分離純化技術(shù)課程混合教學(xué)模式的探索

葛淑萍，程治良，胡學(xué)步，周德文(重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400054)

0 引言

分離純化技術(shù)是工科院校開設(shè)較多的一門專業(yè)課，涉及化學(xué)、材料、石油、食品等多個(gè)領(lǐng)域，分離純化技術(shù)在分析科學(xué)的發(fā)展過程中起著非常重要的作用，研究對(duì)象較為復(fù)雜、理論性、基礎(chǔ)性和綜合性都較強(qiáng)，成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可缺少的重要技術(shù)科學(xué)之一。在很多高校分離純化技術(shù)通常作為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門重要專業(yè)課，學(xué)生通過學(xué)習(xí)分離純化技術(shù)，可以將化學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)加以綜合利用，學(xué)會(huì)正確合理地選擇分離技術(shù)方法。作為應(yīng)用化學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，掌握一定的分離純化技術(shù)知識(shí)對(duì)將來的就業(yè)和科研工作具有重要的理論指導(dǎo)作用。然而由于分離技術(shù)涉及的方法多、理論性強(qiáng)、操作相對(duì)復(fù)雜等特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下師生之間的學(xué)習(xí)交流存在著很多不足[1-3]，主要包括以下三點(diǎn)：

(1)課時(shí)量減少導(dǎo)致授課過程中傳授的知識(shí)信息量大，再加上學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解不夠，課堂效果不好。另外，雖然教學(xué)手段不再是以往的滿堂灌和全黑板，而是引入PPT課件教學(xué)，但是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性還是沒有被有效調(diào)動(dòng)。

(2)教學(xué)過程中很多分離技術(shù)方法可以借助于動(dòng)畫形式直接給學(xué)生觀看，演示在一定程度上提高了學(xué)生對(duì)分離純化技術(shù)的認(rèn)知。而對(duì)于那些不適宜動(dòng)畫演示的分離技術(shù)，仍然是老師口頭講述為主，再加上學(xué)時(shí)的限制，導(dǎo)致學(xué)生無法準(zhǔn)確了解分離技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

(3)分離純化技術(shù)是基于化學(xué)相關(guān)前期課程知識(shí)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注分離技術(shù)中的沉淀分離、液-液萃取分離、吸附分離、離子交換分離、色譜分離、膜分離和液膜分離等分離純化技術(shù)的基本原理與方法，其中有些分離技術(shù)的內(nèi)容上與以往的課程有些相似，如沉淀分離技術(shù)和萃取分離技術(shù)在無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)都有少許的介紹，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，最終對(duì)該部分理論知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠深入。學(xué)生對(duì)分離理論知識(shí)的理解和分離技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的能力不強(qiáng)，在課程學(xué)習(xí)過程中師生之間的互動(dòng)較少，無法對(duì)課程內(nèi)容隨時(shí)進(jìn)行討論交流，為提高師生之間的交流互動(dòng)，需要進(jìn)行該課程混合教學(xué)模式的探索。

1 混合教學(xué)模式的發(fā)展現(xiàn)狀

目前在新冠疫情形勢(shì)不夠明朗的情況下，混合教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)模式與在線課程教學(xué)優(yōu)勢(shì)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，仍然是老師教學(xué)過程中需要重視的教學(xué)模式。在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不斷發(fā)展的趨勢(shì)下，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)模式，將傳統(tǒng)教學(xué)模式與在線教學(xué)模式有效結(jié)合，有效傳遞學(xué)生理論知識(shí)。在很多高校慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂等多種網(wǎng)絡(luò)信息化教育模式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，很多教學(xué)模式也相應(yīng)采用線上與線下混合教學(xué)模式。從傳統(tǒng)課堂教學(xué)和在線課程教學(xué)環(huán)節(jié)入手，通過調(diào)整教學(xué)目的和理論教學(xué)內(nèi)容，對(duì)授課對(duì)象進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，加強(qiáng)課堂教學(xué)和課后在線學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，教學(xué)手段和內(nèi)容多樣化，突出重難點(diǎn)內(nèi)容，使復(fù)雜抽象的微觀現(xiàn)象與宏觀現(xiàn)象以在線課程的方式要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)相結(jié)合。另外，在線課程可以重復(fù)學(xué)習(xí)，通過在線布置相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的思考題，快速掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，完善課程教學(xué)內(nèi)容，教師能夠及時(shí)在線上對(duì)分離技術(shù)的重難點(diǎn)進(jìn)行答疑，面對(duì)面教學(xué)時(shí)又可以和學(xué)生更深入地交流。

