中国慕课大学先修课程在中学的实施方法

上海中学胡乐萌

“MOOC”为英文“Massive Open Online Course”的首字母缩写，即大规模开放在线课程，现在更加流行的译法是“慕课”。这一大规模在线课程掀起的风暴始于2011年秋天，被誉为“印刷术发明以来教育最大的革新”，呈现“未来教育”的曙光。2012年，被《纽约时报》称为“慕课元年”。国内最早于学术期刊上出现这一概念是2012年3月在中国远程教育杂志上的2篇文章。自2012年开始，国内掀起了一股关注和追赶MOOC的热潮。国际上MOOC的雏形脱胎于各大知名高校的网络公开课项目，后来逐渐演变以及扩大。有别于早期的远程教学或视频教学，MOOC不仅可以提供授课视频，阅读材料推荐及习题，还可以提供授课教授、助教与在线学习者的交互式交流平台，实现学习者全周期的在线学习过程。MOOC的历史虽然只有短短几年，但却拥有着一个不短的孕育发展历程，正是由于其传播高效广泛的特点，现在愈发受到人们的追捧，发展十分迅速。

MOOC的发展离不开平台的发展，国际上最大的几个MOOC平台主要有Coursera、edX与Udacity三家，MOOC虽然起源于美国，但在中国同样受到了很大关注。据Coursera的数据显示，2013年Coursera上注册的中国用户共有13万人，位居全球第九，而在2014年则达到了65万人，增长幅度远超其他国家。以MOOC为代表的新型在线教育模式，为那些有超强学习欲望的90后、95后们提供了前所未有的机会和帮助。Coursera现在也逐步开始和国内的一些企业与高校合作，让更多中国大学的课程出现在Coursera平台上，北京大学和清华大学等国内知名院校也有课程逐步加入国际MOOC平台。

信息化时代的大幅进步带来了更为开放和免费的学习环境，随着国外一流在线教育平台大规模进入中国，以及国内相关资源共享平台的逐步建立和完善，传统大学的围墙正逐步被打破，高水平大学的名字会随着他们优质的教育资源传到全世界任何一个角落。

国内传统知名大学现在也不满足于依附国际MOOC平台，而是利用其教科研以及行政资源构建自己的MOOC平台，为促进教育公平、促进教育衔接、推动教育综合改革，服务学生的全面素质发展，服务大学的人才选拔培养，2013年10月，由清华大学打造的首个中文版MOOC平台——“学堂在线”正式推出，“学堂在线”是免费公开的MOOC（大规模开放在线课程）平台，是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台，致力于通过来自国内外一流名校开设的免费网络学习课程，为公众提供系统的高等教育，让每一个中国人都有机会享受优质教育资源。目前，“学堂在线”已经成为全球第三大、国内第一大MOOC平台。

同时，清华大学联合其他一些高校及中学在学堂在线平台上率先推出了中国慕课大学先修课程（MOOCAP），以应对现在的高中教育与高考招生改革。在上海和浙江两地率先实施的高考改革马上要迎来第一批应届毕业生，高考的改革直接影响了理化等学科在高中的课时与难度，今年在北京召开的“MOOCAP教师工作坊”上，来自清华大学的教授也表达了自己对于高中生知识体系以及高中—大学衔接上的担忧，其实作为高中教育的一线教师，我们时常苦于对一些知识点讲解方法的纠结，如果按照其合乎科学正确性的方面考虑，高中生缺乏必要的知识基础，要想讲解得清晰明了往往很困难，因此有时候会按照不严谨的但符合高中生理解程度的方法讲解，留待大学老师进行纠正。然而，大学老师却反映他们在授课时候往往遇到困难，学生总是先入为主，难以纠正之前已经根深蒂固的一些思维方式，每每上课都要“颠覆”学生一些以前的想法和知识。如果学生学习过大学先修课程的话，就可以弥补上这一块衔接上的缺陷，从一开始就建立一套完整完善的科学体系。

