有机化学在线教学中的问题和对策

2022-09-21 16:45:25 来源:写作指导

有机化学在线教学中的问题和对策

摘要:疫情期间的有机化学在线教学,遇到了信息化技术和化学核心素养培养两个方面的挑战。师生一起应对,及时解决了书写有机化学结构式和反应式需要专业软件而网络学习平台不兼容、学生习惯使用手机上网等信息化技术方面的问题,使学生能较轻松地在线学习,有效促进了师生互动。教师在在线教学中合理使用分子模型、实验录像等,培养了学生微观与宏观之间联系的能力、科学态度与社会责任感等化学核心素养。教学实践表明,学生课堂教学参与度较高,能按时完成学习且互动积极,成绩优良。

关键词:有机化学;在线教学;问题与对策

2020年春,新型冠状病毒引发的疫情使高职院校暂缓开学,本校教师组织全体学生居家按原教学计划在线学习,有机化学课程进行了为期2个月的线上教学。

1疫情期间有机化学在线教学的特点与挑战

1.1本次在线教学的特点

疫情的暴发使本次在线教学任务比较紧急,由于学生人数多,一名教师同时负责6个班学生的在线教学,其他教师辅助教学。本课程已建设为市级精品课程,网络课程资源丰富,有电子教材、课件、习题库、试卷库等,实验教学有完整的实验指导,可不采用网络直播的形式进行授课,而是直接在超星泛雅平台利用建设好的课程教学资源进行教学。鉴于这两个原因,本次在线教学开展得比较顺利。

1.2本次在线教学的挑战与教学效果

虽然学生对本课程重视程度较高,课程资源亦比较丰富,但还是遇到了信息化技术和化学核心素养培养的挑战。师生在教学过程中一起及时解决了这些问题,使得教学内容更符合在线教学特点,学生在线学习过程较轻松,学习热情较高,且教学组织严谨不失灵活,师生互动频繁有序。学生通过在线学习按时完成了该课程中的30课时内容(包括部分实验课)和在线考试,超额完成2课时的学习,且成绩优良,达到预期的教学效果。相对于其他课程的在线教学,有机化学课程获得了学生较高的参与度,任务点平均点击率达83.4%,视频重复观看率均在100%以上,作业按时完成率达90%以上,章节测验及格率达92%。学生自觉参与线上互动,有80%以上的学生自觉做了较完整的学习笔记。

2信息化技术方面的问题与对策

2.1学习平台不兼容有机化学专业书写软件的问题及其解决方案

表达有机物和有机化学反应,需要用结构式和相应的有机化学反应式,从电脑端输入它们,一般用Chemidraw和Chemi-window等专业软件。用这些软件书写好的有机物结构式和有机化学反应式的格式,不是普通的Word格式或png、jpg等图片格式,泛雅平台不允许使用这种特殊格式,也不提供任何转换为Word或图片格式的方法,要求泛雅平台短时间内改进和完善这些功能是不可能的。而学生平时未用过这些专业软件,让学生掌握这些专业软件的使用,需要教师花一定时间进行培训。疫情的突发和学习任务的繁重,使在短时间内对学生进行相关培训几乎是不可能的。学生使用这些专业软件来书写结构式和反应式,需要占用大量课余时间。而结构式和反应式是有机化学语言的主要表达形式,且无法用汉语言文字来代替。也就是说,学生在泛雅平台完成在线作业、论坛发帖互动都不能顺利、随意输入结构式和反应式,意味着学生不能完成大部分在线有机化学作业,也无法进行师生在线互动讨论。这给有机化学在线学习带来了极大困难。针对这种情况,解决方案一为改变习题形式和作业提交方式。例如,教师把主观题改为选择、判断等客观题,以便学生在线作答。但有机化学的书面语言是结构式和反应式,学生不得不书写相关结构式和反应式来回答有机化学问题。因此,教师也可以要求学生先在纸上写下结构式和反应式,然后用手机拍成照片上传泛雅学习平台。解决方案二为对教学内容和作业内容进行适当调整,即先完成各类有机物的结构与命名、鉴别等内容的教学,对于有机化学反应的教学,先要求观看实验录像、教学视频、课件等,先布置客观题。解决方案三为教师像编辑习题库那样,先利用Chemidraw和Chemiwindow等软件书写好结构式和反应式,再将其转换为png、jpg等图片格式,然后上传泛雅平台论坛。学生可以下载教师上传的图片,在线上学习、作业、讨论时可直接引用。

2.2学生爱用手机上网的习惯和确保在线学习时间问题及其解决方案

大部分学生上网偏爱使用手机,虽然手机端可以顺利登录学习平台并能学习课程资源,但视频中的有机物结构式在手机屏中清晰度受影响。解决对策是:首先引导学生尽量使用电脑在线学习,并在视频观看时间内用QQ群或论坛开展课堂讨论和小测试等,用电脑可随意切换多个任务页面,而用手机切换或分屏则较费劲费时。其次,尊重学生使用手机的习惯,允许作业可以通过手机拍照在手机端直接上传至平台,教师也特意把鉴别题等不需要输入结构式的主观题改成选择和判断等题型,使学生用手机解答很方便。学生完全居家学习,由于个别学生自律性不强,在线学习时间未必能保证。解决这个问题的方法为教学视频用防窗口切换、防拖拽确保学习时间;一个教学内容设置较长或多个在线学习时间段,但要求签到并进行在线互动讨论;把通知、学习预警、资源链接等也同时在QQ群,确保平台和QQ群的手机端都会自动提醒和方便下载学习资源。对于一些学生遇到的平台堵塞等情况,学生可以利用错峰时间学习,教师尽量避免在学生学习时间上传资源到平台。

