紅外光譜分析的翻轉(zhuǎn)教學(xué)研究

王會(huì)才，張紀(jì)梅，楊 林

（天津工業(yè)大學(xué)，天津西青區(qū)300387）

翻轉(zhuǎn)教學(xué)已逐漸成為提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要教學(xué)模式。紅外光譜分析是物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析強(qiáng)有力的工具之一，已廣泛應(yīng)用于日常分析和科學(xué)研究。傳統(tǒng)的紅外光譜分析教學(xué)主要以課堂教學(xué)為主，而填鴨式的教學(xué)方式，不僅導(dǎo)致教師在課堂上無法評(píng)估學(xué)生的知識(shí)內(nèi)化情況，而且學(xué)生們的課堂參與度較低，不利于學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。翻轉(zhuǎn)教學(xué)雖然顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)過程，卻沒有提出相應(yīng)的教學(xué)策略和教學(xué)方法。針對(duì)這些問題，筆者就《紅外光譜分析》的翻轉(zhuǎn)教學(xué)提出了改革方案，以期提高該課程的教學(xué)效果，探索強(qiáng)化學(xué)生自學(xué)能力以及創(chuàng)新能力的教育教學(xué)體系，促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的逐步建立。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，精心準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

翻轉(zhuǎn)課堂不只是在形式上的翻轉(zhuǎn)，還是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)、拓展與深入挖掘[2]，因此，僅僅將授課的PPT等資源照搬放到網(wǎng)絡(luò)上無法取得預(yù)期效果。翻轉(zhuǎn)教學(xué)要求教師不僅要從教的角度，而且更重要的是從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行深入分析研究，將教學(xué)內(nèi)容按照主次、難易程度，分解成一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)，然后按照學(xué)習(xí)過程的內(nèi)在規(guī)律，將教學(xué)內(nèi)容重新編排整理形成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。在網(wǎng)絡(luò)資源編排上力求突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，并設(shè)計(jì)典型案例解析加以引導(dǎo)，同時(shí)以多層次的問題設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，有效引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)。例如，在紅外光譜基本原理教學(xué)中，首先選取典型譜圖，然后提出問題，包括譜圖上為什么有峰？峰是怎么來的？為什么峰有強(qiáng)有弱，數(shù)量有多有少？峰與化合物結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？通過學(xué)習(xí)資料的編排逐一解決上述問題，讓學(xué)生懷著濃厚的好奇心觀看網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)中，可以引用優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)資源，采用Flash動(dòng)畫或者圖片將晦澀難懂的基本原理形象化，以加深印象，幫助學(xué)生理解，如紅外光譜中化學(xué)鍵的各種振動(dòng)形式以及產(chǎn)生的譜圖就可以采用這種形式，教學(xué)效果非常好。此外，在每節(jié)學(xué)習(xí)結(jié)束后，針對(duì)該節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同層次的考核習(xí)題，并開放自由討論環(huán)節(jié)，用于掌握學(xué)生的自學(xué)情況。

二、課前充分挖掘信息，掌握自學(xué)情況，提高課堂教學(xué)效率

要在有限的課堂教學(xué)中解決所有學(xué)生心中的疑惑，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化，教師的幕后工作必不可少。但是，在課堂上能夠提出問題或者愿意提出問題的學(xué)生寥寥無幾，這是需要教師長(zhǎng)時(shí)間引導(dǎo)才有望改變的現(xiàn)狀。那么如何在這種背景下，挖掘出學(xué)生沒有掌握或者理解有偏頗的教學(xué)內(nèi)容，將是翻轉(zhuǎn)教學(xué)成敗的關(guān)鍵之一。我們?cè)诮虒W(xué)改革實(shí)踐過程中采用兩種手段實(shí)現(xiàn)了這些信息的提取。首先，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資料的準(zhǔn)備中，設(shè)計(jì)不同層次、不同形式的問題，特別是圍繞重點(diǎn)問題、易混淆的概念、難以理解的問題等設(shè)計(jì)習(xí)題，并在習(xí)題中設(shè)計(jì)陷阱，旨在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度；其次，利用網(wǎng)站的后臺(tái)信息統(tǒng)計(jì)分析功能，統(tǒng)計(jì)學(xué)生們?cè)诟鱾€(gè)知識(shí)點(diǎn)上分配的時(shí)間、解答問題的正確率、自由討論區(qū)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率等，以期準(zhǔn)確掌握學(xué)生們存在問題的知識(shí)點(diǎn)，從而為提高課堂教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

