编者按：在化学实验中，计算化学发挥着越来越重要的作用。2020年春季学期，化学与分子工程学院张奇涵老师负责的有机化学实验课程中增设了计算化学模块，该模块由李田老师和研究生助教张攀同学带领的团队共同建设，并配套制作了一系列计算微课。微课的应用为计算模块的混合式教学奠定了良好的基础，开设后获得了学生的广泛好评，有效促进了教学相长，为进一步促进和完善教学提供了新的思路。李田老师团队的作品《有机化学实验中计算化学模块的微课建设》被评为“2020年度教学新思路2.0优秀项目”、作品《有机化学实验中计算化学模块的网络教学设计》获得“北京大学第九届创新教与学应用大赛”网课组一等奖。
记者：李老师您好，能否先请您简要介绍一下您的团队建设计算化学模块微课的原因和契机是什么呢？
李老师：计算化学模块是我们2019年寒假着手建设的一个模块，是张奇涵老师负责的有机化学实验课程中增设的一个特色单元。当时决定在实验课程中新开设这样一个模块，主要是考虑到近十几年计算化学发展得很迅速，这得益于计算软硬件两方面都获得了很大的提升。目前很多的研究工作都把实验和理论做了很好的结合，或者对实验结果从理论上给出合理解释，或者更理想地、在实验前由理论来对结果进行一定的预测。应该说，这是理论计算对实验的大力推进，这样的研究趋势和思路，我们希望及时地引入到教学里，希望同学们在本科阶段的学习中，尤其在低年级大一的时候就可以及早地了解到，能在后续学习中有意识的把计算作为研究的工具运用起来。
考虑到线上线下混合式教学是近几年发展的、很有效的一种教学模式，而计算化学的学习更多在电脑上实现，不必受限在实验室内，所以在模块建设之初时我们就想通过混合式教学的方式来开展，那么建设一系列的微课就势在必行。去年春季学期，突发的疫情导致大家不能回校做实验，线上教学更成为了必须。所以去年2月份，我们加班加点，快速完成了计算模块微课的建设和上线，保障了特殊时期这一全新模块的如期开设。
记者：您可以简要介绍一下建设微课的过程吗？
李老师：其实2019年秋季有了开设这个模块的想法后，寒假我们就开始着手建设了。先是调研了国内外多所兄弟高校的在计算化学方面的开设情况，也收获了很多的经验。之后因为疫情的原因在家办公，也是和课程负责人张奇涵老师多次电话商量，一起来讨论，把微课的内容框架先搭了起来。首先从整个计算化学的起源讲起，希望能深入浅出地给同学们讲明白计算化学是什么、能算什么、怎么去算，然后应用到有机实验里可以解决什么问题，怎么跟我们现行的实验内容有一个好的结合，最后就是给出具体的算例和演示。所以当时大致从这三部分录制了微课。
微课建设中想特别感谢学院余志祥老师组的研究生张攀，他正好有理论计算的背景，加入到我们团队里做了很多的工作，包括很多的微课都是他参与录制的。
记者：在去年春季学期开学之前，微课是不是就已经基本录好了？
李老师：对，去年2月份录制的，后面还配套编写了讲义、作业和和测验，所有的内容在该模块去年4月份正式面向同学们开设时都完成了上线。
记者：这个测验也是线上的吗？
李老师：对，这些内容都是线上的，当时采用了教发中心推出的线上教学平台之一Canvas平台，这个平台去年应该是第一次推，我们也是第一批去尝试应用的，使用后感觉特别好，无论对资源的整合度，界面的友好度，还是互动方面做得都不错，对教学有很好的促进和帮助。
记者：模块课程的建设和微课的应用过程取得了怎样的成效？
李老师：去年春季是第一次开设计算化学模块，我们更多是试点，先面向提高班的28名同学开设，同期常规班同学的学习热情也很高，有38名同学自愿参加了线上的学习。总体学生规模不算大，去年还聘请了三位有计算背景的研究生助教余子迪、丁丽和张攀来做实时的辅导和答疑，每周还有线上直播课，帮助同学们梳理重难点，应该说从学生、到助教、再到老师，都是全情投入的，所以总体开课效果也特别好。课后我们专门做问卷收集了同学们的反馈，95%以上都是正面反馈，这也给了我们很大的鼓励。而且同学们也很棒，他们不仅学完了这些模块，而且还对模块提出了自己的想法，包括怎么设计能够更好地符合他们现阶段的学习需求都有具体的建议，这些建议都很可贵，会帮助我们进一步来完善模块的建设。
