公安院校“普通化学”教学模式选择的探索与思考

公安院校“普通化学”教学模式选择的探索与思考

孙志娟1，徐金球,2

（上海公安学院 上海 200137，上海第二工业大学 上海 201209）

摘要:

在建好建强地方应用型大学的背景下，公安院校需明确学科发展思路，找准基础课程在强化基础素质中的定位，全面加强基础理论教育。以上海公安学院为例，从学情、教学方法、课堂设计等几个方面，探讨了影响“普通化学”教学模式选择的因素，分析了线上和线下教学各自的优缺点。对打造线上线下混合式教学提出了建议，即发挥智慧教室“圆桌”优势，增设学生讨论环节，守牢线下课堂思政融入的主阵地地位；发挥线上作业发布和批阅的优势，根据学生的不同认知水平发布作业，以期打造更适合公安类院校、军校等应用型院校的基础类课程教学的教学模式。

关键词:普通化学教育；公安院校；教学模式

中图分类号：G64     文献标志码：A

目前国内普通高校“普通化学”教学主要采取的是教师满堂灌的传统教学方式，教学形式单调，手段单一化，学生基本上整节课都处于被动接受知识的状态，课堂气氛不活跃，导致上课时学生的积极性很难被调动，学生的创造性和发散式思维也会被限制，这对培养学生的独立思考能力和创新性思维是非常不利的。重点高校的“普通化学”教学一般会很注重学生的自主学习能力的培养，提倡教师们更多的运用启发式教学，鼓励学生课余时间查阅文献，提高学生的独立自主学习、探究能力。课堂上教师主要是针对重点问题的讲解，并且针对课程中的难点有针对性的提出问题，引发学生去思考，提高学生的化学思维能力，同时也能做到将新旧知识很好的衔接[[1]]。

我校也鼓励教师在课堂上多运用启发式教学方法、翻转课堂等方式教学，但是在具体实施过程中发现了一些问题，由于课时量的限制，学生基础参差不齐，学生课余时间相对较少，上网不方便等原因，即便是教师留了开放性的作业，学生还是较多的依赖教师的讲述，难以展开真正意义上的研讨，与真正意义上的学生为主的课堂教学目标还有一定的差距，针对以上情况，将从普通化学课程本身的特点、学情、教学目标等，结合线上、线下教学的优缺点进行分析探索，以期找到合适的教学模式。

1课程设置及教学设计

1.1课程设置

“普通化学”课程共48学时，其中理论课程42学时，实验课程6学时。选用的教材是张思敬主编的《大学化学》（第二版），教材共13个单元，教师主讲书本上的前11个单元，内容涵盖了微观物质组成及结构特点、反应动力学和反应热力学等内容，其中第12单元“生命活动与化学”和第13单元“绿色化学”因内容较为简单，难度系数不高，在学生自学能力范围内，采取将学习内容上传至超星学习通，学生自学的方式开展。

1.2学情分析

生源基础好坏不一。学校招录刑事科学技术专业本科生时的报考要求是高中阶段选修过物理、化学、生物三门中的一门即可，其中必然会有部分学生高中阶段没有选修过化学，这可能会导致部分没有选修化学课程的学生化学基础知识薄弱，直接学习普通化学知识会有一定的难度，而另外一些在高中阶段就选修过化学课程的学生的基础知识相对来说可能较为储备较为丰富。

1.3教学目标

对非化学专业学生而言，学习“普通化学”的主要目的不是为了学习高深的化学理论知识，而是为了掌握基本的化学理论，为进一步学习专业基础知识打下基础，是将来构建专业知识大厦的基石，更是为了让他们可以在日后的学习和工作中用化学的眼光去看待问题、分析问题和解决问题[[2]]，对非化学专业学生而言思维甚至比知识本身重要，尤其是对于本校刑事科学技术专业的学生而言，“普通化学”课程的开设一方面是让学生掌握化学基本理论知识和技能，使学生了解化学在公安工作中的应用，另一方面为学生进一步学习公安专业课程奠定基础，学生在日后的工作中，能够用化学的眼光去看待、分析拿到的物证，学会用化学理论结合所学的公安专业基础知识去解决遇到的问题。

1.4教学方案分析设计

基于人才培养目标和学情分析，确定了教学目标，分析了线下、线上课堂遇到的不同问题，对线下教学过程中遇到的问题，在设计线上课堂教学时进行了优化设计，从学生对课堂的反馈评价、学生期末考试成绩来看，线上课堂教学模式取得了不错的效果。