同时，清华大学的MOOCAP也在今年暑假开展了第一次线下考试，据负责老师介绍，此考试可以作为以后大学招生的依据，是否可以在学生升入高校以后进行学分互认也在商讨过程中。负责老师反映，这也是为了应对上海、浙江先行的高考改革，因为新高考中6门学科按照等级划分，不再提供原始分供大学招生参考，以化学一门学科为例，可能就会有上千名同学是满分，这样子大学就无法判断这些中同学哪些是具有较高化学素养，可以继续大学化学的学习。如果学生可以提供MOOCAP线下考试的成绩，则可以作为高校录取的参考依据。

本校在配合中国慕课大学先修课程的学习过程中在形式上也经过了几次改进，最开始的形式是组织老师选取AP化学内容直接对学生进行讲授，这依然是传统的方法，当清华大学MOOCAP课程上线以后，我们改进了模式，现在采取的是线上学生自学，线下辅导的方式。每次的辅导时间，一方面是检查学生线上学习的进度，同时对同学们在学习过程中出现的问题进行解答，然后组织几个小问题大家研讨。

比如，针对“氢键”部分，我们讨论了“生命进化与水中的氢键”这一问题。水分子间氢键的形成是推动地球生命演化的关键。由于水分子当中氧对于氢的电子的强烈的争夺使得氢部分的质子裸露而呈现明显的正电性，氧的部分呈现明显的负电性。当水分子和周围相邻的水分子发生相互作用的时候，水分子当中氢会和相邻水分子当中的氧产生相互的作用而形成氢键，同样，水分子当中带有负电的氧又会和相邻的另外两个水分子当中的氢发生作用形成同样长度的氢键。这也就意味着每个水分子可以和相邻的水分子之间最多形成四个相同长度的氢键。氢键的作用使水分子在形成固相的时候彼此之间距离的增加，导致了水在凝固过程当中出现了反常的体积膨胀。当液态水变为冰时，冰会悬浮在液态的表面，这个过程和普通的液固相变正好相反。不仅结冰以后水和冰之间的相对位置会发生变化，由于在液态水当中氢键的存在导致液态水的密度会在4℃的时候达到最大值。因为氢键的作用，使水分子之间彼此远离，导致了密度的下降，但是温度的降低会减缓体系的热运动，又会导致体系的密度的增加。两者之间的交互作用在4℃的时候达到一个极值。也就是说，在4℃以下，氢键的作用对于密度的减小起主导作用；而4℃以上热运动的减缓对于密度的增加起主导作用。这样一个有趣的现象给生命的演化带来一个不平凡的历程。我们都知道，在自然环境的变化过程当中，地球曾经经历了由严冬到酷热之间的交替转换，这种转换在过去的数亿年中经历了数次。一旦水凝结成固体，细胞和生命体的活动就会终止，这对于生命的演化是致命的。但是，地球上的冰川纪反复的重复和演变并没有影响生命由简单到复杂的进化过程。原因就在于，当水凝固成冰的时候，冰成为了水和大气环境之间一个绝热的隔层，而冰下的水又会在4℃的时候密度达到最大，所以地球上的水源处在足够深的深度时候一定会处在一个相对稳定4℃的环境，这就意味着无论外界的环境是处在严寒还是酷热，只要生命所处在的水的深度足够深，并且它能够进化出一种在4℃下能够继续生存和演化的能力，那么外界环境的变化对于生命的进化的影响就丝毫不起作用。直到今天，我们仍然可以看到水中的鱼类和各种生物能够平安地度过寒冬严酷而不受到任何的影响，就是延续了它们在生命演化过程当中的这种能力。因此，在太空探索寻找外太空文明的时候，我们往往把水的发现当做关键。我们的地球是一个幸运的星球，我们的环境更是一个可遇而不可求的创造生命的奇迹。它有丰富的水资源，而且与我们与恒星之间的距离恰恰保持在液态水和固态水可以并存的自然环境当中，借助水生命才有了演化和进化的可能，才有了我们丰富多彩的生命的世界。所以，我们要爱护这个环境，要爱护我们的水，不能使生命的进化和演化的历程，终止在由于我们不小心或者是不经意间对于水和环境的破坏中。

在一堂堂这种讨论中，同学们不仅加深了对于化学学科的兴趣和知识的掌握，还对于人生观价值观的形成产生了无形的影响。对育人价值进行深入的研究和探讨也是我们化学教师必须一直坚持下去。