混合式教學模式在天然藥物化學結構波譜解析中的應用

關 麗，趙惠茹*，楊 陽，陳云梅

（西安醫學院藥學院，陜西西安 710021）

波譜解析是應用紫外光譜（UV）、紅外光譜（IR）、核磁共振譜（NMR）和質譜（MS）等現代物理手段研究有機化合物化學結構的一門學科，在高等學校藥學、化學及相關專業均將波譜解析設為專業基礎課[1]。對于藥學專業學生來講，學好波譜解析這門課是今后從事天然藥物化學等研究方向的必要保障，也是學校建設天然藥物化學一流課程的重要組成部分。該課程包含大量的物理學基本原理，大多抽象而深奧，是藥學專業課中較難的一門學科[2]，導致在傳統教學模式下學生缺乏學習的主動性，學習效果不佳。因此對該課程進行教學模式改革，通過混合式教學模式調動學生的學習積極性，以達到教學效果的顯著提高。近年來，隨著線上線下混合式教學的發展，涌現出了諸如“超星學習通”[3-4]“對分易”[5]“雨課堂”[6-7]等一系列網絡教學平臺，本文主要探討了采用超星學習通平臺開展天然藥物化學結構波譜解析課程混合式教學的具體實踐。

1 超星學習通平臺功能介紹

超星學習通是一個網絡教學平臺，它是基于移動互聯網的新一代教學生態系統，可以開展課堂內外即時即饋即互動的線上線下混合式教學[8]。教師開課前可以在“我”界面下的“課程選項”進行建課，一個課程可以同時建立多個平行班級，這樣只要在一個班級里面發放視頻、資料、課件、習題、討論等那么所有班級就會都可以共享看到。對于多個老師教授同一門課程的情況，超星學習通也可以避免重復建課的繁瑣，只需一個老師建課，添加教學團隊即可。完成建課后又在手機端會出現教案、章節、資料、通知、作業、考試、討論和統計八大模塊。其中最常用的是章節，開課前可以根據每次課對應的教學內容對章節進行編輯并上傳相應的學習視頻、PPT和預習作業，這部分操作主要是在電腦端完成。上課時首先通過“投屏”開啟手機APP與電腦端同步教學，教師可利用該平臺的“簽到”“選人”“搶答”“隨堂練習”“問卷”“投票”等模塊提高課堂活躍度，增加課堂互動。課后有“討論”模塊可以使學生對知識進行鞏固和拓展。

2 基于學習通平臺的波譜解析紫外光譜章節課程設計

2.1 教學資源準備環節

開課前，教師需要建立完整的課程體系即在“章節”處編輯目錄以下的章節。以第一章紫外光譜為例，如圖1所示，包括6個學時3次課程，因此添加3個二級目錄，分別為緒論和紫外光譜的基本知識、影響紫外吸收光譜的主要因素、各類化合物的紫外光譜以及紫外光譜在結構解析中的應用。在每個小節下面可以通過編輯插入小視頻和PPT，小視頻可以作為預習時發放的任務點，PPT可用于上課時線上線下投屏使用，這樣就構建了一個完整的網絡信息化教學環境。教師、學生與教學資源作為教學主體，由學習通平臺作為溝通介質，建立相互間有效的溝通。除了視頻和PPT，課前還需要對課程進行合理設計，如提前建立“題庫”以提供預習作業和課堂上隨堂練習的資源。教師也可以提前設計投票、分組討論以及問卷調查以豐富整個課堂教學。教師根據學習通平臺數據進行統計分析，得出學生的學習側重點，并合理調整教學方案。通過課前準備階段，教師可以從整體上把控教學環節，為充分了解學生學習動態提供了有力保障。

圖1 教學資源準備

2.2 課前自主學習

紫外光譜包括3個小節：紫外光譜的基本原理、影響紫外光譜的主要因素以及各類化合物的紫外光譜。課前，教師通過發布任務點的方式要求學生學習每一節課知識點的預習視頻，學生自行安排時間學習相關知識，完成視頻學習后通過預習作業檢驗學習效果，教師可以摸底學生對知識的掌握程度。學生也可以就預習中遇到的問題在平臺與老師討論，教師可以在上課前對學生的預習情況進行統計，以方便課堂上有針對性地以問題為導向展開教學。混合式教學效果的好壞關鍵在于教師在課前對教學資源的設計，與傳統教學模式相比，采用該平臺的課前學習模式更有針對性。這里以紫外光譜中的概念發色團和助色團的掌握為例，預習視頻中介紹了π-π*躍遷和n-π*躍遷可以產生紫外吸收，那么提問發色團和助色團哪個可以產生紫外吸收，通過字面意思的解讀，發色圖顧名思義產生顏色，助色團意思是幫助產生顏色，因此通過預習我們就可以得出可以產生π-π*躍遷和n-π*躍遷的是發色團。

