摘 要：儀器分析是化學(xué)類本科生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在課時(shí)少，學(xué)生得不到有效思維訓(xùn)練等問(wèn)題。翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而引進(jìn)國(guó)際流行的慕課資源助力課前預(yù)習(xí)，可以有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增加教學(xué)互動(dòng)性，強(qiáng)化理論教學(xué)的效果。

關(guān)鍵詞：慕課；儀器分析；翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我校的分析測(cè)試中心是學(xué)校教學(xué)和科研的重要陣地，面向化工、材料、紡織等學(xué)院的許多專業(yè)開(kāi)設(shè)儀器分析課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和思維創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。

1 儀器分析實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的問(wèn)題

《儀器分析》是理工科院校化學(xué)及相關(guān)學(xué)科本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容主要包括光化學(xué)、電化學(xué)、色譜和質(zhì)譜等，涉及化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容抽象，很多知識(shí)點(diǎn)理解難度大[ 1 ]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是把抽象的理論知識(shí)和具體的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程。如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量，在有限的時(shí)間內(nèi)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，一直是考驗(yàn)儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作者的難題。

從我校儀器分析實(shí)驗(yàn)多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐看，該課程主要存在以下幾方面的問(wèn)題。

1.1 實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)較少

《儀器分析》課程分為理論課和實(shí)驗(yàn)課兩部分，二者的課時(shí)數(shù)通常按3∶1的比例分配，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)較少。

部分同學(xué)因?yàn)楦咧须A段的化學(xué)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)先修課程如大學(xué)化學(xué)的知識(shí)掌握不全面，原本希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，但這一教學(xué)目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐葟?fù)習(xí)基礎(chǔ)理論，之后又要練習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)技能。

1.2 實(shí)驗(yàn)課與理論課的時(shí)間安排脫節(jié)

由于理論課的時(shí)間較長(zhǎng)，通常實(shí)驗(yàn)課安排在理論課幾個(gè)星期后才進(jìn)行，使得學(xué)生不能及時(shí)深入地去理解理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課上，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)相關(guān)的理論知識(shí)概念混淆，理解不深。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量有限且較貴重

由于大型精密儀器數(shù)量的限制，我們通常將學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無(wú)法做到讓每個(gè)學(xué)生全程獨(dú)立操作。這一做法會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^強(qiáng)的同學(xué)沒(méi)有成就感，而較差的同學(xué)在團(tuán)隊(duì)作業(yè)中沒(méi)有壓力感。另外，對(duì)于一些較為貴重的儀器，同學(xué)們只能觀看老師的演示操作，沒(méi)有實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)。

上述問(wèn)題嚴(yán)重影響了儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，急需采納新的教學(xué)模式進(jìn)行改革。

2 翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)

大學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)一直是美國(guó)高等教育的特色。近年來(lái)，創(chuàng)新型教育理論在我國(guó)成為研究熱點(diǎn)，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)可自主學(xué)習(xí)的重要性，國(guó)內(nèi)許多重點(diǎn)大學(xué)也都陸續(xù)改進(jìn)了化學(xué)類實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式。

教學(xué)過(guò)程分為知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化兩個(gè)階段。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，知識(shí)傳授由教師在課堂上講授完成，知識(shí)內(nèi)化則需要學(xué)生在課后通過(guò)習(xí)題作業(yè)或手動(dòng)實(shí)踐來(lái)完成。翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）則是將這兩個(gè)階段在時(shí)間上做了重新的規(guī)劃和調(diào)整。知識(shí)傳授過(guò)程在課外進(jìn)行，由同學(xué)自行選擇合適的方式接受新知識(shí)；而知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程則發(fā)生在課堂上，同學(xué)之間、同學(xué)和老師之間協(xié)作探究自主學(xué)習(xí)過(guò)程中遺留的問(wèn)題，互相交流更多[ 2 ]。

翻轉(zhuǎn)課堂開(kāi)創(chuàng)了全新的教學(xué)模式，教師由傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和指導(dǎo)者，學(xué)生也從知識(shí)的接納者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的探求者，教學(xué)效果有了大幅度的提升[ 3 ]。

由于翻轉(zhuǎn)課堂通常借助信息化的技術(shù)手段，不斷涌現(xiàn)的新型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境成為知識(shí)傳授的重要途徑。

3 儀器分析實(shí)驗(yàn)課程實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

重視學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)。要想安排好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生需要首先充分理解理論教學(xué)中涉及到的原理和方法，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)驗(yàn)證和鞏固各知識(shí)點(diǎn)。

由于實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)課和相關(guān)理論課的距離時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解已較為生疏，所以及時(shí)在實(shí)驗(yàn)課前充電，充分復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)十分必要。

自主學(xué)習(xí)的方式可以靈活多變。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，同學(xué)們已經(jīng)習(xí)慣通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜尋最新的信息。網(wǎng)絡(luò)課堂的存在形式也在悄然發(fā)生著變化。前些年我們學(xué)習(xí)的標(biāo)桿是國(guó)家級(jí)精品課程，該項(xiàng)目是教育部在2003年啟動(dòng)的。

誠(chéng)然，國(guó)家精品課程匯聚了一流的教師隊(duì)伍，一流的教學(xué)內(nèi)容和一流的教學(xué)管理，是講解質(zhì)量很高的示范性課程，但是其教學(xué)組織形式仍舊比較傳統(tǒng)，教學(xué)視頻多為教室課堂實(shí)錄，一節(jié)課時(shí)間大約50分鐘，學(xué)習(xí)者容易視聽(tīng)疲勞。

