制药工程专业有机化学在线教学设计实践

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摘要：在分析民族院校学生学情的基础上，对制药工程专业有机化学课程进行基于OBE理念和新建构主义学习理论的在线教学设计与实践。以雨课堂为教学平台，以学生自主学习为中心，教师起指导作用，为学生提供多模态学习资源和环境。逆向设计教学，优化教学过程，将思政教育融入课堂，并建立形成性评价体系，以持续改进教学。该教学模式提高了学生课堂参与度和自主学习能力，更有利于学习目标的达成，保证了在线教学质量。

关键词：制药工程专业；有机化学；OBE理念；新建构主义；雨课堂

制药工程专业是现代医药的支柱产业，也是21世纪重点发展的战略产业[1]。有机化学是制药工程专业学生的重要通识课程，学习效果对后续专业课程的学习至关重要。本学期笔者基于OBE理念和新建构主义学习理论，对有机化学在线教学进行了设计和实践，并将思政教育融于课堂，重视学生知识、技能和素质的培养。

1教学理论介绍及教学方法优势分析

1.1OBE理念和新建构主义理论

OBE（Outcome-basedEducation，成果导向教育）是一种以学生学习为中心的教育理念，于1981年由Spady等提出，已成为世界各国教育改革的主流理念[2-4]。该理念以学生为主体，强调学习成果而不是课程教育内容，学习成果可以用整个学习过程中的学习态度、获得的知识和技能来衡量，为达成预期学习目标，教学活动和内容都应该反向设计，严密组织和不断改进[5-6]。事实上，OBE理念已成为目前我国工程教育专业认证的主流教育理念，可使学生高效达成学习目标[7]。新建构主义（NewConstructivism）学习理论提出了网络时代“零存整取”式学习策略，将“为创新而学习、对学习的创新、在学习中创新”作为“互联网+”时代学习的首要目标，指出学习和创新是一个完整的过程[8]。“互联网+”环境下，有机化学教学中引入OBE理念和新建构主义学习理论进行教学设计，以培养学生终身学习能力、创新思维和意识，满足工程教育认证对学生知识、能力和素质的要求[9]。

1.2教学方法优势分析

1.2.1学生学习目标明确OBE理念采用逆向教学设计方法[10]，结合新建构主义学习理论和工程教育认证下的制药工程专业人才培养目标，以学生为主体，从学生角度出发，设计课程教学大纲，优化知识结构、教学过程、课程评价标准。按布卢姆认知目标分类理论，将认知领域的目标分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造[11]，学生对知识领域目标以及对应的能力和素质目标都非常明确。这有利于充分发挥学生的主观能动性，调动课前、课中和课后学习的自主性，实现自我成长目标。

1.2.2多模态学习资源和环境选用学堂在线（雨课堂）平台开展教学，辅以多种在线教学资源以及QQ群等，为学生提供多模态学习资源，搭建有利于实现学习目标的平台。雨课堂是嵌入在Powerpoint软件的面向高等教育的智慧教学平台[12]，最新上线的版本支持多种画面来源组合，操作简单，直播、弹幕、随机点名、自动统计、师生互动、信息反馈等功能强大。该平台将课前、课中和课后学习有机结合，帮助学生通过反思学习结果和学习过程进行内部协商与意义建构[13]。同时，教师利用QQ群为学生提供多种教学资源，如网易云课堂、中国大学MOOC、精品课程网站等，学生根据自身水平和兴趣自主选择，开展个性化学习。QQ群的“投票”功能便于教师随时对学生进行问卷调查，掌握学生的学习动向；“作业”功能便于提交、批改作业，其优点是教师可在作业上进行标注，系统即时反馈批阅结果，学生能及时查看并更正错题。教师通过互联网向学生提供学习资源和拓展资料，供其自主选择学习，“零存整取”。基于新建构主义的学习有利于学生完善自己的知识体系，实现知识的内化，提高适应社会能力，为实现个人价值和可持续发展打下坚实基础[8]。

2有机化学在线教学改革的必要性

2.1学生学情分析

多年来我校制药工程专业学生有机化学期末考试不及格率在40%左右，近半数学生对有机化学知识掌握效果不佳，导致后续专业课程如药物中间体合成、药物化学、药物合成实验等学习困难，不利于制药工程创新型人才培养。我校2019级制药工程专业少数民族学生占59.8%，各地区学生入学成绩悬殊。一项对我校制药工程专业学生近3年高考选考有机化学的调查显示，高考未选考有机化学的学生人数逐年增加，2019年达45.7%（见图1），表明学生有机化学知识储备差异较大。2019级制药工程专业学生对四大基础化学难度认知的调查显示，学生对有机化学难度的认知差别较大（见图2），学习需求更加个性化和多样化，传统教学模式无法满足学生的学习需求，急需改进。

2.2人才培养和在线教学的需要

工程认证背景下的学生培养方案，对学生知识、能力和素质提出了新的具体要求，传统授课模式无法满足新工科人才培养需求。受肺炎疫情影响，学校延期开学，有机化学课程以在线教学形式授课。虽然师生通过电子设备能够面对面交流，但受限于师生分离、网络、设备质量以及学生很难长时间集中注意力，教学效果有限。另外，民族院校多数学生自主学习能力缺乏，自我管理能力较差，若继续采用传统授课方式，在线教学极易变成教师面对电脑自言自语。基于OBE理念和新建构主义学习理论的教学模式能充分体现学生的主体作用，有利于提高学生的课堂参与度，有效避免课堂上“人机分离”现象。

