“后MOOC”背景下儀器分析實驗混合式教學改革

馬小明 (贛南師范大學化學化工學院，江西 贛州 341000)

0 引言

隨著現代科技的快速發展，大型儀器已成為研究檢測中不可或缺的重要工具。為更好適應培養應用型人才的需要，儀器分析實驗課程已經在高校相關專業本科生或研究生的專業課程中開設，致力于對學生“學以致用”能力的培養，通過對儀器結構和工作原理等理論知識的學習，掌握儀器操作方法，并能預判和解決實驗過程中所遇到的問題[1]。然而，在實際的實驗教學中，由于課程學分限制、儀器工作原理等理論知識抽象、儀器設備缺乏、課堂教學模式單一等現實問題，儀器分析實驗課程教學效果與高校培養創新性應用人才的矛盾不斷顯現[2]。學生學習缺乏自主性，實驗參與度不高，個體化差異明顯，課堂教學效果收效甚微。因此，亟需借助當前互聯網時代的便利性，對傳統的教學手段推陳出新，轉變教學模式，提升學生學習的積極性；突破固有條件的限制，讓學生對大型儀器的內部結構、實驗原理等知識有更為直觀的理解，形成系統的知識鏈；促進教學相互，提升教學質量。

1 儀器分析實驗課程教學現狀

1.1 儀器分析實驗課程內容抽象，理論與實際聯系不夠

儀器分析實驗課程涵蓋多個模塊的內容，且各個模塊相關性較小，學生難以對整個儀器分析實驗課程的內容形成系統的理解[3]。同時，學生對大型儀器的接觸較少，僅通過課堂短時間的學習無法及時消化課堂所接受的知識，容易對儀器產生陌生感和抽象感，這將極大削弱學生學習的主動性和參與度。再者，儀器分析的理論課教學雖然系統地介紹了儀器的結構和原理等知識，但純理論的課堂灌輸缺乏趣味性，學生接受度差；儀器分析實驗課程雖然融入了結構和工作原理等基本知識，然而受限于時間的關系，實驗課程側重于實際操作教學，因此理論課程和實驗課程無法實現有機融合[4]。

1.2 儀器設備配置不足

儀器分析實驗所使用的大型精密儀器一般價格昂貴，而且由于高等教育的普及，儀器設備的配置通常無法與學生實際人數相匹配[5]。因此，在實際的實驗教學中一般是分組進行實驗。分組實驗無法確保每位同學都能進行一次實際操作，同時基礎較為薄弱的同學很有可能因為對于儀器不熟悉、知識理解不到位而全程觀摩。學生實際操作的時間不充足，因此難以做到熟練掌握，長時間未接觸后容易遺忘，難以達到預期的教學效果。

1.3 教學內容陳舊且儀器封閉

現代科技進步日新月異，分析測試儀器也更新迭代。但是高校往往由于經費、場地等限制，儀器更新緩慢。在實際教學過程中，實驗內容只能圍繞現有的儀器開設，實驗項目和教學內容陳舊，學生無法接觸前沿的儀器和技術。而且，大型儀器自購買后需要由專業的工程師進行調試，核心部位一經組裝，再拆卸展示則會較為困難，不利于學生對儀器的構造進行系統的了解，很大程度限制了學生對整體知識的把握。

1.4 教學模式較為單一

儀器分析實驗的授課模式通常為教師講授和演示，學生，按照規定的操作方法和參數，模一次實驗操作。但是在實際的操作過程中，實驗條件及參數將極大影響分析結果的準確性。學生在實驗過程中依葫蘆畫瓢，很難形成系統的知識體系，無法對實驗過程中可能出現的問題進行預判，出現問題也不懂得怎么解決，這樣的教學模式極大限制了學生的思維模式，對于學生創新能力和綜合素質的培養十分不利。

2 “后MOOC”混合式教學模式

慕課(MOOC)是大規模的網絡教學模式，它對觀看者的層次、等級、年齡、學歷不作限制。MOOC主要以視頻課程的形式展示，資源易于獲取，開放性強，面向學生的范圍很廣。因為MOOC課程學習可不受時間和空間的約束，學生學習的自主性更強。同時，在MOOC課程學習中，知識點的介紹形式多樣，有文字、視頻、動畫、聲音等等，增加了學習的趣味性。對于基礎薄弱的學生或者知識點較難理解的章節，在線視頻可反復觀看，便于深層次的理解和掌握。因此，MOOC教學模式逐漸被高校引入并推廣。盡管MOOC作為一場教育界的“海嘯”有著無可比擬的優勢，但是隨著MOOC的不斷發展，其自身的設計缺陷也不斷顯現。例如，制作成本高昂，資源豐富但針對性不強，教師對在線學習的效果不能有效監管等等[6]。

