【摘  要】：《物理化学与胶体化学》是我校环境科学与工程的公共基础必修课。然而，在传统教学实践中，物理化学的教学方式面临着诸多挑战，如学时紧凑、理论内容繁重且抽象、教学过程以老师“教”为主，学生是被动学习，缺乏主动意识，而“MOOC＋SPOC”混合式教学强调以学生为主体，充分考虑学生自主学习的能力，旨在培养学生在课程学习过程中的团队合作与创新能力，提升物理化学课程的教学质量。学习过程中，学生的主体地位和教师的主导作用得以充分体现，获得的教学经验对于未来课程教学有很好的借鉴意义。利用中国大学 MOOC 平台和雨课堂，构建物理化学与胶体化学课程线上线下混合教学模式，从教学方法设计、课程教学、教学效果评价等几个方面探讨物理化学课程教学改革。

【关键词】：物理化学与胶体化学；教学改革；MOOC；SPOC；混合式教学

DOI：10.12417/2705-1358.24.09.031

1 混合式教学与翻转课堂

教育部于2015年正式发布了对于强化高等学校在线开放课程建设应用与管理的相关指导意见，其核心目标在于深化信息技术与教育教学的融合，以推动优质教育资源的广泛应用与共享，从而全面提升教育教学质量。MOOC是这场教育教学革新的标志性产物，它面向全球学习者进行开放，突破了传统课堂教学的时间与空间的限制，提供了更为灵活和碎片化的学习体验。近年来，MOOC在我国迅速发展，对高等教育领域产生了深远的影响。然而，如难以确保学生在线学习的真实性和对学生学习过程的监管是MOOC面临的最大挑战。为了解决这些问题，SPOC（小规模限制性在线课程）应运而生，是在MOOC基础上的进一步深化和发展的教育产物[1]。但大多数SPOC课程比较零散、不系统，体现不出SPOC课程学习的独特优势，且老师与学生之间的互动还是未能充分调动起来，以学生为主体的课堂地位也无法很好地凸显。“MOOC＋SPOC”混合式翻转课堂教学模式则是一种创新的教学实践，它将MOOC的优质教学资源与传统课堂教学的优势相结合，并融入了“翻转课堂”和“微课”等现代教育理念，实现了学生“先学后教”的自主学习模式。利用SPOC可以构建灵活有效的教学方式，实现线上和传统课堂的完美融合，提高教学质量。

2 环境专业《物理化学与胶体化学》课程教学中存在的主要问题

《物理化学与胶体化学》课程深入应用物理学的原理和方法，以揭示物质体系化学行为的内在机制、规律及实践方法为核心。这门课作为一门核心基础课程，其重要性不言而喻，学生的掌握程度会直接影响后续专业课程的深入学习。然而，该课程知识体系庞大且复杂，涵盖了热力学、动力学、电化学、表面化学以及胶体化学等诸多细分领域。这门课程因其特有的复杂性，如繁冗的公式、严苛的应用前提条件、严谨的逻辑结构及抽象而晦涩的理论概念，如可逆与不可逆过程、卡诺循环与熵增原理、偏摩尔量以及化学势等，长期以来既是教师教学过程中普遍反映的痛点，也是学生学习的挑战[2]。而在快节奏的多媒体教学环境中，学生反映难以同步消化新知识，导致思维跟不上教师节奏，形成被动接受局面。尽管教学方法有所革新，如引入启发式教学，但实际操作中教师仍主导课堂，学生难以深度共鸣。因此，学生对课程产生畏难情绪，课堂专注力难以维持，整体课堂效果不佳。

传统的考核评价体系过分强调单一的考试结果，即“一卷定终身”的方式，这种策略严重忽视了对学生学习过程的全面评估，导致学生在学习中缺乏持续的积累和深入的思考，而在侥幸心理作用下，寄希望于考前临时突击来应对考试。这种学习方法会导致学生对知识的掌握显得短暂、凌乱且浮于表面，无法真正理解和运用所学内容。因此，我们有必要对传统的考核评价体系进行改革，引入更多元化的过程评价方式和标准，注重对学生学习过程的考查和评估。这不仅可以激励学生更加注重平时的学习和积累，还可以帮助他们建立更加扎实和系统的知识体系，提高学习效果和综合素质[3]。

尽管基于MOOC的翻转课堂在教育实践中展现了诸多潜在优势，但其实际成效却受到多重因素的影响，特别是班级规模以及学生个体在自主学习方面的能力和意愿。例如，在规模较大的班级中，由于课堂展示的机会有限，学生的参与度可能相对较低，这可能导致学习效果的不均衡。因此，教师在实施翻转课堂时，应当充分考虑班级规模和学生的个体差异，采取相应的教学策略，以确保每个学生都能从中受益。随着线上线下小班混合教学模式的引入，这一局面得以改善。它不仅为学生提供了更加灵活的学习时间和空间，让他们能够根据自己的节奏和兴趣进行学习，同时也为线下课堂带来了丰富多样的教学创新机会，如深入讨论、知识拓展和翻转课堂等。