1.4.1改进课堂教学模式，线上教学初显成效

受到新冠疫情的影响，大学开学延迟，为了既能满足疫情防控需要又能保证“停课不停学”，2019级学生在开学之前主要是通过观看超星学习通上相关的课程视频进行学习。为了适应线下到线上教学形式的转变，反思和改进了线下教学存在的缺陷，设计了适合线上课程的教学模式。据统计，疫情期间我们共发布了张思敬主编的《大学化学》教材内容的前五章教学内容的视频讲解和相应的PPT，视频一共304.4分钟，视频讲解时注重分层教学，高中阶段未选修化学的同学可以学习第一个层面的课程，讲解涉及到课程的最核心的知识点，讲述更详细；有一定基础但是相对较差的同学可以学习第二个层面的课程，简单知识点带过，对重难点进行详细讲解；对于基础好的同学可以学习第三个层面的课程，即主要讲解课程重难点，引入相关科技前沿，激发学习兴趣。

在下一周上课之前助教老师负责将提前录制好的课程视频上传至超星平台，学生可以提前预习，遇到不懂的问题可以在超星平台的讨论板、微信群提出，同学们在公开平台提出的问题，其他同学看到后也可以提出自己的见解，同学们之间相互讨论中可以解决部分问题，节省部分讲授时间，便于课堂上教师更有针对性的对学生不理解的知识点进行更细致的讲解。教师在线上讲解之前，首先用提问的方式检测学生的线上学习效果，然后是新知识点的讲解，为了让学生能够课下预习，学生在讨论板上发出的讨论等，将会作为“活跃度”影响学生成绩，新课上教师讲解主要针对学生在微信群、讨论板上讨论较多的、靠学生自己还未得到解决的疑难点进行系统的讲解。线上教学过程中我们发现学生与教师的互动也变得频繁，遇到不懂的问题，学生可以及时反馈，使问题及时得到解决，基本上可以做到问题“不过夜”。课后作业除了传统的课本上的作业之外，针对一些科技前沿问题，偶尔教师留一些学生需要上网查阅文献才能撰写的小论文（疫情期间学院为方便教师和学生科研，购买了“知网研学”APP，保证师生在家也可以很方便调用中国知网的文献期刊资源）[[3]]。

以“浓度对化学平衡的影响”一节具体说明线上授课的模式。

图1 线上教学模式

Fig.1 Online Teaching Mode

观看线上教学视频，课前预习。同学们在课前已经学习了教师在平台上传的课程视频，预习了影响化学平衡的几个因素等相关内容，学生前期的学习让他们对化学平衡的概念有了一定的了解，本节课的难点在于让学生学会定量计算。

检测知识掌握情况，课中讲解。课上教师先带领同学们再次熟悉反应商与平衡常数之间的关系：当J > Kϴ时，平衡向逆反应方向移动；当J = Kϴ时，平衡不移动；当J < Kϴ时，平衡向正反应方向移动。即勒夏特列原理，平衡总是向着削弱改变的方向移动。有了该定性认识，接着讲解浓度对化学平衡的定量影响。

例题1：25℃时，反应

         Fe2+(aq) + Ag+(aq)    Fe3+(aq) + Ag(s)    K ϴ = 3.2

在含有1.00×10-2 mol·L-1 AgNO3，0.100 mol·L-1 Fe(NO3)2和1.00×10-3 mol·L-1 Fe(NO3)3 的溶液中，

(1) 反应向哪一个方向进行?

(2) 平衡时，Ag+、Fe2+、Fe3+的浓度各为多少?

(3) 如果保持Ag+ 、Fe3+的初始浓度不变，只将Fe2+的初始浓度增大到0.300mol·L-1,求在此条件下Ag+ 的平衡浓度，并与(2)中的平衡浓度进行比较。

(4) 如果保持Ag+ 、Fe2+的初始浓度不变，只将Fe3+的初始浓度增大到0.030mol·L-1,求在此条件下Ag+ 的平衡浓度，并与(3)中的平衡浓度进行比较。

