互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下翻轉(zhuǎn)課堂在“儀器分析”課程中的應(yīng)用研究

李長(zhǎng)濱，王 釗，楊謹(jǐn)旭，岳曉禹

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450046）

0 引言

“儀器分析”課程作為一門(mén)理工科高等院校開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門(mén)實(shí)踐性課程?！皟x器分析”課程既有理論課程也有實(shí)驗(yàn)課程，涉及多學(xué)科，理論知識(shí)復(fù)雜、講解難度高，非相應(yīng)專業(yè)領(lǐng)域?qū)W生學(xué)習(xí)、思考空間受限，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，其實(shí)驗(yàn)課程單一、實(shí)驗(yàn)器材有限，常常出現(xiàn)一個(gè)班的學(xué)生圍繞一臺(tái)機(jī)器學(xué)習(xí)，每位學(xué)生的實(shí)操過(guò)程甚少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難到達(dá)人人有實(shí)驗(yàn)、人人可操作的目的。而且“儀器分析”課程在傳統(tǒng)教育下，教學(xué)低效、對(duì)學(xué)生情感不關(guān)注、對(duì)學(xué)生興趣顧及不到位影響了學(xué)生學(xué)習(xí)、阻礙了學(xué)生的發(fā)展。

近年來(lái)，我國(guó)質(zhì)量問(wèn)題頻發(fā)，質(zhì)量安全成為人們的關(guān)注熱點(diǎn)，質(zhì)量檢測(cè)也變得尤為重要。在當(dāng)今人人強(qiáng)調(diào)安全的社會(huì)背景下國(guó)內(nèi)各類檢測(cè)機(jī)構(gòu)的新興，社會(huì)對(duì)質(zhì)量檢測(cè)人才、尤其是儀器分析的人才需求日益劇增。因此，怎樣培育儀器分析方面的專業(yè)、應(yīng)用型人才，探索如何提高學(xué)生對(duì)儀器分析課程的自主學(xué)習(xí)能力、讓學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)，使教學(xué)資源的利用率最大化，這些問(wèn)題成為各高校對(duì)“儀器分析”課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。

1 研究背景

1.1 “互聯(lián)網(wǎng)+ ”時(shí)代下的教育改變

在高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下，獲取知識(shí)與學(xué)習(xí)的方式已經(jīng)發(fā)生了變化，新的時(shí)代需要全新的教學(xué)理論。當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)不僅成為了信息與知識(shí)的主要載體，同時(shí)也成為信息與知識(shí)的主要來(lái)源，展望未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)或?qū)⒆兂山逃c學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所[1]。

“互聯(lián)網(wǎng)+ ”為實(shí)現(xiàn)教學(xué)主體回歸于學(xué)生的課堂翻轉(zhuǎn)提供了教育環(huán)境。信息時(shí)代下，“互聯(lián)網(wǎng)+ ”對(duì)教育資源、教育機(jī)構(gòu)、學(xué)習(xí)模式、教學(xué)模式等多個(gè)教育因素影響較深：教育資源從封閉式教育變?yōu)榱碎_(kāi)放式教育、資源共享，人人可以學(xué)習(xí)無(wú)需集聚在校園課堂學(xué)習(xí)；教育機(jī)構(gòu)從單一變?yōu)槎嘣?；學(xué)生的學(xué)習(xí)模式從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，學(xué)習(xí)成為無(wú)時(shí)不可、無(wú)地不可的事情、不必再依賴課堂與書(shū)本，讓學(xué)生學(xué)習(xí)在時(shí)間和空間上更自由、學(xué)習(xí)更自主；教學(xué)模式從灌輸變?yōu)榱嘶?dòng)，改進(jìn)了傳統(tǒng)教育中以教師為中心授課模式，減少了學(xué)生對(duì)教師的依賴性，注重互動(dòng)對(duì)話的“翻轉(zhuǎn)課堂”、教師協(xié)助學(xué)生達(dá)成教學(xué)目的已成為必須進(jìn)行的改革重點(diǎn)[2]。

1.2 “翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

“翻轉(zhuǎn)課堂”是指與傳統(tǒng)教學(xué)模式下以教師為主體的教課方式不同的，由學(xué)生自行完成知識(shí)學(xué)習(xí)，而后在課堂與教師互動(dòng)，知識(shí)運(yùn)用與提升的教學(xué)新方式?；诨ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代，教育資源共享化，只要有網(wǎng)絡(luò)就可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式得以更好地實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在經(jīng)典“翻轉(zhuǎn)課堂”案例“可汗學(xué)院”自2004 年起開(kāi)始制作，得到教育界的關(guān)注[3]。