SPOC (small private offline course)是在MOOC基礎上衍生的在線小規模限制性課程，被稱為“后MOOC”[7]。SPOC=MOOC+課堂交流，通過對平臺上的慕課資源進行整合，結合學校課程實際，設計開發出符合本校實際的SPOC開發課程，不僅有效彌補了MOOC的設計缺陷，還將線上和線下的教學模式有機融合，給學生帶來完整的學習體驗。SPOC的教學模式一般分為課前自學、課中內化、課后研討等方面，學生先自學SPOC中的相關資源，對課程學習內容有初步的了解。課中教師通過慕課堂及師生互動引導學生對知識點進行思考和內化。課后學生可根據教師在SPOC討論區發布的內容進行拓展討論，對知識點進行進一步的外化升華。SPOC還可根據學生的差異性進行針對性教學，根據學生知識結構的差異發布難易不同的教學視頻和討論內容，可滿足學生不同的學習需求，帶來差異性的學習體驗，更益于培養學生學習主動性，促進學生的長遠發展。

3 基于MOOC-SPOC混合教學模式的儀器分析實驗

3.1 建立基于MOOC的SPOC資源庫

教師根據學生對儀器的了解和掌握情況，充分運用MOOC平臺現有的資源進行整合，并根據本校實際儀器分知識點錄制精簡短小的教學視頻，便于學生利用碎片化時間進行有效學習。針對不同層次的學生，發布難易程度各異的教學視頻及討論內容，滿足不同結構層次學生的學習需求。要求學生在課前自學有關儀器結構、原理、實驗步驟和操作規范等內容，通過學生在線打卡進行后臺監督學生有效預習的程度。為了進一步確保學生學習的有效性，在視頻中針對具體的知識點和實驗中易錯的操作進行穿插打卡提問，通過后方可進行后續的視頻學習。這種自助通關式的打卡方式可對學生學習的自主性進行監管，最大程度確保學生課前預習的有效性。同時，在視頻學習之后，教師可發布系統的線上測試試卷，針對相關章節知識點、儀器原理、操作規范對學生掌握程度進行測試，試卷可多次作答，但需達到一定分數方可進入后續的線下課堂學習。

3.2 儀器分析實驗現場教學

在SPOC線下教學過程，教師可以創新融合“慕課堂”進行教學改革。慕課堂是中國大學慕課課堂教學的智能助手，作為連接線上線下教學的紐帶，對于推動課堂教學改革具有重要的作用。線下教學時，利用慕課堂微信小程序實現簽到功能。課堂教學過程也可以借助慕課堂的微視頻、問答等活躍課堂氣氛，要求學生通過隨機分組或者固定分組等形式，在組內進行實驗講解、演示和小組討論等活動，讓學生參與課堂教學，把自主學習的成果進行知識輸出，推動知識點的內化。在此過程中，學生成為真正意義上的學習主體，教師則側重于對SPOC平臺上提問最多的問題、課程知識難點以及知識拓展進行講解，引導學生學會思考和論證，促進教學相互。這樣的課堂教學打破了傳統教學模式中知識點講解花費時間多，學生交流討論少，教學模式“滿堂灌”，學生被動性吸收等缺陷，更有利于學生獨立思考和批判性思維的培養。

3.3 建立課后習題及討論專區，轉變課程考核形式

線下教學結束后，教師可通過SPOC的交流討論區對知識點做進一步的拓展和鞏固。通過發布課后習題，加深學生對知識點的理解，教師應當注重課后習題難易程度的分配，以滿足不同層次學生的學習需求。同時，教師可以建立互動交流專區，針對學生在實驗過程中遇到的問題或者想進一步了解的問題進行交流討論，在交流的過程中對知識進行升華，教師最后對學生提出的問題進行專業性的解答，引導學生學會舉一反三的能力。

此外，傳統的課程考核方式較為片面，一般依靠學生照搬照抄的預習報告、實驗數據等作為考核的依據，對于學生知識的掌握程度無法很好進行區分。基于MOOC-SPOC模式的教學評價可通過平時成績及期末成績統籌打分。將學生在課前線上測試的答題情況、課堂出勤率、活躍程度、實驗數據、課后討論的積極性等作為平時成績的主要依據，期末考試則圍繞課堂教學的重點和難點進行考察。這樣的考核方式可以有效區分學生對于儀器分析實驗的整體掌握情況，評價機制更為合理。

4 結語

MOOC豐富的教學資源為高校教學改革提供了路徑和手段，將SPOC與MOOC有機融合，可以最大程度發揮在線教學的優勢。基于MOOC-SPOC的混合式課堂教學模式打破了傳統教育模式的短板，為儀器分析實驗課程教學方式的改革提供了方向。將傳統的“被動性學習”轉變為教師引導的自主討論，從學生需求出發，有利于培養學生的自主性和批判思維能力。