2.3 課堂教學全過程評價

上課時教師可以通過手勢簽到建立考勤模式，這與傳統考勤相比可以提高效率，節約時間。通過“投屏”可實現教師電腦PPT與學生手機端同步播放，避免后排同學看不清PPT而影響教學效果。課堂上，完成一個知識點的學習可以發放“隨堂練習”以便及時發現學生對知識點的掌握情況，從而決定是否需要對知識點進行二次鞏固。也可以通過“選人”和“搶答”環節，調動學生的學習積極性，活躍課堂氣氛，避免滿堂灌的現象，學生回答完畢后教師可以根據滿意程度酌情加分，避免了手工記錄的麻煩與期末統計的不方便。此外，遇到一些課堂上需要討論的問題，教師可以首先發布“主題討論”至學生，同時通過“分組任務”選擇分組方式，令學生通過分組的形式對問題進行探討，通過交流加深對知識的理解。對于一些開放性問題，教師還可以發布“投票”來摸底學生對一些問題的態度。一次性灌輸很多知識學生可能很難學懂學透，如果能夠以多次少量安排一些隨堂練習和討論，學生不必要一直吸收知識而無法自我思考。課堂全過程評價的關鍵是教師對課程講授內容的設計和對教學活動的把控。教學采用學習通進行線上線下混合式教學，對課堂進行線上全過程評價，與傳統教學模式相比，大大提高了學習評價效率，可以成為學生平時成績的重要依據[9]。

2.4 課后知識鞏固階段

利用超星學習通發布課后作業，學生可以在完成后拍照上傳至“作業”模塊，教師可以在批改后將優秀作業上傳至資源共享并作為期末考試的學習資料。教師也可以將上課時的PPT以及一些課外拓展上傳至資料方便學生掌握知識并做一定的延伸。對于藥學工作者，利用紫外光譜的原理通過紫外分光光度計來測定化合物的含量應用非常廣泛。紫外光譜可以用于中藥成分黃酮、多酚以及多糖等的定量分析。教師結合自己的科研方向，上傳最新的利用紫外分光光度法研究天然藥物化學成分的學術文獻，可以使學生做到理論知識聯系實際應用，如圖2所示，實現科研反哺教學。

圖2 課堂拓展資料準備

此外，可以在“討論”模塊發布問題，引發學生對所學知識的理解。例如紫外光譜提供了化合物的共軛信息，發布討論“為什么酚酞在酸性溶液中是無色而在堿性溶液中變紅”，學生在討論中可以利用紫外光譜去解釋生活中常識背后的奧秘。比如通過讓同學們討論紅移和藍移命名背后的原理，可以避免大家死記硬背紅移和藍移的概念，而是可以從可見光區能量由小到大分別是紅橙黃綠青藍紫，所以紅色能量最小，所以紅移就是向能量小的方向移動，反之藍移即向能量大的方向移動。又比如，蘆丁是一種黃酮類結構，那么為什么加入三氯化鋁會使它I帶和II帶均發生紅移呢？通過同學們的討論，互相借鑒與學習，就可以明白是因為鋁離子與鄰二酚羥基形成了共軛結構，共軛越長，越紅移。通過以上實例的恰當應用，教師在傳授專業知識的同時，也培養了學生“透過現象看本質”和“勇于探索未知”的科研素質和精神。

在基于超星學習通的智慧課堂教學模式下，可以將學生的成績分為課前預習得分、課堂隨堂練習以及選人搶答得分、課后討論和章節作業三大部分。教師可以從學生課前預習、課中練習和課后討論與作業整體評價學生的學習效果。

2.5 教學效果評價階段

采用學習通的線上線下混合式教學模式更加注重全過程考核。過程性評價相比過去課堂上的提問能更準確地反映學生的學習態度，也可以較直接地判斷學生的學習能力。教師可以通過學習通平臺上傳針對教學知識的習題，在規定時間內學生完成答題并形成統計數據，在科學化的統計體系下，可以有效規范整個教學過程。同時，學生也可以通過學習通實現學習效果自評報告，從而有針對性地規劃學習計劃。基于超星學習通平臺的線上線下混合式教學令教學模式更加多元化，打破了傳統的單一化教學，可以提升整體的教學質量。

2.6 教學反思

超星學習通平臺的使用豐富了課堂的教學模式，通過線上提供教學視頻和PPT，可以使學生利用手機隨時隨地開展學習，提高了學生的學習積極性。該平臺的使用還可以增強師生之間的互動交流，教師不僅僅是簡單地授課，還要對課程進行設計，通過課前預習完成任務點、隨堂練習選人搶答、課后作業和討論，讓學生參與到教學中，真正做到以學生為中心。

然而，利用學習通平臺開展教學也存在一定的問題。學習通全過程借助于手機，一些學生上課時可能做一些與課程學習無關的事情，這也是網絡教學平臺普遍存在的問題。然而借助網絡教學平臺開展線上線下混合式教學已成為大勢所趨[9]。

3 結束語

綜上所述，采用超星學習通開展波譜解析課程線上線下混合式教學可以使整個課堂變得“活潑”起來，對于該課程教學效果的提升具有重要的意義。