3 基于MOOC/SPOC的混合式教学的实践方法

本课程充分利用了中国大学慕课网上的物理化学MOOC资源，依托我校物理化学课程组长期的教学改革与实践经验，对教学内容和模式进行了深入的改革和探索，并充分发挥了SPOC的优势，实施了线上与线下紧密结合的小班混合式教学模式。在《物理化学与胶体化学》的教学改革中，我们以我校环境专业的大二本科生作为改革试点对象，将原本的大班授课拆分成3个小班进行教学，便于灵活开展教学改革与实践，为学生提供自主学习的平台，有效节省了课堂上赘述基础知识的时间，教师可以将更多的精力聚焦在重点、难点的课堂讨论环节上，通过学生交流、讨论和教师引导、点拨，凸显学生的主体地位，从而改善互动效果和提高教学质量。

依托此课程，老师们大力推动线上线下混合式教学改革，改变原本的传统教学模式，对课堂进行翻转，探索学生的自主学习模式。教师们始终贯彻“以学生为中心、以结果为导向”的教学理念，从学生的需求出发，不断丰富、整合各类教学资源，并通过课前线上预习、线上自主学习、线下讲解知识点、雨课堂课后章节测试巩固、分组讨论展示、讨论区互动、QQ群线上答疑等多种教学手段相互配合，使得教师深度参与学生学习的全过程，做好引导、管理与评价[4]。基于MOOC+SPOC的混合教学模式，充分发挥课下线上的自主性和课上线下的有效性，充分激发教师的教学热情和潜能，满足学生个性化学习的需求，坚持以学生为本的教学理念，致力于提高《物理化学与胶体化学》课程的教学效果和教学质量。

此外，老师们在课程考核方面做出了重要改革，建立了严格的考核评价体系，将期末考试占主导的模式变为线上线下全过程考核，并弱化期中、期末考试所占的比例，突出对平时过程考核的重视，且更关注学生自主学习能力的培养。主要采取以下多重手段实现对教学的优化设计，强化学生的学习效果：

在课前阶段，教师提前给学生提供学习清单（预习PPT和慕课视频），提出问题，布置预习任务，学生在动力和兴趣的驱使下有针对性地进行自主预习，并在学习平台上与教师进行沟通交流，确保学生的疑问可以及时得到解答，同时保证学生能够带着问题进入到线下的学习过程中。老师主要做的准备工作在于，对知识体系进行重构，突出重点，突破难点，让学生有信心去克服畏难情绪。

在课中阶段，教师通过发布“进门测”的形式对学生的课前预习情况进行抽查，再对课程中的重难点进行深入解析和讨论。可针对学生的接收能力和不同章节教学内容的难易程度，对整个课程内容进行精细化分析，把教学内容解构为多级学习模块，然后对知识点进行相应的整合和分割。例如在讲到第一章热力学，相应内容划分为一级知识点（热力学四大定律）和二级知识点（热、功、焓、熵、吉布斯自由能等），采用层层递进的方式来学习。课下发布讨论任务，学生以小组为单位，针对理论知识相关的科技前沿问题进行汇报展示，引导学生深入理解和掌握相关物理化学原理，了解科技前沿，并有效增强学生间团结协作的情感目标。教师为学生的陈述进行点评并做到有效延伸，重点培养学生的学习积极性与主动性，促进学生对所学知识进行内化和拓展。同时，注重在课程各个章节全方位融入德育课程元素，实现全方位协同育人。

在课后阶段，学生就还难点与教师进行线上答，或在慕课讨论区互动沟通。同时教师通过课后雨课堂测试和慕课章节测试，强化巩固学生对于知识的理解和应用，动态检验每个同学的学习情况。同时，也要注重与学习得不太扎实的学生进行课下交流与讨论，帮助个别学生能够尽快跟上班级的整体学习进度。师生互动贯穿教学过程中的每一个环节，充分激发学生的主观能动性，培养学生自主学习能力和解决实际问题的能力，让学生了解到与自己专业背景相关的科研前沿，并通过问题提出、文献查询、及解答问题的整个环节提升学生的科研素养和兴趣[5]。

将SPOC引入物理化学课程，是将浅层的学习内容，包括基本原理和概念介绍，转移至课外线上MOOC课堂，学生根据自己的时间及实际需求进行必要的、灵活的学习；线下课堂上，教师精简讲授内容，学生通过分组进行专题讨论和案例分析，通过主动思考、团队协作和师生互动，进一步培养学生的综合能力。这一模式真正体现了以学生为中心、以能力培养为核心的教学理念，推动了教学模式的深刻转变。

