任聰，崔麗偉，劉志景，劉俊桃，耿廣威，徐軍

(河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 理學部，河南 鄭州 450011)

0 引言

創(chuàng)新是發(fā)展的第一動力，人才是創(chuàng)新的第一資源，人才競爭首先是人才培養(yǎng)的競爭。2018年教育部全面推進“四新”建設，旨在培養(yǎng)高水平的應用型創(chuàng)新人才[1]。課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是體現(xiàn)“以學生發(fā)展為中心”理念的“最后一公里”[2]。習近平總書記指出，基礎研究是整個科學體系的源頭，是所有技術問題的總機關?；A課程也是專業(yè)課程的學習基礎[3]。在大學一年級開設的分析化學課程是應用型本科院校新工科專業(yè)課程，如食品專業(yè)的專業(yè)基礎課，開設在大一第二學期。課程以定量分析為重點，注重應用，實踐性強，其教學質(zhì)量直接影響后續(xù)專業(yè)課程的開展和未來食品人才的培養(yǎng)[4]。從知識傳授層面，本課程的知識目標為掌握分析化學的基礎理論及常用的定性、定量分析方法，銜接學生前期中學知識與后續(xù)專業(yè)知識；從能力培養(yǎng)層面，本課程培養(yǎng)學生后續(xù)專業(yè)課程所需的科學思維、科學素養(yǎng)以及實驗技能；從價值塑造層面，本課程培養(yǎng)學生的科學精神、責任感、使命感以及家國情懷。大學一年級的學生正處于人生觀、價值觀、世界觀形成的關鍵時期，必須充分發(fā)掘化學課程所蘊含的思政元素，讓思政育人與化學教學同向同行，形成協(xié)同效應，達到全方位育人的目的。因此，本課程教學質(zhì)量的好壞直接影響到學生學習后續(xù)課程的信心和能力。

目前分析化學課程的教學現(xiàn)狀及主要問題體現(xiàn)在以下方面：(1)教學模式仍待改進。傳統(tǒng)教師為主體的教學模式難以有效提升學生參與度和興趣度，較難形成師生學習共同體。即便是對那些能夠全程投入的學生而言，在被動學習過程中他們也僅僅只是接受了知識的傳授，而能力培養(yǎng)和價值塑造比較困難。(2)育人功能仍待完善。在能力層面：由于教學模式仍是以教師為中心的知識傳授為主，學生被動接受知識，但卻無法被動獲得能力。只有那些經(jīng)主動理解吸收并在實踐中得到反饋的知識，才能最終內(nèi)化為能力；在價值層面：目前在教學中雖然涉及課程思政，但總體表現(xiàn)為“干巴巴說教”，未充分挖掘、梳理與課程知識相關的思政元素，未有效融入課堂教學，未形成一個以課程知識為主線的多元化、可持續(xù)的課程思政體系。

自進入信息時代以來，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的信息技術改變了人類社會的生產(chǎn)方式和生活方式。疫情期間，全世界教師為應對危機大規(guī)模開展在線教學,這些經(jīng)實踐得來的寶貴經(jīng)驗與成果也促使傳統(tǒng)的課堂教學與融入信息技術的在線教學深度融合。教育部高等教育司司長吳巖認為：“我們再也不可能、也不應該退回到疫情發(fā)生之前的教與學狀態(tài)，因為融合了‘互聯(lián)網(wǎng)+’‘智能+’技術的在線教學已經(jīng)成為中國高等教育和世界高等教育的重要發(fā)展方向。”混合式教學是一種將“線上”教學與“線下”教學優(yōu)勢互補、有機結(jié)合的教學新模式，引導學生進行探究式、個性化學習，從單純的知識傳遞向知識、能力、素質(zhì)的全面培養(yǎng)轉(zhuǎn)變[5]。混合式教學勢必將成為今后高校教學的新常態(tài)。

吸光光度法這部分內(nèi)容是儀器分析法的開篇，與學生后續(xù)專業(yè)課程如儀器分析、食品分析、食品理化檢驗等課程有直接、緊密的聯(lián)系，因此掌握其原理具有重要意義。本文選取“吸光光度法的基本原理”這一重要知識點作為混合式教學設計案例，從教學設計、教學過程、教學反思的角度進行詳細闡述。

