信息化教學(xué)手段在《分析化學(xué)》中的改革與實踐*

暴 瑋

(桂林理工大學(xué)南寧分校，廣西 南寧 530001)

分析化學(xué)作為工業(yè)分析技術(shù)、環(huán)境工程技術(shù)、有色冶金技術(shù)、應(yīng)用化工技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，熟悉和掌握常用的分析方法，并能夠根據(jù)分析的目的，選擇出適宜的分析方法，已經(jīng)成為一個合格的化工類、環(huán)境類應(yīng)用型人才的基本標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，分析化學(xué)教學(xué)以課堂講授為主，并輔以問答、討論等教學(xué)方法[1-2]。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)習(xí)情緒普遍比較低落、學(xué)習(xí)積極性不高。因而，教好這門課程的關(guān)鍵點，是激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲?，F(xiàn)如今，信息技術(shù)的飛速發(fā)展及學(xué)生獲取資訊的方式多樣化，如何做好信息化、智慧化推動下的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是教師與時俱進(jìn)的必修課[3]，也是實現(xiàn)“內(nèi)涵式發(fā)展”中努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量這一目標(biāo)的有效途徑。

本文作者根據(jù)分析化學(xué)課程的特點，在當(dāng)前混合式教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，將信息化技術(shù)與競賽訓(xùn)練進(jìn)行有效融合，進(jìn)行了一種新的嘗試和探索[4-5]。

1 傳統(tǒng)課程教學(xué)方法中存在的問題

隨著時代和科技的發(fā)展，教學(xué)的組織形式和教學(xué)方法也從來不是一成不變，隨著網(wǎng)絡(luò)2.0時代的到來，在《分析化學(xué)》課程教學(xué)過程中教師雖然做了一些教學(xué)上的調(diào)整，然而依然沒有跳出教學(xué)組織形式單一、以教師為中心的教學(xué)模式，通過對我校課程教學(xué)形式的調(diào)查分析，其教與學(xué)存在的問題主要為以下幾個方面。

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)問題

高職高專學(xué)生的基礎(chǔ)較為薄弱，對于部分調(diào)劑專業(yè)的學(xué)生，如文科類專業(yè)轉(zhuǎn)到化學(xué)化工類專業(yè)的學(xué)生，更是覺得跟不上。不少學(xué)生習(xí)慣于被動式的學(xué)習(xí)方式，不愿意主動思考。

1.2 教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新

現(xiàn)階段教學(xué)雖然引入了PPT演示、動畫、微課等教學(xué)手段，但僅僅作為教師教學(xué)過程中的一個輔助手段，并不能在實際意義上提升學(xué)生的注意力，且受課堂教學(xué)時間限制，無論是PPT演示、動畫、微課等都難以回放，對于提升課堂效果象征意義大于實踐意義。如何將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)很好的運用于教學(xué)過程并切實提高教學(xué)質(zhì)量，是分析化學(xué)教學(xué)改革研究的方向[6-7]。

1.3 師生課堂交互性弱

教學(xué)過程并非只是單純的教師教授過程，應(yīng)該是師生間的交互探討，共同學(xué)生的過程，通過教師的引導(dǎo)，師生之間、學(xué)生與學(xué)生間的相互交流溝通，才能使抽象的理論深刻地儲存在腦子里。然現(xiàn)階段教學(xué)過程，教師講絕大部分時間放在講授新知識上，師生之間交互較少，且部分學(xué)生由于本身性格靦腆，也不善于面對面交流，這大大削弱了教學(xué)效果。

1.4 實訓(xùn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性和實用性

《分析化學(xué)課程實訓(xùn)》在我校以開始有15年之久，已經(jīng)建立起交完備的實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，然而，社會的高速發(fā)展，對于分析人才的要求不斷提高，實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容卻并未做到與時俱進(jìn)，缺乏創(chuàng)新性，某些實訓(xùn)操作都屬于被淘汰的落后技術(shù)，教學(xué)過程也以學(xué)生進(jìn)行驗證性操作為主，不能較好的激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2 教學(xué)改革探索與方法創(chuàng)新