4 以能力为导向的考核评价体系的效果评价

在探讨环境科学专业学生成绩提升的背后，我们深入对比了实施混合式教学考评体系前后的物理化学成绩变化。这一变革不仅显著体现了教学模式对学生学习成效的直接影响，更揭示了教育创新的力量。

回溯至2018级以前，学生主要接受的是传统全线下大班教学，受限于教学规模，无法有效展开展讨论课，也没有真正发挥慕课的引导作用。然而，自2019级起，我们引入了MOOC+SPOC小班混合教学模式，并依托学习通线上平台，为学生提供课外阅读资料、拓展视频教程以及教学重难点小结等丰富的学习资源。同时，线上成绩正式纳入考评体系，这不仅提升了学生对线上学习的重视程度，也显著提高了学习的质量和效率，进一步激发了学生的自主学习动力。进入2020年，我们在原有基础上进一步丰富了线上资源，增加了章节内容导图、预习任务单、雨课堂课前课后小测、电子教材、习题解析及题库等，同时增设了多个章节讨论任务点。这些举措不仅拓宽了学生的学习视野，也为他们提供了更多样化的学习路径和选择。相比于改革之前，经过3年教学改革，学生的总成绩优秀率得到了明显提升（由6%逐渐提升到了15%），不及格率也稳步下降了4%。这充分证明了混合式教学考评体系的有效性和可行性。通过问卷调查，我们了解到学生的自主学习能力和综合素养得到了显著提升，他们普遍反映线上教学资源对理论知识的理解和应用起到了积极的促进作用，同时也感受到了教师线下授课的精准与高效。更为重要的是，混合式教学模式结合小班教学策略，使得每位学生的参与度得到了强化，主体地位得到了凸显，而教师的主导作用也得以充分发挥。这种启发式、互动式与讨论式相结合的教学方式，不仅激发了学生的主观能动性，也为其创新能力的培养奠定了坚实的基础[6，7]。综上所述，混合式教学考评体系的实施，对环境科学专业学生的物理化学学习产生了深远的影响，不仅提升了学生的学习成绩，更提高了他们的学习质量和综合能力。这一教学模式的创新与改革，无疑为今后的教育探索提供了宝贵的经验和启示。

5 结论

利用中国大学慕课平台物理化学MOOC课程，同时结合慕课堂和SPOC的教学模式，成功开展了物理化学的混合式教学改革。实践证明，这种混合式教学模式极大地激发了学生的学习热情，帮助他们更深入地理解物理化学的理论知识，并在一定程度上促进了学生综合能力的提升。这种教学模式不仅顺应了信息化时代的发展要求，更重要的是，它真正激发了学生的学习动力，为提升教学质量开辟了新的道路。未来，我们将继续汲取其他高校的成功经验，充分利用在线课程和先进的智慧教学工具，对课前准备、课堂互动和课后复习等各个教学环节进行更为细致的优化设计。我们将不断探索提升教学质量的新途径和新方法，致力于培养出更多具备高素质的人才，为高等教育事业和社会发展贡献力量。

参考文献：

[1] 任春霞，邵辉莹，杨广成，等.新工科背景下物理化学混合式教学研究与实践[J].现代教育与实践，2024，6（3）.

[2] 徐涵，徐雯.基于成果导向的线上线下混合教学模式在物理化学教学中的应用[J].黄山学院学报，2023，25（03）：116-119.

[3] 牟新利，祁俊生，付川等.环境科学专业物理化学教学改革探讨[J].内蒙古石油化工，2009（24）：113-113.

[4] 鲁立强，帅琴，李季，等.基于中国大学MOOC､慕课堂和QQ群三结合的分析化学课程在线教学实践[J].大学化学，2020，35（05）：15-18.

[5] 曾艳萍，黄齐林，谢建新，等.基于线上资源和平台的在线教学实践——以电化学基础课程教学为例[J].大学化学，2020，35（05）：141-146.

[6] 温会玲，唐林，赵继宽，等.物理化学实验线上线下混合式一流课程建设[J].化学教育（中英文），2024，45（06）：16-22.DOI：10.13884/j.1003-3807hxjy.2023040175.

[7] 刘威童，汪潇潇.混合式教学满意度影响因素研究[J].现代教育技术，2019，29（1）：107-113.

课题：基于“MOOC+SPOC”的《物理化学与胶体化学》小班教学研究与实践

项目来源“项目名称”：国家自然科学基金青年基金，22209053

第一作者简介：姓名：丁聪，1988；性别：女；民族：汉族；籍贯：湖北省荆门市；学历：博士研究生；单位：华中农业大学化学学院；职称：讲师；研究方向：电化学储能材料；邮编：430070