学生的首要任务是学习专业知识和技能，而对学习效果最直接有效的体现形式还是学习成绩，对普通化学这种理论课来说尤其如此。传统的学生学习效果评价模式是平时成绩和期末考试成绩各占一定比例，然后折算成学生的最终成绩。平时成绩主要是依据考勤、课堂表现和学生作业情况给出一个大概分数。大多数教师教学任务繁重，学生人数多，无法做到全覆盖，没法调动学生平时学习的积极性，对平时教学质量无法准确把控。平时成绩分数很难做到客观公正，无法准确做到过程性评价。而期末考试阅卷要在短时间内完成大量纸质试卷的评阅，时间紧、任务重，还要人工合分、签名、录入分数、统计成绩，过程中容易出现失误，这种传统的学习效果评价模式存在一定的弊端[10]。
现在对学习效果评价模式进行改革，加大过程评价的占比，使得期末改卷基本可以做到零失误，使得最终的学生成绩更客观、更准确。教师在课堂上使用手机进行签到、点名，发布测试题，师生互动都有详细数据记录。课前或者课后学生在中国大学MOOC平台观看视频、做习题、参与讨论也都有相应数据记录，均能转换成平时成绩分数，这样任课教师在给学生计算平时成绩的时候就可以做到客观、公正。为了使期末考试成绩更客观，减少老师阅卷和合分失误，我们将传统的纸质阅卷改为网上阅卷，考试结束以后，把全部答题卡进行扫描，按照阅卷任务进行分配，阅卷过程中每位老师按照评分标准给出步骤分，评卷结束以后计算机自动核算每位学生的得分，可以确保做到零失误。通过网络过程性评价和网络阅卷对传统的学习评价模式进行改革，使得学生的学习效果能够更加客观、真实地反映出来，这也是对学生和社会负责。
四、师资队伍的建设
师资队伍是衡量一个教学团队水平的重要的指标。普通化学教学团队隶属于理学院，而普通化学是河南省一级重点学科。近年来学校和学院从资金、政策等方面都加强了对普通化学教学团队师资队伍的建设力度。普通化学教学团队现有23位专任教师，其中省级教学名师5位，教授3位，副教授9位，有近一半都是近5年从国内外重点大学引进的应届博士研究生，博士学位教师占比超过90%。该团队是一个年龄结构分布合理、学历层次高、年富力强的团队。近年来，理学院先后投入近200万元对基础化学实验室教学设施和设备进行了升级改造，新建虚拟仿真实验室，为教育教学模式改革奠定了坚实的物质基础。理学院近3年先后引进校“青年英才”以上高层次人才5人充实到普通化学教学团队，选派3位教师到国内外重点大学进行交流学习。理学院设立专项基金支持青年教师积极申报教学科研项目、参加国内外重要的教学科研研讨会、发表高水平教学科研论文，为普通化学教学改革提供了师资力量保障。
五、总结
普通化学是农林类高校农科各专业本科生的一门公共基础课，对化学知识的普及和后续专业课程的学习具有非常重要的意义。针对高校教育教学改革的趋势，我们分别从教学大纲修訂、教材编写、教学模式改革、学习效果评价模式改革和师资力量建设等方面进行了实践与探索，并取得了一定的成效。但改革本不是一蹴而就的，而是摸索着前进的过程，相信通过我们的努力，普通化学的教育教学改革将会取得更大的成绩。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 衡利苹，王祖彬.普通化学教学改革与探索[J].大学化学，2017（2）：29-32.
[2] 叶明富，夏国威，李春生，等.普通化学教学探索与思考[J].创新教育研究，2018（2）：121-124.
[3] 邓维萍，马俊蓉，黄红苹，等.高等院校农业类专业普通化学教学改革探讨[J].广州化工，2015（10）：196-198.
[4] 曲江兰，贾临芳，梁丹，等.高等农科院校普通化学教学改革探讨[J].现代农业科技，2018（20）：273-274.
[5] 朴凤玉，韩荣弼，鲁京兰，等.地方高校普通化学优质立体化教材建设及教学改革实践[J].大学教育，2015（10）：125-126.
[6] 嵩天.以在线开放课程为引领的大学课程改革新模式[J].中国大学教学，2019（11）：13-17.
[7] 刘兆惠，李旭，王超，等.基于MOOC的分层混合式教学模式探究[J].大学教育，2019（6）：31-33.
[8] 叶红，何苏萍，陈云，等.“线上线下”结合的化学实验教学模式改革[J].化学教育（中英文），2018（22）：37-41.
[9] 宋建争，李建军，张永强.化工虚拟仿真实验教学探索与实践[J].教学研究，2014（3）：107-109.
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[责任编辑：钟 岚]
