基于儀器分析課程的混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

孫貽白 葉沐陽(yáng)

(1. 東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京；2. 南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇 南京)

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了新思路，也帶來了教育觀念、教學(xué)方式的變革[1，2]。隨著線上教學(xué)方式的引入，本科院校學(xué)校圍繞“以學(xué)生為中心”的培養(yǎng)方針，抓好“立德樹人”的根本任務(wù)，各專業(yè)的學(xué)科體系、教學(xué)體系、教學(xué)手段均發(fā)生了不同程度的改變。利用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的新型線上線下教學(xué)模式，針對(duì)我校東南大學(xué)成賢學(xué)院的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，對(duì)課程體系和內(nèi)容的改革刻不容緩。

新時(shí)代教育改革，首先要針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，努力培養(yǎng)企業(yè)所需要的人才。在傳統(tǒng)《儀器分析》課程中，理論課程與實(shí)驗(yàn)課程脫節(jié)，課程教育與企業(yè)需求脫節(jié)，課本中傳統(tǒng)儀器與日新月異的新型儀器脫節(jié)，這些都無法滿足企業(yè)所需要的應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。這要求我們采用新型的教學(xué)手段，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，并以最生動(dòng)直接的形式，在第一時(shí)間向?qū)W生展示最貼合企業(yè)需求的專業(yè)知識(shí)，做到企業(yè)需求與課堂教學(xué)的統(tǒng)一性。

再者，圍繞“以學(xué)生為中心”的培養(yǎng)方針，生動(dòng)形象的教學(xué)手段的應(yīng)用也非常重要。在互聯(lián)網(wǎng)信息不斷快速發(fā)展的大環(huán)境下，構(gòu)建利用信息化手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面的有效機(jī)制迫在眉睫?！秲x器分析》課程本身具有一些特點(diǎn)，它需要對(duì)十幾種儀器的原理、組成、操作方法、數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行學(xué)習(xí)，且每一種儀器之間的關(guān)聯(lián)性不大，內(nèi)容繁雜。而傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法將儀器搬到課堂，只能通過圖片、文字形式授課，內(nèi)容枯燥不夠形象，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率較低。此外，在儀器分析實(shí)驗(yàn)課程中，由于理論課與實(shí)驗(yàn)課脫節(jié)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)室，僅僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟按部就班，無法將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課堂理論進(jìn)行更好的結(jié)合，并沒有達(dá)到相輔相成的教學(xué)效果。

1 混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

混合式教學(xué)模式給傳統(tǒng)的《儀器分析》課程教學(xué)帶來了新的思路?；旌鲜浇虒W(xué)[3-6]是指經(jīng)由不同的課程傳輸形式、教學(xué)模式、以及學(xué)習(xí)方式有效組合而成的學(xué)習(xí)，它們通常會(huì)被應(yīng)用于一個(gè)交互性的、富有意義的學(xué)習(xí)環(huán)境之中。混合式學(xué)習(xí)把傳統(tǒng)線下教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)和線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來。通過將混合式學(xué)習(xí)教學(xué)模式應(yīng)用于《儀器分析》課程可以將課上的教學(xué)內(nèi)容通過課外時(shí)間傳達(dá)，課上將有更多的時(shí)間來用于開展課堂活動(dòng)，如高階討論、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等。學(xué)生和教師都將有更大的靈活性，學(xué)生也有更多的方式來安排他們的學(xué)習(xí)，特別是當(dāng)前獲取知識(shí)的途徑更加多元。學(xué)生更加喜歡具有在線元素的課程，技術(shù)的引入也讓傳統(tǒng)課堂擁有了更多的可能。

混合式教學(xué)模式的關(guān)鍵在于對(duì)于線上線下教學(xué)模塊的優(yōu)選，教學(xué)內(nèi)容線上線下的分配，以及優(yōu)化教學(xué)策略，真正做到“以學(xué)生為中心”。要重新設(shè)計(jì)《儀器分析》課程學(xué)習(xí)的全周期，基于知識(shí)點(diǎn)的梳理，結(jié)合線上網(wǎng)絡(luò)授課的特性，重新設(shè)計(jì)教學(xué)模式，重組教學(xué)內(nèi)容。要對(duì)《儀器分析》課程教材潛心鉆研，哪些內(nèi)容適合線上教學(xué)、哪些適合線下教學(xué)，提取出教學(xué)核心內(nèi)容，做到主次分明、重點(diǎn)突出。