“翻轉(zhuǎn)課堂”的出現(xiàn)帶來(lái)的是“學(xué)校教育系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性的變化”，改變了“課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)”是“學(xué)校教育系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)”主體與核心的觀念。教學(xué)前準(zhǔn)備、課前活動(dòng)、課堂活動(dòng)、課后活動(dòng)、課后學(xué)生鞏固練習(xí)與教師教學(xué)反思是組成“翻轉(zhuǎn)課堂”的主要教學(xué)程序[4]。“翻轉(zhuǎn)課堂”較好地體現(xiàn)了“混合式學(xué)習(xí)”的優(yōu)勢(shì)，更符合人類的認(rèn)識(shí)規(guī)律，能促進(jìn)教學(xué)資源的有效利用和研發(fā)科研?！胺D(zhuǎn)課堂”模式下師生角色發(fā)生了轉(zhuǎn)換，有助于構(gòu)建新的師生關(guān)系，教師逐漸由知識(shí)傳授者向教學(xué)資源開(kāi)發(fā)者、教學(xué)幫助者、指導(dǎo)者轉(zhuǎn)變。教育者根據(jù)不同的教學(xué)情境進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼n程設(shè)計(jì)，依據(jù)受教育者現(xiàn)處教育階段做相應(yīng)調(diào)整，在實(shí)現(xiàn)“學(xué)校教育系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)”結(jié)構(gòu)性變革的本質(zhì)上完成不同課程相應(yīng)的“翻轉(zhuǎn)課堂”[5]。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”在“儀器分析”課程改革中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下“儀器分析”課程改革，教育者應(yīng)該更加注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，做好引導(dǎo)和輔助教學(xué)的作用，改變“儀器分析”課程的傳統(tǒng)教育理念，適應(yīng)當(dāng)下的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，讓教育更加高效、學(xué)生學(xué)習(xí)更加主動(dòng)。

由于“儀器分析”課程的特殊性，理論知識(shí)和實(shí)踐課程都需要兼顧。學(xué)校在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，將課程重點(diǎn)內(nèi)容提前拍攝形成網(wǎng)課供給學(xué)生學(xué)習(xí)，而后在課堂活動(dòng)中以應(yīng)用題的形式難點(diǎn)、疑點(diǎn)、重點(diǎn)進(jìn)行討論與教師講解，提高課堂效率；在實(shí)驗(yàn)課程前后采取仿真模擬操作練習(xí)，利用有限的教育資源在互聯(lián)網(wǎng)上完成實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)人人可操作、人人會(huì)操作的目的。

2.1 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，各高校都已經(jīng)擁有網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等各類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)校網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間現(xiàn)已成熟，同時(shí)學(xué)校結(jié)合市面上教學(xué)、辦公APP 平臺(tái)（如釘釘、今日校園、藍(lán)墨云班課等教輔軟件）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上課程通知、課程前瞻、下發(fā)課程材料、課程簽到、在線答疑、教學(xué)筆記、學(xué)習(xí)社區(qū)等人性化的智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，為學(xué)生提供良好的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間、釘釘中的網(wǎng)課平臺(tái)，教師錄制與所教課程相應(yīng)的、有針對(duì)性的視頻課程提供學(xué)生學(xué)習(xí)。同時(shí)，也可以錄制高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的金課，以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維[6]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真

優(yōu)秀的虛擬仿真模擬教輔軟件具有動(dòng)態(tài)性、直觀性和交互性等優(yōu)點(diǎn)，有助于抽象原理的理解，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，提升學(xué)生實(shí)踐能力，提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的能力，增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立思考解決問(wèn)題的能力，在此作用下實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以高質(zhì)量的保障[7]。學(xué)校配備有相應(yīng)液相色譜、氣相色譜、原子熒光、原子吸光、紫外分光光度計(jì)、電位分析法等儀器的虛擬仿真模擬教輔軟件，并且開(kāi)設(shè)儀器分析仿真模擬微機(jī)室、網(wǎng)絡(luò)仿真模擬操作課程供學(xué)生線上模擬操作，每節(jié)課程有相對(duì)應(yīng)的仿真操作課程練習(xí)與作業(yè)。虛擬仿真模擬教輔軟件在實(shí)驗(yàn)器材缺少的情況下實(shí)現(xiàn)每人了解實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)，并且為后期的實(shí)驗(yàn)課程做準(zhǔn)備，提升實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量的技術(shù)保障。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”在“儀器分析”課程改革中的實(shí)施