2.1 構(gòu)建以行動為導(dǎo)向的課程內(nèi)容，搭建師生間互動橋梁

以行動為導(dǎo)向的教學(xué)也稱為以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)，是以杜威為代表的實用主義教育學(xué)，即將學(xué)生認(rèn)知過程和職業(yè)活動相結(jié)合，以經(jīng)驗為中心，以學(xué)生為中心，以職業(yè)活動為中心的教學(xué)理念。強(qiáng)調(diào)“為了行動而學(xué)習(xí)”和“通過行動來學(xué)習(xí)”。

本課程改革過程中，以企業(yè)的檢測崗位的要求為標(biāo)準(zhǔn)，通過典型檢測工作任務(wù)分析，檢測過程行動領(lǐng)域歸納，依據(jù)職業(yè)成長規(guī)律，將檢測行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域，通過認(rèn)知過程教學(xué)加工，依據(jù)檢測工作過程分析→行動領(lǐng)域歸納→學(xué)習(xí)領(lǐng)域構(gòu)建→學(xué)習(xí)過程設(shè)計→教學(xué)資源配置→考核與評價→教學(xué)設(shè)計優(yōu)化的課程開發(fā)思路。

同時構(gòu)建了微課、動畫等便于碎片化學(xué)習(xí)的資源庫，并在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程。從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、答疑、練習(xí)、討論、資源共享為一體的混合式教學(xué)體系，搭建起教師、學(xué)生實時溝通的橋梁，把教學(xué)從課堂延伸至課外，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，碎片化學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在有限的教學(xué)時間里學(xué)習(xí)到更多的知識。

2.2 建設(shè)系統(tǒng)的實踐教學(xué)體系，提升學(xué)生動手能力

基于工作過程的分析化學(xué)課程改革[8-10]，目的是讓學(xué)生參與其中，在學(xué)習(xí)中真實體驗工作過程，使其掌握更多的職業(yè)崗位技能[11-12]。在混合式教學(xué)改革中，通過構(gòu)建“實驗→實習(xí)→技能培訓(xùn)”實踐教學(xué)體系，使實驗和實習(xí)、技能大賽進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了如表1所述的試驗實訓(xùn)項目。

表1 試驗實訓(xùn)項目Table 1 Experimental training items

在實踐課程的設(shè)置中，依據(jù)實際條件建立“基礎(chǔ)性實驗-綜合設(shè)計性實驗-開放性實驗”三階段的實驗?zāi)Ｊ?。開設(shè)與崗位實習(xí)、技能大賽密切相關(guān)的教學(xué)項目。從而實現(xiàn)教學(xué)過程與生產(chǎn)過程相對接，教學(xué)過程與大賽項目相對接，盡可能提高學(xué)生的參與度與動手能力。針對部分感興趣的學(xué)生進(jìn)一步實施開放性實驗，鼓勵學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生參與學(xué)校、企業(yè)教師科研工作等。

2.3 多種教學(xué)組織形式的應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)效率

在課程改革過程中，對不同的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了多種組織形式的課堂線上和線下教學(xué)，改變以往單純的課堂講授模式，以“教師課堂講授+學(xué)生線上學(xué)習(xí)+線上分散討論+課堂集中討論”課堂教學(xué)進(jìn)行為主，將以教師為中心的課堂講授教學(xué)模式逐步轉(zhuǎn)向?qū)W生為中心的探究性學(xué)習(xí)模式，充分利用網(wǎng)絡(luò)的便捷性與實時性，及時解決學(xué)生的問題，并有效收集學(xué)生自主線上學(xué)習(xí)過程中的普遍問題進(jìn)行課堂講授和通論，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高學(xué)習(xí)效率。重點推進(jìn)“三微一平臺”新模式，以促進(jìn)學(xué)生的“兩學(xué)一做”。

所謂的“三微一平臺”，即借助本校混合式教學(xué)公共網(wǎng)絡(luò)平臺打造“微課”、“微視頻”，“結(jié)合微助教”三個板塊，提供針對性教學(xué)。所謂學(xué)生“兩學(xué)一做”，即理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)，實踐操作。