3化学核心素养培养方面的挑战和对策

课程改革一直强调“学生学会什么”,有机化学的课程目标也定位在培养学生化学核心素养上,而化学核心素养也是高职生继续学习药物化学等专业课程的基础。所以在有机化学等基础化学课程中需要认真培养学生宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科的核心素养。完全居家学习使学生有更多自主学习、探究学习的机会,但这很大程度上受限于学生学习的主动性、自觉性、学习方法等。另外,在线教学和在校教学的种种不同,给培养学生化学核心素养提出了严重挑战。

3.1培养学生实验探究意识与能力

本次有机化学在线教学包括实验教学部分,有机物的性质验证实验由于相关视频资源丰富、清晰且没有安全隐患,也有利于学生从观察实验现象上升到培养理性思维,所以将醛、酮、羧酸及其衍生物等物质的性质实验作为在线教学内容。科学探究与创新意识是指提出化学问题并形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证据推理得出结论并做出解释,对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力;是指能尊重事实和证据,善于独立思考,敢于质疑和批判不同观点和结论,提出创造性见解的品质[1]。所以在教学过程中,教师先通知,要求学生手写预习报告,写清实验录像中各实验的目的,列表比较各试剂的不同,并在线提交平台由教师检查。然后要求学生认真观看实验视频,边观看边如实记录实验现象。接着要求学生比较不同物质的化学性质,撰写实验结论,最后把完成的实验报告再次提交到平台,组织生生互评和教师评价。通过在线评价和课堂讨论以及问卷调查发现:有的学生现象记录不清晰、不完整,有的学生对现象不能做出比较和解释,甚至有的学生按照理论知识杜撰实验现象,这些问题都反映了学生实验探究能力的不足,如不能尊重客观事实,不能独立思考,不敢质疑等。通过生生之间在线评价和反馈,有利于学生获取和处理信息,基于证据推理得出结论并做出解释等实验探究能力的培养。

3.2培养学生宏观与微观之间联系的能力

物质的微观结构与性质之间的关系是有机化学课程的主要内容,而在线教学恰好能利用信息化技术充分展示物质的微观结构,如酯化反应发生过程的分子模型动画清晰地显示了化学键的断裂位置和形成过程,各种有机物分子结构模型通过鼠标操作还可以转动和放大。学生不仅可以在线观看还可以下载,这对于学生准确表达有机物结构式、认识化学反应有很大的帮助。基于化学核心素养培养的教学设计充分挖掘演示实验的教育价值与功能,设置3个递进的问题,让学生产生认知冲突,实现引课目标。通过体验、思考和讨论,使学生形成对认知冲突的问题解决导向[2]。有机化学在线教学中使用的一部分演示实验就是分子模型的动画,教师在教学视频中插入问题和在论坛中发表讨论帖,层层递进地设置关于物质结构和性质的问题,供学生在线思考和讨论。例如酯类和酸酐,先提问在结构式上有什么不同,再提问命名规则有何异同、水解时化学键的断裂与形成有何异同,最后讨论常用哪个作为酰化剂,这样逐步引导学生认识羧酸衍生物的性质及其应用,帮助学生树立有机物结构决定其性质这一化学基本理念,培养学生将微观探析和宏观辨识相联系这一化学核心素养。

3.3培养学生科学态度与社会责任感

在对新冠病毒的杀菌消毒方面,教师结合教学内容布置了相关作业题,比如酒精浓度的高低和杀菌效果的关系?异丙醇是否可以当作消毒剂使用?使用酒精消毒需要注意哪些安全事项?这些题目的设置不仅要学生掌握蛋白质变性、醇的性质等化学知识,更重要的是要学生结合当前社会热点,理解化学与社会之间的关系,能利用学过的化学知识进行客观分析,并应用到实际生活中去,这才是学习化学的重要目标。

4结语

本次疫情期间的有机化学在线教学及时解决了学习平台不兼容书写化学结构式的专业软件等信息化技术问题,注重科学探究、微观与宏观联系等化学核心素养的培养,在使用分子模型动画、实验录像等课程资源,精心设计教学,利用泛雅平台和QQ提供的互动模式等方面做了一些积极探索。在信息化技术方面,师生仍希望学习平台能提供直接输入有机化学结构式和反应式的功能,以进一步提高教学效果。在有机化学在线教学中培养变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学核心素养也需要更多探索。另外,有机化学在线教学中,两极分化现象比平常的课堂教学更明显,这也是亟须认真探讨和解决的问题。

参考文献:

[1]吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学,2017(5):3.

[2]吴新建,张贤金.基于化学学科核心素养培养的课堂教学行为分析[J].教学与管理,2017(2):115-117.

作者:施健 单位:无锡卫生高等职业技术学校