河南工业大学化学化工学院创新物理化学教学模式,针对物理化学传统教学课堂学生参与不够、无法调动学生兴趣的教学问题,探索出“多种教学方法教学手段相结合的课堂教学为主+课下在线学习为辅助”的混合式教学方法,对物理化学教学内容包括理论课与实验按照与工程实践和创新能力相结合进行吐故纳新,以新颖或变化的教学方式进行教学,突出以学生为中心,成果为导向,加强对学生学习过程的管理,具体从以下七个方面进行陈述。

首先,以“新而精”加特色的原则和教法与教学内容相匹配的原则对课程资源进行精选、优化及拓展。“新”指将新的学术思想、内容、方法及应用等及时纳入教学,以适应科学技术发展的需要;“精”是在融会贯通教学内容的基础上,挑选最基本的内容、方法及典型应用进行教学;课题组成员通过研讨,精心组织教材,科学处理教材,通过相关的参考资料、网上资源等对教材进行有益的扩充和拓展。通过课题组的研讨,针对不同的教学内容采用适宜的教学方法(教学方法与教学内容高度相关,教学方法与学生的学习方法相匹配)。

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其次,确定教学资源的利用时机和利用方式,选择合适的教学方法。采用线上线下相混合的教学模式,先学后教,课堂教学以探究-互动为主打破教案教学常规做法,实施对学生自主探究、主动学习的指导,将课内与课外相结合,探究与教材教案相结合,学生自主学习与教师讲解诱导相结合、课本知识与生活实践、科研实践相结合,知识技能与能力素质的培养相结合,形成全方位、多渠道、多角度的“立交桥”,让学生自主探究主动学习,亲身体验知识形成的过程. 在自主互动探究的学习中,不断提升学生的创新能力,在过程中学会学习,学会创新.通过具体实验实践,反思、改进、提高、完善,形成最优教学方案。教学中突出逻辑思维能力的培养,注重理论联系实际创新能力的培养。课堂教学组织形式以学生为中心,教学方式以启发式、互动-探究为主,以做中学、反转课堂、自主学习、向探索性学习和研究方式转变,向探究性教学等方式转变,实现多种教学方法的混合使用,灵活应用。教学方法体现先进性与互动性,大力推进现代信息技术与教学深度融合,积极引导学生进行探究式与个性化学习。

第三、教学设计上提升高阶性。课程教学设计中坚持知识、能力、素质有机融合,设计出为培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维的综合性题目或大作业。设计课程内容注意将知识引向一定的广度和深度,突破习惯性认知模式,培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力;增加挑战度。课程设计增加研究性、创新性、综合性内容,加大学生学习投入,科学“增负”,让学生体验“跳一跳才能够得着”的学习挑战。

第四、建立了测点完备、题型多样、难易程度级别合理、题量分布类型广泛的试题库,编制了参考答案及详细的思路解析,便于学生学习和检验学习效果。

第五、在网络学习空间,建立了内容十分丰富的《物理化学》和《物理化学实验》两门课程,目前教学资源有:不同层次的《物理化学》及《物理化学实验》教学大纲;三套不同层次的《物理化学》多媒体教学课件;《物理化学》电子教案;物理化学实验数据处理的程序及模拟仿真实验;物理化学实验多媒体教学课件;物理化学实验指导书;物理化学试卷集,全册、上册、下册试卷共28套; 主讲教师的部分教学视频;物理化学教学参考书PDF版;物理化学分章节测试题及思考题物理化学重点难点(国家级教学名师谈及教学视频等);考研辅导资料(复习纲要,章节辅导等),爱课程网的物理化学课程链接等,便于学生选择学习;在超星学习通平台建设物理化学课程和物理化学实验课程,搭建物理化学虚拟仿真实验教学“云平台”,制定开启云端实验实施计划,准备了精品课程建设的详备资料,运用多个平台混合式教学,用实际行动战疫情,与线下教学同质。还建立了班级物理化学微信群,在线答疑,及时在线解决学生在学习过程中的疑问,实现了网上互动教学。有机组合课堂教学即面对面教学及在线学习,发挥面对面教学及在线学习的优点,优势互补,提高学生的学习能力,促进学生深层次学习,提高我校毕业生的核心竞争力。

第六、融入思政元素,实施“课程思政”。作为“化学中的哲学”学科,其思维教育方面独具魅力,在课堂上讲授一些科学发展史,介绍科学家的奇思妙想、失败与成功的经验等,启迪学生心智。梳理课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,融入课堂教学各环节,启发学生的思考与共鸣。在课程中体现中国元素,充分挖掘中国科学家对物理 化学学科发展的重大贡献,引导学生感知他们求真求实的科学精神和追求理想的科学品质。

第七、完善物理化学考核及成绩评定:学习成绩根据单元测试(10%),单元作业(10%),学生课堂汇报讲解(10%)、模块思维导图绘制(10%)和期末考试(60%)进行评定;期末考试成绩根据试卷参考答案和评分标准进行评阅。

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这七个方面相辅相成构成了以学为中心的物理化学创新教学模式改革。通过这样的教学方法改革,学生参与度高,课程受到学生一致好评,能够较好地完成教学目标,期末卷面成绩比平行班级高出7.6分,学生考研通过率100%;深造率达到51.3%,学生在全国化工设计大赛、挑战杯、全国大学生化学大学生化学实验创新设计竞赛等大赛中多人次获得奖励; 相关课程在河南工业大学本科课程评估结果为特优,支撑物理化学全线上教学被评为河南省本科教育线上教学优秀课程一等奖,《突出新工科理念的物理化学线上线下混合式教学研究与实践》等研究获得获河南省教育信息化成果一等奖,《突出思政育人元素的物理化学线上线下混合式教学研究与实践》获河南省教育信息化成果创新应用类一等奖。