互聯網時代下翻轉課堂在“儀器分析”課程中的應用研究

李長濱，王 釗，楊謹旭，岳曉禹

（河南牧業經濟學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450046）

0 引言

“儀器分析”課程作為一門理工科高等院校開設的專業基礎課，是一門實踐性課程?！皟x器分析”課程既有理論課程也有實驗課程，涉及多學科，理論知識復雜、講解難度高，非相應專業領域學生學習、思考空間受限，難以激發學生學習興趣，其實驗課程單一、實驗器材有限，常常出現一個班的學生圍繞一臺機器學習，每位學生的實操過程甚少，實驗教學很難到達人人有實驗、人人可操作的目的。而且“儀器分析”課程在傳統教育下，教學低效、對學生情感不關注、對學生興趣顧及不到位影響了學生學習、阻礙了學生的發展。

近年來，我國質量問題頻發，質量安全成為人們的關注熱點，質量檢測也變得尤為重要。在當今人人強調安全的社會背景下國內各類檢測機構的新興，社會對質量檢測人才、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、應用型人才，探索如何提高學生對儀器分析課程的自主學習能力、讓學生更有效地學習，使教學資源的利用率最大化，這些問題成為各高校對“儀器分析”課程教學改革的重點。

1 研究背景

1.1 “互聯網+ ”時代下的教育改變

在高速發展的網絡時代下，獲取知識與學習的方式已經發生了變化，新的時代需要全新的教學理論。當下互聯網不僅成為了信息與知識的主要載體，同時也成為信息與知識的主要來源，展望未來互聯網或將變成教育與學習的主要場所[1]。

“互聯網+ ”為實現教學主體回歸于學生的課堂翻轉提供了教育環境。信息時代下，“互聯網+ ”對教育資源、教育機構、學習模式、教學模式等多個教育因素影響較深：教育資源從封閉式教育變為了開放式教育、資源共享，人人可以學習無需集聚在校園課堂學習；教育機構從單一變為多元；學生的學習模式從被動變為主動，學習成為無時不可、無地不可的事情、不必再依賴課堂與書本，讓學生學習在時間和空間上更自由、學習更自主；教學模式從灌輸變為了互動，改進了傳統教育中以教師為中心授課模式，減少了學生對教師的依賴性，注重互動對話的“翻轉課堂”、教師協助學生達成教學目的已成為必須進行的改革重點[2]。

1.2 “翻轉課堂”教學模式

“翻轉課堂”是指與傳統教學模式下以教師為主體的教課方式不同的，由學生自行完成知識學習，而后在課堂與教師互動，知識運用與提升的教學新方式?；诨ヂ摼W時代，教育資源共享化，只要有網絡就可以實現隨時隨地的學習，“翻轉課堂”教學模式得以更好地實現。現在經典“翻轉課堂”案例“可汗學院”自2004 年起開始制作，得到教育界的關注[3]。

“翻轉課堂”的出現帶來的是“學校教育系統結構性的變化”，改變了“課堂教學結構”是“學校教育系統的主要結構”主體與核心的觀念。教學前準備、課前活動、課堂活動、課后活動、課后學生鞏固練習與教師教學反思是組成“翻轉課堂”的主要教學程序[4]。“翻轉課堂”較好地體現了“混合式學習”的優勢，更符合人類的認識規律，能促進教學資源的有效利用和研發科研?！胺D課堂”模式下師生角色發生了轉換，有助于構建新的師生關系，教師逐漸由知識傳授者向教學資源開發者、教學幫助者、指導者轉變。教育者根據不同的教學情境進行適當的課程設計，依據受教育者現處教育階段做相應調整，在實現“學校教育系統的主要結構”結構性變革的本質上完成不同課程相應的“翻轉課堂”[5]。

2 “互聯網+翻轉課堂”在“儀器分析”課程改革中的應用

網絡時代下“儀器分析”課程改革，教育者應該更加注重學生的自主學習能力，做好引導和輔助教學的作用，改變“儀器分析”課程的傳統教育理念，適應當下的網絡時代，讓教育更加高效、學生學習更加主動。

由于“儀器分析”課程的特殊性，理論知識和實踐課程都需要兼顧。學校在傳統教學的基礎上，將課程重點內容提前拍攝形成網課供給學生學習，而后在課堂活動中以應用題的形式難點、疑點、重點進行討論與教師講解，提高課堂效率；在實驗課程前后采取仿真模擬操作練習，利用有限的教育資源在互聯網上完成實驗課程的預習和復習，以實現人人可操作、人人會操作的目的。