第(1)小题主要是考察学生对J与Kϴ之间的关系掌握情况，第(2)小题是上节课讲解化学平衡“三段式”的应用，第(3)小题是考察Fe2+浓度增大之后对化学平衡的影响，此小题计算有一定的难度，可能需要教师讲解。第(4)小题的设计是为了让学生能够举一反三，学会计算生成物浓度增大对化学平衡的影响，有了第(3)小题的讲解，学生应该可以计算该题。对比第(3)和第(4)小题的结果，学生能够很容易总结出反应物和生成物浓度增大对化学平衡移动的影响，反之，反应物和生成物浓度的减小对化学平衡的影响也可以很容易被总结出。

接着将化学平衡移动知识与警察执法过程中的情景相结合。警察执法过程中所用的老式酒精检测仪，如果吹一口气后酒精测试仪中的橙红色变为绿色，就说明是酒驾。原理也是因为酒精打破了原本Cr2O72-和Cr3+之间的化学平衡：Cr2O72- + 3C2H5OH + 8H+  2Cr3+＋3CH3CHO + 7H2O，酒精(C2H5OH)与Cr2O72-反应，导致酒精测试仪中的橙红色的Cr2O72-转化为绿色的Cr3+，根据颜色变化警察可以判断是否为酒驾。

课后巩固与提升，分层次发布课后习题。课后习题主要是利用超星学习通平台发布，客观题平台批阅，主观题教师批阅。并且将相关解析上传至平台，学生全部做答完毕后自行查阅答案，根据平台统计结果，对存在问题较多的习题进行有针对性的讲解。对于基础较为薄弱的同学，我们在超星学习通平台给同学发布一些考察基础知识的习题，如针对本章内容，发布关于平衡概念的理解、浓度对平衡移动的影响的定性理解及其定量问题的简单计算；对于基础较好的同学，我们发布一些难度略大的习题，综合平衡和反应速率的因素习题以及需要配合一些简单的课外调研才能解决的问题，如：疫情蔓延引起了人们对卫生健康的高度重视，请大家课下查阅自来水厂目前常用的杀菌消毒方式，找出其中所蕴含的化学平衡移动原理，换做你是自来水厂厂长你将会如何提高杀菌效率？基础较为薄弱的同学在学习完基础知识后也能结合自身学习兴趣和时间，自主学习难度较大的课程和相应的课后习题。

1.4.2线上线下教学成效对比分析

为了对比线上教学和线下教学学生理论知识的掌握情况，为2021级课程设计提供参考，分析了2019级（共50人）和2020级（共50人）刑事科学技术专业学生“普通化学”课程的期末考试成绩，发现2019级和2020级学生的期末成绩不及格率差别较大。据统计2019级学生只有一名同学不及格，不及格率为2%；2020级6名同学不及格，不及格率达到了12%，不及格率是2019级的6倍。在试题难度和学生入学成绩相差不大的情况下，学生的期末考试成绩出现如此大的差异，分析可能的原因是混合式教学可以考虑到不同层次学生的需求，学生可以根据自身情况选择不同层次的课程学习。

分层教学助力学习，充分利用碎片化时间。线上教学对于部分基础较为薄弱的学生而言，他们可以反复多次学习教师上传的视频，而不会因为接受知识速度较慢被落下[[4]]。对于基础较好的学生而言，他们可以有选择性的观看一些教师重难点讲解即可，其余时间可以学习超星平台上其他的优质资源。而基础相对较为薄弱的同学则可以学习课程难度相对较小的，保证了即使课上没听懂的同学也能有其他渠道可以继续学习。线上学习又可以让学生充分利用碎片化的时间学习，随时随地学习，不受学习地点的限制。

线上教学搭建了教师和学生之间的沟通平台。借助于超星学习平台，教师可以在平台上发布作业，通过学生回答及时查看学生对知识点的掌握情况，便于教师进行“点对点”的辅导，尤其是对于一些基础薄弱的同学，实现差异化的教学和帮扶，做到“精准扶贫”“精细扶贫”。线上讨论板的应用给一些可能性格偏内向、不敢和教师直面交流的学生发言创造了有利条件，借助于超星平台，他们可以畅所欲言，不与教师面对面交流也能使问题得到解决，同学们也能借此平台相互交流，互相解答同学们遇到的问题，而且不同的思想都能在这里得到表达，擦出火花。

2后期授课改进建议

线上教学开放度大，学生能够畅所欲言，但是失去了线下教学情感教育的便利条件，因此，我们更应该探索线上线下相混合的教学模式，充分发挥线上教学和线下教学各自的优势，打造混合式教学的新模式，打破传统教学模式的限制。