2.3.1 “一平臺”即混合式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

信息技術(shù)方式的應(yīng)用在很大程度上改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式。利用互聯(lián)網(wǎng)，可以增大教學(xué)內(nèi)容，教師在授課過程中，要堅持以學(xué)生為中心，學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師通過自身的教學(xué)能力，增加與學(xué)生的互動，將傳統(tǒng)的優(yōu)秀的教學(xué)理念融入到現(xiàn)代化的教學(xué)方法中?；旌鲜綄W(xué)習(xí)整合對接下的優(yōu)勢互補(bǔ)，學(xué)生主體與教師主導(dǎo)和諧統(tǒng)一[2]。以“學(xué)”為主，學(xué)與教兼顧，保證學(xué)生學(xué)習(xí)順利進(jìn)行。既重知識學(xué)習(xí)，更重能力培養(yǎng)，實現(xiàn)知能并舉、發(fā)展學(xué)習(xí)能力。既可保證自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，又能保證獲得系統(tǒng)扎實的基礎(chǔ)知識，實現(xiàn)因材施教、發(fā)展個性化。真實情境與虛擬仿真情境的啟發(fā)式學(xué)習(xí)，實現(xiàn)圖文并茂，形象與抽象并重的學(xué)習(xí)過程。接受式學(xué)習(xí)和參與互動式學(xué)習(xí)兼有，全面實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與協(xié)作互動。多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，既作為教師的教學(xué)工具，更是學(xué)生的認(rèn)知工具、信息加工與表達(dá)工具、協(xié)作交互工具等。既可以通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)多向性互動、又保證了師生面對面的情感交流與人文精神體驗。

2.3.2 “三微”即“微課”、“微視頻”和“微助教”

移動端學(xué)習(xí)比PC端學(xué)習(xí)更靈活、便捷，混合式教學(xué)也漸漸更多地與移動端結(jié)合。基于移動端教育APP——優(yōu)慕課的混合式教學(xué)，也是線上教學(xué)與面授教學(xué)的一個結(jié)合。線上學(xué)習(xí)即知識點獲取過程，學(xué)生觀看教學(xué)視頻、完成測試、進(jìn)行討論以及拓展學(xué)習(xí)；面授課是對線上學(xué)習(xí)的延續(xù)，教師總結(jié)前階段線上學(xué)習(xí)，進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的匯總展示，對后一階段學(xué)習(xí)進(jìn)行提示，面授課堂還可使用移動端進(jìn)行當(dāng)堂測試、競賽等等，豐富教學(xué)形式。但混合式教學(xué)平臺也不是沒有缺點的。比如要求全校wifi覆蓋；手機(jī)登錄優(yōu)慕課時，常常存在視頻動畫不能夠播發(fā)等缺點。因此，在教學(xué)實踐過程中，“三微一平臺”新模式在一定程度上可以取長補(bǔ)短，能夠積極推進(jìn)學(xué)生“兩學(xué)一做”。

教師們集思廣益，采用優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計，并運用Camtasia Studio錄制分析化學(xué)章節(jié)重點、難點視頻，形成10分鐘教學(xué)視頻——微課，形成微課庫。微課庫可以提供學(xué)生們在線上自主學(xué)習(xí)時突破重難點，比如滴定分析中的繪畫滴定曲線等，可以節(jié)約課堂時間，使課堂效率提高。

分析化學(xué)離不開化學(xué)分析實驗。針對不同實驗內(nèi)容，可通過視頻錄制，把實驗操作步驟、實驗操作原理、實驗操作注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理方法等錄制下來，形成微視頻，并制作相對應(yīng)的二維碼貼在實驗操作臺上，方便學(xué)生掃碼觀看，既起到預(yù)習(xí)的作用，同時也減少實驗室教師重復(fù)講解的麻煩。

微助教是比本?；旌鲜骄W(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺對應(yīng)的APP還要方便的移動端混合式教學(xué)。設(shè)置有課堂統(tǒng)計、在線考勤、互動答題、在線題庫、課堂討論、開放集成、過程評價、助教協(xié)助等模塊，老師可以隨時隨地了解學(xué)生情況，學(xué)生無需下載任何軟件即可參加課堂互動。微助教線上教學(xué)監(jiān)控方便，學(xué)生學(xué)習(xí)反饋和教師答疑及時，線下教學(xué)氣氛活躍，教學(xué)效率高，教學(xué)效果佳。