而我國(guó)從2013年推出的慕課等微型教學(xué)視頻每一集的播放時(shí)間僅十幾分鐘，短小精悍，學(xué)習(xí)吸收效率更高。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的組織形式可由驗(yàn)證行變?yōu)榉治鲇懻撔汀Ｓ捎谕瑢W(xué)們?cè)谡n前做了充分的預(yù)習(xí)，在課時(shí)較短的實(shí)驗(yàn)課時(shí)間內(nèi)，我們的任務(wù)就可由以往的驗(yàn)證知識(shí)點(diǎn)或原理轉(zhuǎn)變?yōu)榉治鰧?shí)驗(yàn)現(xiàn)象和問(wèn)題。通過(guò)研討不同實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，思考直觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在差異的原因，有助于同學(xué)們加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)。

由于各個(gè)學(xué)校的大型儀器的品牌、型號(hào)都不一樣，其具體的應(yīng)用軟件操作步驟也不相同，但這并不影響各類實(shí)驗(yàn)的框架和流程。我們需要學(xué)生最終掌握的是基礎(chǔ)的理論知識(shí)，而不是針對(duì)某一具體儀器的軟件操作步驟。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課上更注重對(duì)操作技巧和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論，而弱化軟件操作。

4 慕課融入學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)

慕課（MOOC）是大規(guī)模開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放課程（Massive Open Online Courses）的縮寫。慕課與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程不同，它更注重教學(xué)互動(dòng)。這一新型的互聯(lián)網(wǎng)在線學(xué)習(xí)模式一經(jīng)興起，就吸引了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注[ 4 ]。

紐約時(shí)報(bào)把2012年稱為“MOOC元年”。由高等院校創(chuàng)建的MOOC平臺(tái)主要有Coursera、Udacity和edX。隨后的2013年則是“中文MOOC元年”，由清華大學(xué)首先研發(fā)推出，現(xiàn)發(fā)展為學(xué)堂在線。2014年，愛(ài)課程網(wǎng)和網(wǎng)易合作推出了擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的慕課平臺(tái)中國(guó)大學(xué)MOOC，免費(fèi)提供國(guó)內(nèi)許多一流高校的課程。

慕課課程內(nèi)容豐富靈活，學(xué)習(xí)時(shí)間自由，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)體驗(yàn)來(lái)決定是否需要反復(fù)學(xué)習(xí)。在中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)站上，儀器分析被納入分析化學(xué)課程。通過(guò)第一階段化學(xué)分析的學(xué)習(xí)，先讓學(xué)生掌握基本的化學(xué)分析方法、原理和計(jì)算，具備初步的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)能力和文獻(xiàn)查閱能力， 之后才轉(zhuǎn)入第二階段儀器分析的學(xué)習(xí)。由于儀器分析是根據(jù)物質(zhì)的光、電、聲、磁、熱等物理和化學(xué)特性對(duì)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)等信息進(jìn)行分析和測(cè)量，在化學(xué)分析后再學(xué)習(xí)光譜、波譜、色譜等現(xiàn)代分析技術(shù)，有助于讓學(xué)生更加系統(tǒng)的掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析方法，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。

慕課的課程主頁(yè)面通常包括課件、討論區(qū)、進(jìn)度、考試這幾部分。在課程視頻的學(xué)習(xí)過(guò)程中，有關(guān)于所講知識(shí)點(diǎn)的小測(cè)試，完成測(cè)試才會(huì)繼續(xù)播放。視頻時(shí)常通常不超過(guò)15分鐘，可以隨時(shí)快進(jìn)或后退，也可以反復(fù)觀看。討論區(qū)是學(xué)習(xí)者之間或與老師之間討論交流的區(qū)域。大家可以在發(fā)帖區(qū)域搜索自己遇到的問(wèn)題，或許以前也有人問(wèn)過(guò)，并且已經(jīng)被答復(fù)，也可以通過(guò)訂閱郵件的方式獲悉論壇中最新發(fā)布的消息。在進(jìn)度區(qū)，學(xué)習(xí)者還可以看到自己的學(xué)習(xí)排名情況，這樣的設(shè)計(jì)有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極性。

5 結(jié)語(yǔ)

高校教學(xué)改革的目的是提高教學(xué)水平，培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，具有應(yīng)用性和開(kāi)拓性的創(chuàng)新型人才。合理的利用慕課資源，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還能在課時(shí)不變的情況下有效提高儀器分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)互動(dòng)性，挖掘?qū)W生的主動(dòng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐守芳，陸宏志.以問(wèn)題為導(dǎo)向 以學(xué)生為主體的儀器分析教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2015，18（5）：112-114，118.

[2] 王彥沙，劉松艷.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)化學(xué)，2016，31（4）：17-21.

[3] 張玉明，王彥芳，曲占良，劉秀華，唐婷.基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（38）：260-262.

[4] 石乃恩.慕課時(shí)代的儀器分析理論課堂教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科技視界，2016（1）：22，59.

作者簡(jiǎn)介：

王丹丹（1982-），女，漢族，江蘇鹽城人，碩士，講師，研究方向：實(shí)驗(yàn)儀器分析。