來守軍，關(guān)曉琳，李姍姍，雷 蕓，董鳳霞，李 喬，陳 玉，張 鑫，張文靜

(1．蘭州文理學(xué)院 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2．西北師范大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

《儀器分析》課程一門介紹實踐性技術(shù)的課程，重在培養(yǎng)學(xué)生對給定分析任務(wù)的解析能力、實驗?zāi)芰?、?shù)據(jù)分析能力以及儀器的使用和維護等能力。通過為期兩個月的線上教學(xué)，發(fā)現(xiàn)線上教學(xué)處在諸多問題和挑戰(zhàn)。首先，由于線上教學(xué)進行的遠端視頻教學(xué)，無法監(jiān)督每一位同學(xué)的學(xué)習(xí)參與程度，更多依靠學(xué)生的自覺性，很難保證學(xué)生在整個授課過程的精神集中程度。其次，由于多人同時在線，網(wǎng)絡(luò)不暢等因素的客觀存在，教學(xué)過程會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。再次，師生間、同學(xué)之間的情感交流不暢通[1]。另外，因為缺少當(dāng)面提問、測試等實戰(zhàn)性練習(xí)，總體教學(xué)效果不太理想。本課題已經(jīng)在《儀器分析》課程方面進行了較為系統(tǒng)的課程改革，開展了基于工作過程系統(tǒng)化方面的儀器分析課程改革以及以儀器分析課程課程思政方面的實踐[2]。亟需借鑒網(wǎng)絡(luò)授課和傳統(tǒng)授課的優(yōu)秀經(jīng)驗進行改革，其中基于優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)平臺的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計是比較好的解決方法。

1 智慧樹平臺與翻轉(zhuǎn)課堂的融合

智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與翻轉(zhuǎn)課堂的融合是集合線上教學(xué)和線下教學(xué)(主體課堂)相結(jié)合的混合式教學(xué)。智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺主要提供網(wǎng)絡(luò)資源(包括課程平臺、教學(xué)資源、課程練習(xí)、對學(xué)生跟蹤管理等)。在課前教師可以發(fā)布相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料和課前問題，學(xué)生通過自主查閱資料完成基本知識學(xué)習(xí)，同時可以借助大學(xué)MOOC等資源完善預(yù)習(xí)。在接下來的環(huán)節(jié)，學(xué)生在課上與教師不再是講和聽得關(guān)系，而是一起通過提問討論等交流互動完成新知識的內(nèi)化和鞏固；通過翻轉(zhuǎn)課堂，將個性化學(xué)習(xí)思路拓展到網(wǎng)絡(luò)教育[3]。智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合是以智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺優(yōu)質(zhì)教育資源為基礎(chǔ)，學(xué)生針對這些資源進行學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)因材施教、學(xué)習(xí)自主，在這里充分體會到多樣化的學(xué)習(xí)方式，包括體驗學(xué)習(xí)、協(xié)作訓(xùn)練、多重交互、自主探究等。國外研究者進行了翻轉(zhuǎn)課堂的理論研究，但是由于各國實際教學(xué)現(xiàn)狀的差異，在翻轉(zhuǎn)課堂實踐依然存在諸多問題[4]。國內(nèi)對于翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用起步比較晚，主要集中在實訓(xùn)和實踐課程的應(yīng)用。就《儀器分析》課程而言，主要集中在儀器分析實驗，而涉及儀器分析理論課程或者理論與實踐相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂比較少，特別是結(jié)合畢業(yè)生能力提升和職業(yè)化訓(xùn)練方面的研究和實踐更少。

《儀器分析》課程不僅涉及光學(xué)、電學(xué)以及色譜等內(nèi)容，同時大型儀器的原理差別比較大，一直是化學(xué)化工類課程中較難的部分。同時，由于各個高校的實際條件差異性較大，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識后，對于實驗技術(shù)的掌握更為困難，所以導(dǎo)致學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果不佳。構(gòu)建理論知識與實驗課堂之間的聯(lián)系，有助于學(xué)生理論知識的消化，深刻了解儀器的構(gòu)造。但是依然面臨一個問題就是，課后無法選擇合適時間繼續(xù)學(xué)習(xí)，從而使得前期的學(xué)習(xí)效果不能很好內(nèi)化，最終學(xué)生進入了學(xué)習(xí)儀器原理、儀器構(gòu)造等知識點時感到枯燥、乏味，導(dǎo)致無法激發(fā)學(xué)習(xí)積極性的循環(huán)，從而影響學(xué)習(xí)效果。所以對于儀器分析課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)非常有必要[5]。國內(nèi)研究者對于儀器分析實驗的翻轉(zhuǎn)課堂進行初步設(shè)計，采用藍墨云班平臺下，探索了翻轉(zhuǎn)課堂在儀器分析實驗教學(xué)中的應(yīng)用；但是基于智慧樹等大型教學(xué)平臺的相關(guān)翻轉(zhuǎn)課堂還很少，沒有系統(tǒng)的利用大型平臺進行有效的教學(xué)探索。

