基于OBE理念的有机化学混...“五式”教学法的设计与实施_许毓.pdf

Univ.Chem.2023,38(1),6570 65 收稿：2022-05-10；录用：2022-06-16；网络发表：2022-07-08*通讯作者，Email: 基金资助：安徽省一流线上课程(2017mooc385,2019mooc006)；中国科学技术大学线上课程(2016kfkc01)；中国科学技术大学线上线下混合式课程(2020 xylkc018)；中国科学技术大学教学研究项目(2019xjyxm048,2021xjyxm060)教学研究与改革 doi:10.3866/PKU.DXHX202205040 基于基于 OBE 理念的有机化学混合“五式”教学法的设计与实施理念的有机化学混合“五式”教学法的设计与实施 许毓*，张国颖，李光水 中国科学技术大学化学与材料科学学院，合肥 230026 摘要：摘要：为解决有机化学课程教学过程中遇到的实际问题，探索因材施教的个性化培养模式，引导学生不断提升学习的主动性和解决实际问题的能力，我们基于OBE(Outcome based education)教育理念，结合中国科学技术大学有机化学课程目标和学习效果金字塔，以学生学为中心，以成果为导向，精心设计了引导式预习、精准式授课、互助式讨论、示范式点评和全程式考核的线上线下混合“五式”教学法，在实际教学运用中取得了良好成效，达到了预期目标。关键词：关键词：有机化学；成果导向教育；线上线下混合“五式”教学法 中图分类号：中图分类号：G64；O6 Design and Implementation of Blended“PTDCA”Teaching Method in Organic Chemistry Based on Outcome-Based Education Yu Xu*,Guoying Zhang,Guangshui Li School of Chemistry and Material Science,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China.Abstract:Based on the outcome-based education(OBE)and by combining with the instructional objectives of Organic Chemistry in USTC and Learning Pyramid,we have designed an online and offline blended“PTDCA”teaching method of guided preview(P),precise teaching(T),mutual discussion(D),demonstrative comments(C)and whole process assessment(A).This teaching method is student-centered and achievement-oriented,and could guide students to improve their learning initiative and ability to solve practical problems.The method has been applied to practical teaching,achieved good teaching results and achieved the expected goal.Key Words:Organic chemistry;Outcome-based education(OBE);Online and offline blending“PTDCA”teaching method 习近平总书记1在中央人才工作会议上指出，要走好人才自主培养之路，高校特别是“双一流”大学要发挥培养基础研究人才主力军作用，全方位谋划基础学科人才培养，建设一批基础学科培养基地，培养高水平复合型人才，这为新时代高等院校人才培养指明了前进的方向。因此，培养基础理论扎实、有较强的学科研究技能和创新思维能力、善于追踪学科前沿热点的高素质、复合型优秀大学毕业生成为各学科教育工作者必须思考和努力完成的教学目标。OBE(outcome-based education)指成果导向教育，亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育)，指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。OBE在1978年由66 大 学 化 学 Vol.38Mitchell和Spady 2提出后，其理念和方法被公认为是追求卓越教育的有效方式，受到世界各国著名大学的认可和重视。作为国际化程度最高、体系最完整的本科工程教育国际互认协议华盛顿协议全面接受了OBE理念并将其融入到工程教育专业认证中。2016年6月，我国高等教育正式加入华盛顿协议3，这意味着中国高等教育对于OBE理念的认可。此后，OBE理念用于高校有机化学课程教学得到较为广泛的探索和应用413，笔者在有机化学课程教学过程中，引入OBE理念，参考学习金字塔理论14，整合线上线下资源，设计了有机化学线上线下混合“五式”教学法，自2019年秋季学期开始实施，取得了优良的教学成效，广受学生认可和欢迎。1 有机化学线上线下混合“五式”教学法的提出与设计有机化学线上线下混合“五式”教学法的提出与设计 1.1 有机化学课程简介有机化学课程简介 有机化学是化学学科的一个重要分支，是以特性基为主线，研究有机物来源、结构和表征、性质与机理、制备和应用，以及相关基本理论、变化规律和方法学的一门学科，也是生物学、医学、药学和材料科学的基础。中国科学技术大学有机化学课程是面向我校化学与材料科学学院和少年班学院化学和材料科学专业大二学生开设的一门专业基础课，理论课时120学时，6学分，必修，分两个学期开设，秋季学期80学时，4学分，春季学期40学时，2学分。