2 混合式教學(xué)模式的實(shí)踐

在線上教學(xué)改革實(shí)踐中，采用了網(wǎng)絡(luò)微課堂學(xué)習(xí)單元模塊重組教學(xué)內(nèi)容。學(xué)習(xí)單元包括相關(guān)課程中儀器原理理論微課視頻、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)儀器解說視頻、在線習(xí)題庫(kù)、投票反饋部分、習(xí)題講解、在線測(cè)評(píng)等。這些學(xué)習(xí)單元既包括授課視頻這類課程知識(shí)點(diǎn)的主要載體，也包含了非視頻單元(PPT、知識(shí)點(diǎn)習(xí)題、閱讀材料等)，可以有效配合授課規(guī)頻的講解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的參與感和互動(dòng)性。圖1為網(wǎng)絡(luò)微課堂學(xué)習(xí)單元模塊建設(shè)的示意圖。

圖1 學(xué)習(xí)單元模塊建設(shè)示意圖

2.1 視頻單元的建設(shè)

利用微課視頻線上教學(xué)給傳統(tǒng)的《儀器分析》課程教學(xué)帶來了突破。在微課中，將不再有傳統(tǒng)課堂“時(shí)間”與“空間”的限制，只需在不同場(chǎng)景(企業(yè)、課堂、實(shí)驗(yàn)室等)里進(jìn)行視頻錄制，再將這些進(jìn)行視頻拼接，則可以打破時(shí)空的限制，在同一個(gè)學(xué)習(xí)過程中，暢游企業(yè)實(shí)景、理論課堂與實(shí)驗(yàn)室實(shí)景課堂，將理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)串聯(lián)起來。通過視頻，在初次學(xué)習(xí)時(shí)就可以最直觀的觀察儀器，使原本枯燥的內(nèi)容，變得豐富起來。理論微課視頻部分可以結(jié)合動(dòng)畫、視頻、PPT等數(shù)字資源，重點(diǎn)闡述了氣相色譜儀器的原理、發(fā)展、特點(diǎn)及分類。實(shí)驗(yàn)操作視頻，可以介紹儀器的操作及結(jié)構(gòu)，直接轉(zhuǎn)場(chǎng)至實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行儀器實(shí)物教學(xué)，配以動(dòng)畫、PPT解說。另外重點(diǎn)習(xí)題的解說也可以很好的節(jié)約課堂時(shí)間，將重點(diǎn)例題的講解搬到線下，學(xué)生可以反復(fù)看，按需求進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.2 非視頻單元模塊的建設(shè)

主要分為PPT的精制，知識(shí)點(diǎn)的梳理以及習(xí)題庫(kù)的建立。

PPT教學(xué)是現(xiàn)代課堂教學(xué)的主要方式之一，對(duì)于課程的PPT電子課件的優(yōu)化，是提高教學(xué)質(zhì)量的有效手段。電子課件的線上分享有助于學(xué)生的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)。

其次是知識(shí)點(diǎn)的梳理，建立本課程完整的電子講義與知識(shí)點(diǎn)。碎片化的知識(shí)點(diǎn)信息，利用線上搜索引擎平臺(tái)，可以快速定位，獲取準(zhǔn)確的知識(shí)點(diǎn)信息。

在學(xué)習(xí)單元模塊的建設(shè)中，習(xí)題庫(kù)的分層化、移動(dòng)化、多元化教學(xué)模塊的建立對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)起著關(guān)鍵作用。習(xí)題庫(kù)包含了各個(gè)章節(jié)的題目，題目類型有單選題、多選題、填空題、簡(jiǎn)答題及計(jì)算題等，按照客觀題和主觀題進(jìn)行分類，如圖2所示。