3教学模式

3.1在线教学模式及问题处理

根据民族院校学生身心特点和地区分布（有少数学生网络不稳定）、开课前反复测试结果以及学生的体验效果，本课程选用学堂在线（雨课堂）进行教学。结合学习成果目标，在线教学模式见图3。课前，任课教师利用雨课堂预习课件（内置的MOOC视频可免费使用）、预习测试题及文献资料查阅任务。雨课堂协同教师统计视频观看和题目预习（客观题可自动批阅并统计答题结果，主观题由协同教师批改，任课教师检查）情况，对预习结果进行统计，收集难点和疑点，汇总问题并及时汇报给任课教师，实现了学生的自主学习，教师起指导和监督作用。根据学生预习及反馈情况，将在校教学转变为讨论、重点难点强化和答疑的过程，通过讨论区反馈、课堂讨论、任务完成后的讲解等多种方式促进学生的参与和互动，促进分析能力的提升。为防止学生课上“人机分离”，除讨论和任务讲解外，教师还随机题目，随机点学生回答，实时掌握学生课堂学习动态，确保学生参与学习。课后教师通过QQ群布置作业，利用雨课堂组织在线测试，同时要求学生画出每章的思维导图、完成课程论文，培养科学思维、归纳和总结能力。雨课堂教学中学生反映有卡顿现象时，可选择辅助教学平台。腾讯课堂便于学生直接发言进行课堂讨论，或者通过聊天区反馈，且能生成回放，但有卡顿掉线情况；腾讯会议画面流畅，语音清晰无卡顿，网络信号较弱的学生也能进行交流讨论，但不足之处是学生课后不能通过回放来复习。对此，笔者在预习PPT中加入课堂内容的讲解语音，在雨课堂，使学生课前课后都可播放，给学生提供多模态学习资源和环境。

3.2思政教育融于有机化学课程教学

指出“高校立身之本在于立德树人”[14]。制药工程专业学生将来从事药品生产工作，这对其道德素质要求很高。有机化学是制药工程专业大一学生的重要通识课程，笔者在讲授专业知识的同时，从育人角度挖掘有机化学蕴含的思政元素，并巧妙融入课堂，引导学生树立社会主义核心价值观，以实现素质教育目标。在第一章，要求学生查阅并讨论我国古代的有机化学知识，如周王时代已知用胶、汉朝发明了纸、《神农本草经》记载了几百种重要药物等，增强民族自信，坚定为中华民族的伟大复兴而努力奋斗的决心[15]。每章开始讲授新内容前，用3分钟时间探讨与本章内容相关的中外著名科学家致力于科学研究的事迹（如第1章中维勒、贝采里乌斯、拉瓦锡等对有机化学发展的贡献，第3章中硼氢化反应的发现者布朗，第6章中在梦里发现了苯的结构简式的凯库勒和提出“共振论”的鲍林，第7章中国际量子分子科学院院士休克尔，第8章中发现青蒿素的屠呦呦，第12章中黄鸣龙等），引导学生学习他们勇于探索和创新的精神，培养科学素养，以达成思想道德和素质教育目标。同时，在课堂中巧妙融入中国古典文化，对学生进行人文熏陶。如第1章开始以《礼记》中的“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”指出学好有机化学的方法；课间或课程结束后结合本章内容分享中国的爱国志士如陆游“位卑未敢忘忧国”、“为中华之崛起而读书”以及屈原、文天祥、林则徐、秋瑾等的名言警句，潜移默化中对学生进行爱国主义教育。

4学生学习目标达成度和教学评价

4.1学生学习目标达成度

每章结束后，对该章知识目标达成情况进行问卷调查，建立学生学习目标达成情况档案。对每章的学习目标逐一落实，根据学生反馈进行多种形式的交流互动，实现个性化指导，激发学生对有机化学的学习兴趣，实现自主学习能力的提升。前3章的统计结果见表1，学生普遍认为基于OBE和新建构主义学习理论的在线教学有助于知识目标的达成，也有利于能力和素质目标的达成，为该课程的后续学习打下了坚实基础。对于部分及完全未达成学习目标的学生，进一步通过学习互助小组、课后辅导及提供多模态学习资源，帮助其逐步达成学习目标。

4.2初步建立教学评价体系

在线教学中，综合利用雨课堂学情分析、即时反馈和测评、QQ群投票、作业、问卷调查等功能，促进个人化的意义建构和学生高阶思维的发展[13]。评价指标权重见表2，每个指标加权后总分均为100分，通过形成性评价体系，综合观察和评价学习效果，发现问题及时反馈，进行内部协商和意义建构，帮助学生达成课程目标，并且有针对性地加强学习。

5结语

基于OBE理念和新建构主义学习理论，利用雨课堂平台开展制药工程专业有机化学在线教学，学生参与度高，自主学习兴趣浓厚，学习目标达成度高。该模式也适合线下课堂教学，不过在教学实践中还需要不断探索和完善，以期提高教学质量，为我国制药行业精准输送高素质人才打下坚实基础。

作者：康淑荷 苏琼 王欣 单位：西北民族大学化工学院