1 教學設計

1.1 教學理念

本節(jié)課始終圍繞學生為中心，通過專業(yè)和生活中的問題激發(fā)學習興趣，通過層層遞進的教學環(huán)節(jié)引導他們主動思考、突破重難點；在教學中，以教師為主導、學生為主體，以實際應用為載體，與專業(yè)知識有機結(jié)合，并融入思政元素，既夯實未來食品行業(yè)工作者的業(yè)務基礎，又培育未來食品行業(yè)工作者的社會責任感和職業(yè)道德，最終實現(xiàn)知識、能力、情感價值的三重目標。

1.2 學情分析

其前期課程主要是高中化學知識，但由于高中化學部分知識為選修，存在學習程度不一致的問題，故要充分了解學情，以便及時調(diào)整授課內(nèi)容和方式，必要時可分層次、分梯度開展教學，力求照顧到每位學生。同時，部分學生還未意識到基礎課程的重要性，比如食品專業(yè)的儀器分析、食品分析、食品化學等專業(yè)核心課均需要分析化學課程的基礎。所以，在授課中要多結(jié)合專業(yè)知識，讓學生切實感受到本門課程的重要性，提高學習動力。此外，因化學理論性較強導致學生興趣不足，所以教師在課堂中加入動畫人物和動畫演示來化難為簡，并增加趣味性。

具體到本節(jié)課，學生通過高中階段的學習和生活知識的積累，已經(jīng)掌握了一些光的基本性質(zhì)如：波長、頻率、速度、能量、顏色等，這是學習本次課程的知識基礎。此外，通過前面“四大滴定”的學習，學生已經(jīng)初步擁有嚴謹求實的科學態(tài)度和具備一定分析解決問題的能力，這是學習本次課的能力基礎。由于本次課程概念多、知識點瑣碎、原理部分內(nèi)容較多，學生在學習理解時可能存在困難。

1.3 教學目標

知識目標包括：(1)能夠理解物質(zhì)的顏色源于物質(zhì)對可見光的選擇性吸收；(2)能夠利用光吸收曲線的形狀和λmax對物質(zhì)進行定性分析；(3)能夠利用朗伯-比爾定律對物質(zhì)進行定量分析；(4)知曉朗伯-比爾定律成立的條件和偏離朗伯-比爾定律的原因。

能力目標包括：(1)通過吸光光度法知識點之間的內(nèi)在關聯(lián)和層層遞進，培養(yǎng)學生邏輯推理和歸納總結(jié)的能力；(2)通過吸光光度法在食品專業(yè)中的相關應用，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。

情感價值目標包括：(1)通過介紹吸光光度法在食品專業(yè)中的應用，激發(fā)學生熱愛和學習化學的熱情；(2)通過介紹吸光光度法在食品添加劑測定中的應用，鼓勵各位“食品人”要有更多的社會責任感和職業(yè)道德；(3)通過對物理學家牛頓的簡介，學習牛頓的好奇心、求知欲，并勇于實踐。

1.4 教學重難點

教學重點為光吸收曲線用于定性、定量分析。解決方法：通過動畫演示的形式，以高錳酸鉀為例，繪制其光吸收曲線。通過對比四種常見物質(zhì)的光吸收曲線，啟發(fā)學生不同物質(zhì)光吸收曲線的形狀和λmax不同，因此可利用光吸收曲線的形狀和λmax對物質(zhì)進行定性分析。接著比較不同濃度高錳酸鉀溶液的光吸收曲線。首先不同曲線的形狀和λmax基本相同，這就印證了確實可利用光吸收曲線的形狀和λmax對物質(zhì)進行定性分析；其次濃度越大，吸光度越大。于是，引出描述濃度與吸光度關系的朗伯-比爾定律用于定量分析。

教學難點為物質(zhì)顏色與光的關系。解決方法：首先通過日常生活中色彩繽紛的飲料入手提出問題，激發(fā)學生的學習興趣；其次介紹光的概念(單色光、復合光、白光、互補色光)，在介紹過程中聯(lián)系生活常識激發(fā)學生舊知；再次通過動畫演示的形式，以無色、黑色、紫色、藍色溶液為例，啟發(fā)引導同學們進行小結(jié)——物質(zhì)的顏色源于物質(zhì)對可見光的選擇性吸收；最后通過練習來鞏固認知。