依據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式特點(diǎn)將課程分為線上和線下2 個(gè)教學(xué)部分，又由于課程是理論與實(shí)驗(yàn)2 個(gè)部分組成，改革實(shí)踐也分為理論課程和實(shí)驗(yàn)課程。每個(gè)部分并非各自單獨(dú)進(jìn)行，而是相互穿插、彼此遞進(jìn)的關(guān)系。

利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，溝通與討論中互助學(xué)習(xí)，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)作為信息平臺(tái)收集教學(xué)數(shù)據(jù)反饋教師。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程要求培養(yǎng)學(xué)生合作能力與自我解決問(wèn)題的能力，因此實(shí)驗(yàn)以小組形式學(xué)習(xí)，6 人為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，小組共同選題自行收集實(shí)驗(yàn)資料、文獻(xiàn)，共同完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

3.1 改革特點(diǎn)

互聯(lián)網(wǎng)背景下學(xué)生學(xué)習(xí)更有針對(duì)性，自我學(xué)習(xí)借助互聯(lián)網(wǎng)與教師交流溝通解決問(wèn)題，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)仿真模擬教輔軟件更好地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程，解決了實(shí)驗(yàn)資源稀少等物質(zhì)問(wèn)題。

線上線下的有序結(jié)合，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)視頻學(xué)習(xí)新知識(shí)節(jié)約了課堂成本，從使課堂教育變成重點(diǎn)內(nèi)容教育、延伸拓展教育。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程是一個(gè)學(xué)習(xí)新事物從發(fā)現(xiàn)到探究再到發(fā)現(xiàn)的發(fā)展過(guò)程，課程強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)性，從課程設(shè)計(jì)之初到課后反思都在無(wú)時(shí)無(wú)刻地引導(dǎo)著學(xué)生的積極性，幫助學(xué)生自我探究和提升自我學(xué)習(xí)能力。

理論課程與實(shí)驗(yàn)課程的穿插學(xué)習(xí)，理論學(xué)習(xí)運(yùn)用于實(shí)踐操作，這本就是自然學(xué)習(xí)發(fā)展的科學(xué)道路。有別于傳統(tǒng)教學(xué)中理論課堂與實(shí)驗(yàn)課程的分開(kāi)教學(xué)方式，穿插教學(xué)擁有更強(qiáng)的探究性，新知識(shí)學(xué)習(xí)完成之后立即進(jìn)行仿真模擬操作，知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐，而后實(shí)踐又反作用于更深層次的學(xué)習(xí)，理論與實(shí)踐互推互進(jìn)共同發(fā)揮課程優(yōu)秀的教學(xué)效果。

3.2 改革實(shí)施舉例

基于“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式下，學(xué)校食品與生物工程學(xué)院積極開(kāi)展了教學(xué)改革，以2017 級(jí)食品質(zhì)量與安全的“儀器分析”課程中原子吸收光譜儀為例進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”的原子吸收光譜儀教學(xué)實(shí)踐見(jiàn)表1。

3.3 改革效果評(píng)價(jià)及展望

在該模式下2017 級(jí)食品質(zhì)量與安全“原子吸收光譜儀”教學(xué)相比以往課程教學(xué)中學(xué)生主動(dòng)性更強(qiáng)，大部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)效率提高，動(dòng)手能力和分析判斷問(wèn)題的能力得到提升，提倡繼續(xù)實(shí)行該教學(xué)方案。

根據(jù)學(xué)生反饋內(nèi)容可知，該方案對(duì)絕大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)“儀器分析”課程有積極作用。然而課程改革也有不完善的地方，如何解決課余時(shí)間的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)問(wèn)題，如何制定更高效的課堂教學(xué)內(nèi)容，如何更好地獲取學(xué)生反饋的信息與學(xué)生交流導(dǎo)等問(wèn)題有待進(jìn)一步實(shí)踐研究。

4 結(jié)語(yǔ)

“互聯(lián)網(wǎng)+翻轉(zhuǎn)課堂”作為一種高校教學(xué)模式，在“儀器分析”教學(xué)方面確實(shí)有不俗的教學(xué)效果。改變傳統(tǒng)“儀器分析”教育模式中以課堂、教材、教師為中心的教學(xué)方式，重組教育結(jié)構(gòu)為教學(xué)主體回歸于學(xué)生起到了重要作用。當(dāng)今時(shí)代瞬息萬(wàn)變，未來(lái)教育的趨勢(shì)向依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)發(fā)展，抓住時(shí)代變化的浪潮，提升“儀器分析”教育實(shí)力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提升學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)作能力和操作能力，為社會(huì)和國(guó)家培養(yǎng)優(yōu)秀應(yīng)用型人才。