2 《儀器分析》課程中“四個維度”的推行

從“四個維度”即時空、師資、內(nèi)容、方式著手，利用智慧樹教學(xué)平臺有效促進教學(xué)課堂。通過學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中完成知識吸收與內(nèi)化、課后教師布置練習(xí)作業(yè)或者拓展性學(xué)習(xí)任務(wù)，線上與線下學(xué)生與教師交流互動的方式，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式[6-7]。

儀器分析課程涉及的各種儀器的分析方法和原理各不相同，導(dǎo)致各章節(jié)內(nèi)容相對獨立，章節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性不強，如何構(gòu)建不同部分之間的聯(lián)系非常有難度。基于此，以智慧樹教學(xué)平臺為基礎(chǔ)，將翻轉(zhuǎn)課堂運用于儀器分析課程教學(xué)中，主要包括課前預(yù)習(xí)、課堂互動、課后強化三個教學(xué)環(huán)節(jié)的具體安排。

2.1 課前預(yù)習(xí)

儀器分析是我校應(yīng)用型課程建設(shè)的課程之一。課程組是借助智慧樹網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在課前向?qū)W生發(fā)布教學(xué)日歷、教學(xué)課件、視頻以及學(xué)習(xí)任務(wù)單等學(xué)習(xí)資料，滿足學(xué)生線上學(xué)習(xí)的需求，時間一般控制在5～10 min。例如：pH值得含義是什么？工業(yè)廢水pH值測定方法有哪些，優(yōu)缺點如何？化學(xué)電池的工作基礎(chǔ)是什么？如何構(gòu)建分析方法，是否可以用思維導(dǎo)圖形式表達？學(xué)生需要在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上問答討論區(qū)作答。同時根據(jù)同學(xué)們討論的情況，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

2.2 課堂互動

通過搶答活動活躍課堂氣氛。例如針對有機化學(xué)實驗中，由苯合成環(huán)己烷，雖然合成過程不困難，但是關(guān)鍵在得到的產(chǎn)品與原料如何分離的問題。通過討論，得出苯和環(huán)己烷的沸點非常接近，常規(guī)的分離方法無法實現(xiàn)，只能利用色譜法解決。通過大腦風(fēng)暴法，討論和收集解決實際問題的建議，通過集體討論得出結(jié)論。例如，儀器分析常用的物理性質(zhì)，不同學(xué)生的認(rèn)識程度不同，通過頭腦風(fēng)暴，學(xué)生在光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等中做出選擇。詞云的結(jié)果是同學(xué)們對于光學(xué)的傾向度比較高，從而在教學(xué)中強化這方面的提升。采用項目教學(xué)，有小組組長匯報分享討論的形式進行強化。對于舉一反三類型的設(shè)計采用分組教學(xué)。例如，兒童牙膏中含氟量的分析在，學(xué)生以小組的形式討論問題，教師也積極參與其中，監(jiān)督并引導(dǎo)學(xué)生的討論，最后由教師作點評和總結(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂有機結(jié)合，不僅能增強了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對于團隊意識、職業(yè)化意識等也有促進，更有利于師生的協(xié)同發(fā)展。

2.3 課后強化

重視學(xué)生的獨立思維培養(yǎng)，布置創(chuàng)新性課題。例如，油條的含鋁量測定，白酒品質(zhì)的分析，新合成藥片的結(jié)果確定為案例，讓學(xué)生積極思考并探討選擇什么方法和儀器檢測特定物質(zhì)。以學(xué)生未來可能的工作崗位或?qū)嶋H工作內(nèi)容為導(dǎo)向，結(jié)合國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，切實完成真實項目。例如當(dāng)引入項目議題為原子吸收分光光度測定微量物質(zhì)時，分別從原子化方式提出國標(biāo)方法制鹽工業(yè)中銅離子的測定、紡織品中重金屬離子測定、無機化工產(chǎn)品中鎘含量測定、固體廢物中總汞的測定。學(xué)生按照具體要求提交項目分析書，作為課程考核的重要組成部分。

3 結(jié)束語

依托智慧樹平臺，融合翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式，有利于發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及資源的優(yōu)勢，可以作為傳統(tǒng)教學(xué)強有力的補充，能夠比較充分的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在儀器分析課程教學(xué)中，通過網(wǎng)上平臺建設(shè)、資源建設(shè)以及課堂實踐的推進，網(wǎng)絡(luò)平臺和翻轉(zhuǎn)教學(xué)融合的教學(xué)方式，說明必將能夠更好推進新時代的教學(xué)改革，實現(xiàn)以學(xué)生為本的教育初衷。