2.1转变人才培养思路，培养科学素养

人才培养目标和课程定位是教学的风向标，新建应用型本科院校应该对标吴岩司长关于“新时代新使命新道路——建好建强地方应用型大学”的重要报告，对“普通化学”在人才培养中的地位，对达成人才培养目标所起到的作用有准确的分析定位。作为一所应用型本科院校，上海公安学院以培养新时代警务人才为目标，基础类课程在强化学生基础素质中不可或缺。“普通化学”是面向刑事科学技术专业开设的一门通识类公共必修课程，除了课程知识目标外，更应该珍惜这次机会培养学生的科学素养[[5]]。

“普通化学”课程集理论和实验于一体[[6]]，理论课程着力于培养学生的思维能力、科学素养、逻辑推理能力；而实验课程对培养学生的动手操作能力、观察能力、分析思考能力等有着很重要的作用。两者相辅相成，共同提升学生的综合素质。作为一名刑事侦查办案民警，从证据到结论，对民警实事求是的精神要求非常高，“普通化学”课程正是一门可以培养学生脚踏实地，实事求是精神的重要课程之一。

2.2发展双边互动模式，打造混合式教学

网络教学不受时间和空间限制，采取有效的方式鼓励学生自学，通过网络互动的方式，全面了解学生的学习情况，尊重学生的个体差异，因材施教。线上教学将把重点放在分层教学和分层作业上，保证化学知识基础不同的同学都能通过“普通化学”课程的学习达到培养目标的要求。

在我校已经完成智慧教室建设的背景下，智慧教室的打造可以满足教师灵活多变的授课方式，智慧教室空间布局灵活，多以“圆形”为主，按照“组间同质，组内异质，同质结对，异质帮扶”的原则，对班级学生进行小组划分，因此，线下教学教师本着“学生主体”的原则，让学生承担学习任务，知道该怎么做，进行有效的学习[[7]]。在教室上课时，教师先将重点和难点进行统一讲解，讲解学生普遍存在的疑惑，也可以搭配一些典型例题进行讲解。其余时间则主要是教师挑选出来的让学生讨论的一些内容，比如化学平衡一节，其中讲到关于勒夏特列原理的描述时，由于语言上的描述为“削弱改变的方向”可能有些拗口，不易理解，此部分让学生们自行讨论辅助教师的讲解理解其中的含义效果可能会更好。

图2线上线下混合式教学模式

Fig.2Online and offline hybrid teaching mode

线下课程除了可以给学生面对面交流的机会，也是教师育人的主要阵地，教师的言传身教也是线上课程不能替代的，教师应充分挖掘课程中蕴含的思政元素，将化学知识与生活相衔接，与社会相融合。

3结语

通过分析线下传统教学模式存在的问题，线上教学模式的优势总结，结合人才培养目标，我们提出了如何在现有条件下，打造线上线下混合式教学，即线下教学充分发挥智慧教室的“圆形”优势，多给学生小组讨论的机会，充分调动学生的参与积极性，发挥线下教学的育人功能，将课程思政融入线下课程教学，帮助学生树立正确的价值观；线上教学学生通过自学完成部分学习内容，教师线上讲解课程中的重难点，课后根据学生不同的认知水平发布不同层次的作业，实现因材施教。以期这样的教学模式可以为公安类、军事类等应用型本科院校的基础课程建设提供思路。

参考文献:

[[1]] 谢洪珍,李天华.化学类专业课程在线教学模式的探索与实践——以“分析化学”为例[J].化学教育(中英文),2020,41(24):15-19.

[[2]] 彭绍琴,徐俊英,李越湘.应用型本科院校技能创新型人才培养教学模式探讨——以《无机化学》为例[J].职教论坛,2017(18):70-73.

[[3]] 张亚莉,哈婧,王未肖.线上混合式教学模式在《分析化学》课程中的应用研究[J].河北大学成人教育学院学报,2020,22(04):104-109.

[[4]] 吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学,2018(12):4-9.

[[5]] 朱辉,刘璐,邓桂茹,张庆云,韩香.军事后勤专业大学化学教学研究[J].化学教育,2016,37(02):55-57.

[[6]] 邓阳,万坚.高等师范院校化学类专业课程体系设计与教学改革[J].大学化学,2018,33(09):33-37.

[[7]]黄怀荣，马丁，郑兰琴，等.基于混合式学习的课程设计理念[J].电化教育研究，2009(1):9-14