该模块的开设也获得了大家的认可，包括在2020年学校主办的第九届创新教与学应用大赛中获得了网课组一等奖，这些认可也给了我们很大的鼓励，我们会再接再厉，继续做好模块的建设和完善。
记者：今年针对线下的课程，相比于去年有没有做什么改变呢？
李老师：今年整个教学基本延续了去年的内容，是比较稳定的。今年我们申请了学校资助的二期项目建设，准备把计算内容做进一步的完善，会在两头拓展，一方面是基础模块方面还会增加一些算例，涵盖更多的计算功能，另一方面是更多的和我们的实验项目结合起来，不仅仅是基础实验，还会扩展到开放实验和中级有机实验，帮助同学们了解计算化学在更多方向和领域的应用。
今年的教学和去年相比，一个明显的不同是学生规模的变化。今年，计算作为必修模块面向有机实验课程的所有同学开放，学生规模是去年的三倍，明显感觉同学们的提问增多了，而且学习基础有一定的差别，需要更加精细化的辅导，这对助教的指导答疑和精力投入提出了更高的要求。所以助教方面的安排也是我们在后续教学中需要重点关注的。
记者：那在线下的教学过程中，线上的微课起到一个什么样的作用？
李老师：计算模块有它的特殊性，不需要依托实验室，只需在计算机或超算平台就能完成。所以线上微课作为线上计算时的学习资源，随看随学，应该来说是特别方便的。线下更多是补充答疑，和助教有面对面的交流机会，另外就是碰撞火花，比如正在进行的实验项目，可以和助教还有老师一起来讨论可不可以融入计算的内容来推进。
记者：您觉得用微课来教学，比普通的教学方式有什么优势？
李老师：微课学习整体更自由一些，可以根据自己的基础和时间灵活做出安排，更契合自主学习和个性化学习的理念。而且计算模块的学习本身有它的特殊性，里面涉及很多结构的绘制和程序的编写，都是很细化的内容，需要一步步的演示和类似手把手的教学，所以这里微课体现出了独特的优势，可以把这些细节演示的信息全部录制下来，同学们可以反复回看，学习效果会更好。当然，光有微课还不够，一定要和答疑、指导结合起来，所以混合式教学会是一个更好的方向。
记者：未来老师们会在混合式教学上面做更多怎样的探索呢？
李老师：计算化学模块是张老师有机化学实验课程中的一个模块，这门课程还有其它的几个模块，包括边磊老师的有机实验线上学习平台，这些都是混合式教学方面的尝试。未来我们还会探索和建设其它的模块，如科研方法相关的，目前这部分工作已经在推进。
记者：好的，非常感谢李老师！
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采访时间：2021年6月10日，13:30-14:30
采访记者：廖梓吟
录音整理：尹倩倩
文字编辑：廖梓吟
文字编审：王肖群
定稿日期：2021年8月17日
项目负责人简介
李田，女，2013年毕业于北京大学化学与分子工程学院，获理学博士。后工作于北京大学化学国家级实验教学示范中心，从事有机化学实验教学教辅工作，高级工程师。担任《大学化学》期刊审稿人，发表教学论文十余篇，作为负责人或骨干成员承担实验教学改革项目十余项。负责项目“有机化学实验中计算化学模块的微课建设”被评为北京大学“2020年度教学新思路2.0优秀项目”，并应邀在在第三届全国高校化学实验技术交流会、第四届化学国家级实验教学示范中心（北京大学）教学指导委员会会议、拔尖计划2.0全国线上书院主题活动周做分享。曾获北京大学第九届创新教与学应用大赛网课组一等奖，北京大学第三届创新教与学论文大赛二等奖，2020年度北京大学在线教学优秀案例奖等。