1.5 教學方法

本部分內(nèi)容主要采用BOPPPS教學法：包括案例導入→聚焦目標→前測→參與式學習→后測→歸納總結(jié)的六步閉環(huán)教學活動，并將問題引導法、講授法、演示法等有機進行結(jié)合。課堂上通過環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的問題，調(diào)動學生探索知識形成規(guī)律的內(nèi)在動機，并輔以動畫及圖片、豐富教學信息，幫助學生更好地理解重難點內(nèi)容。

2 教學過程

2.1 導入新課

導入的功能是在教學活動中提高學生的注意力并凸顯出課程內(nèi)容與學生之間的關聯(lián)，增加學生的學習興趣和學習動機，從而幫助學生專注于接下來的課程內(nèi)容中。針對食品專業(yè)的學生，在設計時選取與專業(yè)和生活中相關的實際問題出發(fā)，比如色彩繽紛的飲料是由于添加了色素，為了增進食品的感官和品質(zhì)，在生產(chǎn)加工時會加入食品添加劑，比如色素，而添加劑的使用需要嚴格符合國家標準，因此對其進行測定意義重大。接下來向?qū)W生展示常見添加劑在飲料中的最大限制使用量，繼續(xù)拋出問題“這些物質(zhì)能用滴定分析法來測定嗎”。由于這些物質(zhì)的含量低于1%，因此運用滴定分析法無法進行準確測定，從而引出儀器分析法。

2.2 確定目標

教師向?qū)W生展示思維導圖，明確本次內(nèi)容在本門課程以及本章中的位置和地位，并依據(jù)課程內(nèi)容制定可衡量、可評價的教學目標：(1)能夠理解物質(zhì)的顏色基于物質(zhì)對可見光的選擇性吸收；(2)能夠利用光吸收曲線的形狀和λmax對物質(zhì)進行定性分析；(3)能夠利用朗伯-比爾定律對物質(zhì)進行定量分析；(4)知曉朗伯-比爾定律成立的條件和偏離朗伯-比爾定律的原因。

2.3 前測

教師將吸光光度法概述部分設置為課前學習通線上學習的內(nèi)容，并通過學前測對學生的學習效果進行檢驗。

2.4 參與式學習

2.4.1 物質(zhì)對光的選擇性吸收

教師通過學生討論的結(jié)果——“目視比色法”很難對物質(zhì)的含量進行準確測定，從而引出若想準確測定物質(zhì)含量需借助光譜儀器進行分析。教師帶領同學回顧光的基本性質(zhì)，講解電磁波譜圖，將本章的關注點鎖定在可見光區(qū)。接著通過展示色彩斑斕的圖片拋出問題“為什么物質(zhì)會呈現(xiàn)不同顏色”，引發(fā)學生思考，并帶著問題進入第一部分內(nèi)容的學習：單色光、復合光、互補光三個重要概念。在此部分的學習中，教師通過一連串環(huán)環(huán)相扣的問題，如：生活中的復合光有哪些；太陽光有多少種顏色；為什么我們看到的太陽光通常都是白光等問題，來引導學生對知識一步步進行理解，并融入牛頓發(fā)現(xiàn)七色光的時代背景介紹，引發(fā)學生學習牛頓勇于實踐的科學精神。然后教師對溶液的顏色進行解釋，并讓學生練習，接著教師對“為什么不同物質(zhì)會吸收不同的光”進行拓展延伸，并提供課后閱讀材料，供有興趣的同學課后繼續(xù)深入學習。

2.4.2 光吸收曲線

教師介紹透光率和吸光度的概念及公式，接著以高錳酸鉀為例，測定它對不同波長光的吸光度，講解光吸收曲線的繪制過程。讓學生將幾種不同物質(zhì)的光吸收曲線進行對比，得出不同物質(zhì)的光吸收曲線不同的結(jié)論，更進一步得到光吸收曲線的形狀和最大吸收波長λmax的位置不同。接著教師進行小結(jié)：光吸收曲線體現(xiàn)了物質(zhì)的特性，可利用光吸收曲線的形狀和最大吸收波長λmax的位置對物質(zhì)進行定性分析。