2.3.3 實踐初效

經(jīng)過探索與實踐，分析化學(xué)課程“三微一平臺”新模式初顯成效。本教研室通過問卷調(diào)查共發(fā)放問300卷份，收回有效問卷264份。調(diào)查結(jié)果如圖1所示，與2017、2018學(xué)年相比，2019學(xué)年度通過對采用“三微一平臺”新模式，學(xué)生理論學(xué)習(xí)更積極主動、理解更深刻，動手能力、分析與解決問題能力的更強(qiáng)，實驗設(shè)計能力顯著提高。

表2 “三微一平臺”新模式積極推進(jìn)學(xué)生“兩學(xué)一做”實踐初效Table 2 Practice primary

以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，結(jié)合學(xué)校實際，不斷優(yōu)化完善混合式教學(xué)平臺內(nèi)容，探索建立“三微一平臺”教學(xué)模式，積極推進(jìn)學(xué)生“兩學(xué)一做”，真正做到暢通教學(xué)渠道，豐富教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)水平。

2.4 完善考核評價體系，提高考評成績的公平性

我校分析化學(xué)一直堅持理論和基本操作技能單獨考核，理論是以灌輸式教學(xué)方法為主，缺乏“教、學(xué)、做”的互動，考核方式是平時和期末成績各占50%，缺乏具體考評體系，考評成績隨意性較大，公平性欠缺，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在課程改革過程中，改變傳統(tǒng)的考核體系，除了考核和評價操作技能和科學(xué)素質(zhì)外，還對學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和終身發(fā)展進(jìn)行發(fā)展性教學(xué)評價。這種評價標(biāo)準(zhǔn)同時能夠引導(dǎo)學(xué)生對自己在學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)進(jìn)行自我評價，采用形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式。在形成性評價中，既有學(xué)生的自我評價，也有小組成員之間的相互評價；終結(jié)性評價中，既有通過期末考試對學(xué)生的理論知識的考核，又有教師組成的專門評價小組對學(xué)生進(jìn)行的綜合實驗?zāi)芰Φ目己?。同時還加入了獎勵性評價，即學(xué)生參加技能大賽、科技創(chuàng)新等可增加期末總評分，以此鼓勵學(xué)生積極鍛煉動手能力和創(chuàng)新能力。具體考評項目及期末總評比例如表2所示。

表3 成績評定比例Table 3 Performance evaluation ratio

2.5 教師不定期下企業(yè)，提升教師的教學(xué)和技能水平

混合式教學(xué)模式的有效實施要求任課教師具備較高的專業(yè)理論知識和教學(xué)水平，同時還要有較高的技術(shù)能力和動手操作能力。為提高教師對行業(yè)動態(tài)的把我準(zhǔn)確度，提高教師教學(xué)和職業(yè)技能，教師不定期前往企業(yè)、檢測單位進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，及時全面地了解國內(nèi)外分析儀器和分析方法的發(fā)展趨勢，并結(jié)合行業(yè)動態(tài)，將新的知識和技術(shù)及時傳授給學(xué)生，同時，在本課程授課教師成員上，也聘請了企業(yè)一線員工為實訓(xùn)指導(dǎo)教師，對學(xué)生的實訓(xùn)操作進(jìn)行指導(dǎo)，在提高學(xué)生動手能提的同時，提前感受工作實際操作氛圍。

3 結(jié) 語

分析化學(xué)課程信息化教學(xué)改革，在充分應(yīng)用信息化教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，將工學(xué)結(jié)合的模式和技能大賽融入到教學(xué)中，并緊密結(jié)合行業(yè)發(fā)展和需求，建立起一個《分析化學(xué)》課程教學(xué)的新體系、新模式，對整個學(xué)校的教育教學(xué)改革、師資隊伍建設(shè)、課程建設(shè)、等方面都能起到積極的作用，使本專業(yè)學(xué)生在發(fā)展中找準(zhǔn)定位，能培養(yǎng)出動手能力強(qiáng)，專業(yè)技能尖的高的素質(zhì)技能人才，全面提高學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力。