2.1 網絡學習空間

隨著互聯網技術發展，各高校都已經擁有網絡學習空間等各類網絡教學平臺。學校網絡學習空間現已成熟，同時學校結合市面上教學、辦公APP 平臺（如釘釘、今日校園、藍墨云班課等教輔軟件）實現網上課程通知、課程前瞻、下發課程材料、課程簽到、在線答疑、教學筆記、學習社區等人性化的智能網絡教學系統，為學生提供良好的網絡學習環境。依托網絡學習空間、釘釘中的網課平臺，教師錄制與所教課程相應的、有針對性的視頻課程提供學生學習。同時，也可以錄制高階性、創新性和挑戰度的金課，以培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維[6]。

2.2 網絡虛擬仿真

優秀的虛擬仿真模擬教輔軟件具有動態性、直觀性和交互性等優點，有助于抽象原理的理解，激發學生實驗興趣，調動學生實驗的主動性和積極性，提升學生實踐能力，提高學生實踐和創新的能力，增強了學生獨立思考解決問題的能力，在此作用下實驗教學得以高質量的保障[7]。學校配備有相應液相色譜、氣相色譜、原子熒光、原子吸光、紫外分光光度計、電位分析法等儀器的虛擬仿真模擬教輔軟件，并且開設儀器分析仿真模擬微機室、網絡仿真模擬操作課程供學生線上模擬操作，每節課程有相對應的仿真操作課程練習與作業。虛擬仿真模擬教輔軟件在實驗器材缺少的情況下實現每人了解實驗、操作實驗，并且為后期的實驗課程做準備，提升實驗課程質量的技術保障。

3 “互聯網+翻轉課堂”在“儀器分析”課程改革中的實施

依據“互聯網+翻轉課堂”教學模式特點將課程分為線上和線下2 個教學部分，又由于課程是理論與實驗2 個部分組成，改革實踐也分為理論課程和實驗課程。每個部分并非各自單獨進行，而是相互穿插、彼此遞進的關系。

利用互聯網進行實時交流，溝通與討論中互助學習，同時互聯網作為信息平臺收集教學數據反饋教師。

實驗教學課程要求培養學生合作能力與自我解決問題的能力，因此實驗以小組形式學習，6 人為一個實驗小組，小組共同選題自行收集實驗資料、文獻，共同完成實驗教學目標。

3.1 改革特點

互聯網背景下學生學習更有針對性，自我學習借助互聯網與教師交流溝通解決問題，運用網絡仿真模擬教輔軟件更好地學習實驗課程，解決了實驗資源稀少等物質問題。

線上線下的有序結合，通過互聯網的教學視頻學習新知識節約了課堂成本，從使課堂教育變成重點內容教育、延伸拓展教育。整個學習過程是一個學習新事物從發現到探究再到發現的發展過程，課程強調了學生的主動學習性，從課程設計之初到課后反思都在無時無刻地引導著學生的積極性，幫助學生自我探究和提升自我學習能力。

理論課程與實驗課程的穿插學習，理論學習運用于實踐操作，這本就是自然學習發展的科學道路。有別于傳統教學中理論課堂與實驗課程的分開教學方式，穿插教學擁有更強的探究性，新知識學習完成之后立即進行仿真模擬操作，知識運用到實踐，而后實踐又反作用于更深層次的學習，理論與實踐互推互進共同發揮課程優秀的教學效果。

3.2 改革實施舉例

基于“互聯網+翻轉課堂”的教學模式下，學校食品與生物工程學院積極開展了教學改革，以2017 級食品質量與安全的“儀器分析”課程中原子吸收光譜儀為例進行教學實踐。

基于“互聯網+翻轉課堂”的原子吸收光譜儀教學實踐見表1。

3.3 改革效果評價及展望

在該模式下2017 級食品質量與安全“原子吸收光譜儀”教學相比以往課程教學中學生主動性更強，大部分學生認為學習效率提高，動手能力和分析判斷問題的能力得到提升，提倡繼續實行該教學方案。

根據學生反饋內容可知，該方案對絕大多數學生的學習“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，如何解決課余時間的學業負擔問題，如何制定更高效的課堂教學內容，如何更好地獲取學生反饋的信息與學生交流導等問題有待進一步實踐研究。

4 結語

“互聯網+翻轉課堂”作為一種高校教學模式，在“儀器分析”教學方面確實有不俗的教學效果。改變傳統“儀器分析”教育模式中以課堂、教材、教師為中心的教學方式，重組教育結構為教學主體回歸于學生起到了重要作用。當今時代瞬息萬變，未來教育的趨勢向依托互聯網平臺實現高校教學發展，抓住時代變化的浪潮，提升“儀器分析”教育實力，培養學生自主學習、提升學生創新能力、創作能力和操作能力，為社會和國家培養優秀應用型人才。