2.4.3 光吸收定律

教師介紹朗伯比爾定律A=Kbc，強調(diào)該定律的使用前提和范圍：(1)入射光為平行單色光且垂直照射；(2)吸光物質(zhì)為均勻非散射體系；(3)吸光質(zhì)點之間無相互作用；(4)輻射與物質(zhì)之間僅限于光吸收過程，無熒光和光化學現(xiàn)象發(fā)生；(5)吸光度具有加和性，溶液的總吸光度等于各吸光物質(zhì)的吸光度之和。接著教師講解吸光系數(shù)a和摩爾吸光系數(shù)ε，學生完成學習通測試題對本部分內(nèi)容進行鞏固。

2.4.4 定量分析方法

教師講解比較法、標準曲線法這兩種利用朗伯比爾定律來進行定量測定的方法，然后讓學生分組討論并歸納比較法、標準曲線法與比色法這三種方法的優(yōu)缺點。接著各組學生表達觀點，教師傾聽并給與反饋和小結(jié)。三種方法各有特點，沒有絕對的好或壞，需要根據(jù)具體測定條件和要求來進行選擇。

2.4.5 專業(yè)拓展延伸

教師在課前給兩個小組布置任務“查找吸光光度法在食品專業(yè)中的應用”，并持續(xù)給予指導和幫助。課上兩個小組作為講解員，給大家匯報查找到的相關應用，并接受提問。接著教師展示更多吸光光度法在食品專業(yè)中的應用，如營養(yǎng)物質(zhì)、酶活性、食品添加劑測定等，并推薦關于吸光光度法在食品領域應用的英文期刊作為課后閱讀材料。此外，老師要糾正大眾對食品添加劑的誤解。對食品添加劑，一方面同學們要認識到?jīng)]有食品添加劑就沒有現(xiàn)代食品工業(yè)，只要科學、合理使用食品添加劑，對人體并沒有危害；另一方面，身為“食品人”，一定要有更多的社會責任感和職業(yè)道德，才能讓更廣大民眾對我國食品安全更加有信心。

2.5 后測與總結(jié)

教師發(fā)布后測題目來評測學生的學習目標達成度，并針對共性問題進行講解，最后引導學生對本課知識點的邏輯關系進行梳理和總結(jié)。在此過程中，教師需要再次強化重難點，培養(yǎng)學生的科學思維并鍛煉學生的歸納能力，并通過提問預告下節(jié)內(nèi)容。

3 教學反思

吸光光度法是儀器分析法中的重要內(nèi)容，在生產(chǎn)、生活、科研中應用廣泛，與學生后續(xù)專業(yè)課程聯(lián)系緊密，因此掌握其原理尤顯重要。本節(jié)課在授課過程中注重通過動畫、現(xiàn)場演示等形式來突出重點，突破難點；注重前后知識的比較和銜接，比如將前面學習的滴定分析法與吸光光度法進行比較；注重與專業(yè)結(jié)合，介紹了吸光光度法在食品專業(yè)中的應用；注重與日常生活結(jié)合，介紹了顏色的由來以及生活中的常見現(xiàn)象；注重如鹽入水、潤物無聲地融入思政，如身為“食品人”要有更多的社會責任感和職業(yè)道德；注重通過介紹拓展內(nèi)容和推薦閱讀材料來增加學生知識的廣度和深度；注重課堂的互動和總結(jié)來激發(fā)學生興趣，并幫助學生進行知識梳理。課后通過學習通布置作業(yè)和測驗及時鞏固知識。本次課堂教學生動有趣，貼近現(xiàn)實、貼近專業(yè)，學生的積極性非常高，能夠積極思考并參與互動、討論、練習。但本次內(nèi)容概念多，知識點瑣碎，授課過程中一定要把握好知識點之間的邏輯銜接，利用好板書進行知識梳理。

4 結(jié)語

教學改革一直在路上。在后續(xù)的課程建設中，筆者會進一步加強信息技術、課程思政與教育改革的深度融合，著力于進一步結(jié)合學生的專業(yè)來設計課堂活動，對討論主題和內(nèi)容進行合理規(guī)劃，提升課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，增強學生的參與度，要讓學生動起來、忙起來，使分析化學課程更好地為后續(xù)專業(yè)課程輸送基礎扎實、科學嚴謹、思想過硬的優(yōu)良人才。