1.2 传统有机化学教学中遇到的问题传统有机化学教学中遇到的问题 有机化学传统教学模式多由教师讲授、学生听讲，该模式具有其自身固有的优势，但由于有机化学课程内容多，讲授课时和时间有限，无法有针对性地开展因材、因人施教问题，无法整体提升学生学习的主动性问题，无法有效提升学生运用所学知识解决实际问题的综合能力问题等。笔者在长达20多年的有机化学课程教学实践中发现，我校学习有机化学课程的学生大体分为三类：第一类是基础好的，这类学生约占修课总人数的15%，他们通常具有高中化学奥赛省级一等奖及以上奖项，期望能通过大学的学习，更加深入系统理解本门课程内容，补差补缺，进一步提升个人应用有机化学知识解释实验问题的能力；第二类是基础一般的，这类学生约占修课总人数的70%，他们通常没有化学奥赛奖项，但化学基础扎实，需花费较多时间来系统学习本门课程；第三类是基础薄弱的，这类学生人数也约占修课总人数的15%，他们因为化学基础知识薄弱，学习本课程比较吃力，其中包含重修的学生。2 有机化学线上线下混合“五式”教学法的设计理念与教学实践有机化学线上线下混合“五式”教学法的设计理念与教学实践 为解决传统有机化学教学中的实际问题，根据我校“建设世界一流研究型大学”的发展目标和“精品大学、英才教育”的人才培养定位，笔者在遵循高等教育规律的前提下，努力突破“流水线式”人才培养的局限，结合我校课程目标和实际教学经验，基于OBE现代教育理念和学习效果金字塔理论，设计了有机化学线上线下混合“五式”教学法，进一步探索实施因材施教，整体提升各类学生学习的主动性，提升学生解决有机化学实际问题的综合能力，提升学生团队合作和科研创新的能力。2.1 有机化学课程线上资源建设与整合有机化学课程线上资源建设与整合 从2016年秋季开始，我们课程团队陆续录制并在中国大学MOOC平台上线了有机化学课程完整的教学资源，获评安徽省一流线上课程，供学生课前预习和课后巩固复习使用。教学资源涵盖有机化学所有章节，共21章，188个视频，总时长1938分钟；内容包含授课视频、视频弹窗题、章课件、章测试、章作业、章思维导图和期末考题等，这些教学资源在中国大学MOOC平台上已完成至少3个完整的教学周期，受到学员们的一致好评，修课学员数量目前已突破33000人。笔者通过慕课堂小程序有效衔接线上MOOC资源和线下课堂，创建有机化学课程QQ群，为线下学生提供便利的实时讨论平台，在QQ群中及时进行各种重要信息通知、开展线上讨论、提供电子参No.1 doi:10.3866/PKU.DXHX202205040 67考书、电子课件、线下作业布置以及线上课前测试、课后章测试、章作业和期末考试等重要截止日期的及时提醒等，防止学生会忘记这些重要日期。笔者指导学生使用网上免费的谱库资源(Spectral Database for Organic Compounds，SDBS谱库)，提升学生利用谱学数据进行有机物结构表征的能力；指导学生使用我校丰富的图书馆资源，如SciFinder、Reaxys和Web of Science等数据库和多种原始文献，进行课程拓展学习和自由探索，提升学生的科研兴趣和探索创新能力，为学生进入科研实验室打下坚实的基础。2.2 有机化学线上线下混合“五式”教学法的设计理念有机化学线上线下混合“五式”教学法的设计理念 为让学生充分利用中国大学MOOC平台上的教学资源，培养学生学习的主动性，笔者基于课程目标、OBE教育理念和学习效果金字塔，将有机化学教学过程的线上和线下，课前、课中和课后有机融合：课前，教师引导学生在线上进行预习，要求学生在规定时间内完成预习测试题；课中，教师根据预习测试结果，进行精准授课；课后，学生通过线上和线下进行分组讨论、互助学习；分组讨论学习的共性问题再回归课堂，由教师引导全班同学一起讨论，并进行总结和示范点评；学生参与的每个教学环节所留下的线上线下记录，则作为有机化学整个教学过程的考核依据。因此“以学生学为中心”的引导式预习、精准式授课、互助式讨论、示范式点评和全程式考核，即为有机化学线上线下混合“五式”教学法，如图1所示。图图1 “五式”教学法示意图“五式”教学法示意图 2.3 有机化学线上线下混合“五式”教学法的教学实践有机化学线上线下混合“五式”教学法的教学实践 以引导式预习、精准式授课、互助式讨论、示范式点评和全程式考核为主线的线上线下混合“五式”教学法，已经在我们的线下课堂进行了三轮教学实践，取得优良的教学效果，具体实施过程如下，笔者在每学期第一次线下课，将本课程的章节架构、总体设计、课程内容、授课方式、成绩评定、课程要求以及慕课和慕课堂的使用方法等告诉学生，让学生首先全面了解本课程的教学安排和要求。“五式”教学法的第一个环节首先是引导式预习：课程每章学习都安排有线上自学和线下讲授，我们以上述丰富的线上资源为依托，引导学生在课前规定时间内完成慕课堂线上课前预习测试，学生根据个人情况，自由选择是否观看视频，根据前述学生分类，一类学生可以不看视频，直接进行预习测试，二类三类学生需要观看视频才能完成测试。其二是精准式讲授：学生完成线上课前预习测试后，慕课堂会立即进行批改和统计，教师在课前通过统计数据了解学生对各知识点的掌握情况以及学生的薄弱知识点，在线下课堂精准讲解重难点和薄弱点，加深学生对重难点内容的理解和掌握；同时，教师带领学生根据章思维导图梳理每章内容框架，以弥补MOOC学习碎片化的可能缺陷。其三是互助式讨论：在课后，每章结束组织学生进行分组讨论和线下作业，学生按照五人一组进行分组，每组中基础好的学生1个、中等3个、薄弱的1个。每次讨论和作业前，每位学生需准备1道与本章内容相关的综合性习题，鼓励学生从文献、参考书或竞赛题中寻找，拓宽学生的视野，题68 大 学 化 学 Vol.38目交由教师和助教进行汇总和筛选，题目分为A(基础题)、B(提高题)、C(高阶题)三级，布置给各小组完成。学生可以自主选择完成A+B(约70%80%学生选择)或B+C(