三、課中重點(diǎn)突出，以問題引導(dǎo)學(xué)生參與，培養(yǎng)學(xué)生思辨與創(chuàng)新能力

課堂教學(xué)是集中解決學(xué)生自學(xué)中存在的問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化的關(guān)鍵，也是體現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才貢獻(xiàn)的重要階段。在課前數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，在有限的時(shí)間內(nèi)講透知識(shí)點(diǎn)并不難，翻轉(zhuǎn)教學(xué)中課堂教學(xué)的難點(diǎn)在于如何讓學(xué)生主動(dòng)提出問題，并能夠利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)階段獲得的知識(shí)進(jìn)行思考，鍛煉他們的邏輯思維能力以及分析問題、解決問題的能力。在教學(xué)實(shí)踐中，教師要讓學(xué)生了解翻轉(zhuǎn)教學(xué)在培養(yǎng)自學(xué)能力、創(chuàng)新能力以及思辨能力等方面的意義，鼓勵(lì)他們主動(dòng)參與課程教學(xué)，提出問題；其次，在課堂教學(xué)過程中隨時(shí)拋出問題或者譜圖，從學(xué)生們的反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)仍未掌握的細(xì)節(jié)，加以相應(yīng)強(qiáng)化；再次，在教學(xué)過程中讓學(xué)生們多接觸實(shí)際生產(chǎn)、生活中紅外光譜的應(yīng)用實(shí)例，開闊學(xué)生們的視野；最后，教師也可讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到紅外光譜分析的優(yōu)勢(shì)及其不足之處。

四、課后組織個(gè)性化答疑，優(yōu)化考核體系，促進(jìn)翻轉(zhuǎn)教學(xué)良性發(fā)展

課堂教學(xué)可以解決共性問題，但不能完全解決所有人的問題。網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，不僅可方便師生之間課前溝通，而且有利于教師為學(xué)生提供個(gè)性化的答疑服務(wù)。除此之外，為了提高學(xué)生的課堂參與度，培養(yǎng)他們的綜合能力，在學(xué)習(xí)成績(jī)的評(píng)定方面，教師應(yīng)重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力、課程參與度以及思辨能力的考核。在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，首先，考核體系中需設(shè)置平時(shí)成績(jī)，且需要有足夠大的比重；其次，需要對(duì)學(xué)生在整個(gè)教學(xué)體系中各個(gè)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)加以評(píng)價(jià)，以保證平時(shí)成績(jī)的客觀性。然而，由于缺乏具體的定量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及參考依據(jù)，平時(shí)成績(jī)難免受到教師的個(gè)人印象及喜好的左右，因此，如何客觀評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、課程參與度以及思辨能力，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和思考，仍是今后研究的重點(diǎn)。

《紅外光譜分析》課程的翻轉(zhuǎn)教學(xué)取得了較好的教學(xué)效果，主要體現(xiàn)在：學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯提高，課堂氛圍良好，課堂講授雖然內(nèi)容明顯減少，但是在課堂上能夠明顯感覺到學(xué)生們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。與此同時(shí)，在課堂上也經(jīng)歷了初期出現(xiàn)的冷場(chǎng)以及后期課程討論中來自學(xué)生們各種各樣提問的強(qiáng)烈沖擊。在今后的教學(xué)中，我們應(yīng)繼續(xù)探索適合于翻轉(zhuǎn)教學(xué)的教學(xué)策略和教學(xué)手段，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，逐步建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。