圖2 習(xí)題庫(kù)的建立示意圖

線上的自測(cè)題，主要以客觀題為主，具有快速、方便，易于后臺(tái)統(tǒng)計(jì)的特點(diǎn)。移動(dòng)題庫(kù)系統(tǒng)滿足學(xué)生碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地想學(xué)就學(xué)。另一大類是解答題，解答題題分為三個(gè)等級(jí)：一般型、典型例題、以及重點(diǎn)難題。一般型題庫(kù)中含有大量的簡(jiǎn)答、計(jì)算題，難度適中，并配有答案。學(xué)生可以在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中，使用題庫(kù)來進(jìn)行練習(xí)，并且針對(duì)大量試題的練習(xí)結(jié)果進(jìn)行自身的學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。對(duì)于典型例題題目，依然采用傳統(tǒng)布置作業(yè)的方式，并選取優(yōu)秀作業(yè)進(jìn)行展示，可以激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)。最后是重點(diǎn)例題進(jìn)行紙筆解答演示，或視頻講解，結(jié)合書本細(xì)致分解。多元化分層次的習(xí)題庫(kù)平臺(tái)的建立，使得學(xué)生更加自主的選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，更能夠提高學(xué)習(xí)的積極性和提升學(xué)習(xí)效果。

2.3 過程化考評(píng)方式

學(xué)分的獲取，成績(jī)的評(píng)定可以直接影響學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性。我校目前《儀器分析》的成績(jī)?cè)u(píng)定方式主要由期末考試(70%)及平時(shí)成績(jī)(30%)來評(píng)定，其中平時(shí)成績(jī)主要按照學(xué)生的出勤率、作業(yè)情況評(píng)定。這樣的評(píng)定方式往往較為滯后、不夠全面，且不能及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效激勵(lì)。通過增加在線實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)方式，及時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況，督促學(xué)習(xí)。同時(shí)，利用后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模式，對(duì)于前期發(fā)現(xiàn)的“潛在”的不及格學(xué)生，進(jìn)行及時(shí)干預(yù)?？梢宰龅蕉酱賹W(xué)生學(xué)習(xí)的作用。修改成績(jī)?cè)u(píng)定比例，增加平時(shí)成績(jī)比重，從而更加客觀、全面、真實(shí)、公正的反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

3 教改效果

經(jīng)實(shí)踐，教改前后學(xué)生成績(jī)得到有效提高。2018—2019學(xué)年為傳統(tǒng)教學(xué)模式，2019—2020學(xué)年為線上線下混合式教學(xué)模式，學(xué)生成績(jī)分布如圖3所示。

圖3 教改前后學(xué)生成績(jī)柱狀圖

在試卷難度保持一致的情況下，學(xué)生掛科率改革前為8%,改革后2019—2020學(xué)年降到2%，教學(xué)效果提升顯著。這主要是因?yàn)榻虒W(xué)過程中的及時(shí)反饋，以及對(duì)“潛在的”可能會(huì)不及格的學(xué)生的進(jìn)行提前督促學(xué)習(xí)有關(guān)。此外，高分段人數(shù)也是逐年增加。成績(jī)的大幅度提高，直接說明混合式教學(xué)模式，可以對(duì)大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到督促的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用“混合式教學(xué)”模式進(jìn)行教學(xué)改革，設(shè)計(jì)并建設(shè)了符合學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的線上教學(xué)網(wǎng)絡(luò)微課堂學(xué)習(xí)單元模塊，對(duì)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)策略行了優(yōu)化，建立了多元化分層次的習(xí)題庫(kù)平臺(tái)，并引入了線上過程化考評(píng)機(jī)制。改革后，可以充分利用學(xué)生課后時(shí)間，將課堂部分內(nèi)容安排在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而在課堂上更加注重啟發(fā)式教育、增加探究式討論環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、創(chuàng)新能力。利用教學(xué)內(nèi)容的重組，將企業(yè)中的儀器實(shí)景直接搬到教學(xué)視頻中，使理論課程與實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使內(nèi)容相互交叉，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)具有較高動(dòng)手能力，創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。建設(shè)以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，將更好服務(wù)于不同層次學(xué)生，針對(duì)性的進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能力，培養(yǎng)具有自覺性的學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及自主學(xué)習(xí)能力。