2 需要解決的教學(xué)問題

目前現(xiàn)代分離純化技術(shù)課程考試題型主要包括了填空題、選擇題、名詞解釋、簡(jiǎn)答和計(jì)算題等多個(gè)題型，內(nèi)容涵蓋了課程內(nèi)容的主要概念、基本理論和應(yīng)用等，考察較為廣泛全面。然而通過對(duì)學(xué)生成績(jī)的分析，學(xué)生的成績(jī)?cè)?0～80分?jǐn)?shù)段分布相對(duì)集中，優(yōu)良成績(jī)比例相對(duì)較低。學(xué)生成績(jī)比例基本上能夠反映學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)狀況，大部分同學(xué)都能認(rèn)真聽講，課后能認(rèn)真完成作業(yè)，學(xué)習(xí)風(fēng)氣較好，但也有少數(shù)同學(xué)上課不認(rèn)真聽講，成績(jī)不夠理想。結(jié)合平時(shí)成績(jī)考評(píng)和期末考試的成績(jī)來看，學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性相對(duì)較差，成績(jī)不夠理想，同時(shí)考試結(jié)果也對(duì)教學(xué)基本內(nèi)容和考試內(nèi)容的設(shè)置合理程度進(jìn)行了很好的反饋。在今后的教學(xué)過程中，除繼續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)外，還需繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

在網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，若仍以傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式為主，那么學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中因?yàn)槭谡n手段的單一化，容易產(chǎn)生對(duì)該課程的厭倦情緒，難以跟上時(shí)代潮流，且學(xué)生始終處于被動(dòng)地位。因此要提高學(xué)生學(xué)習(xí)分離純化技術(shù)的效果，授課內(nèi)容的選擇以及授課手段必須要與時(shí)俱進(jìn)，與培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力相結(jié)合，教學(xué)方法必須不斷更新、靈活多變。另外為提高課堂教學(xué)效果，教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力相結(jié)合，教學(xué)手段多樣化。另外由于分離純化技術(shù)的理論性強(qiáng)，抽象復(fù)雜，再加上有限的授課學(xué)時(shí)，導(dǎo)致學(xué)生考試成績(jī)不佳。因此需要在教學(xué)過程中，突破傳統(tǒng)教學(xué)的局限性，將抽象理論知識(shí)形象化、具體化，對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新，建立多樣化的教育教學(xué)方法。將實(shí)際應(yīng)用中的分離技術(shù)與理論知識(shí)相結(jié)合，使學(xué)生更好地理解、認(rèn)識(shí)該課程的重要性[4-5]。

3 混合教學(xué)模式改革的探索

為使教學(xué)內(nèi)容豐富全面，又能滿足學(xué)生課堂上下能隨時(shí)學(xué)習(xí)交流，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)不再受時(shí)間和地點(diǎn)的限制[6]。

3.1 發(fā)揮在線教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，線上線下相結(jié)合

利用在線教學(xué)平臺(tái)，課前教師需要將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)以在線的形式布置給學(xué)生預(yù)習(xí)，要求學(xué)生課前充分利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，并對(duì)所發(fā)布的重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行討論交流。教師通過教學(xué)平臺(tái)隨時(shí)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)情況。如在離子交換分離法中的選擇系數(shù)、分離系數(shù)、分離因數(shù)這三個(gè)概念比較容易混淆，涉及到計(jì)算題，那么在課前預(yù)習(xí)內(nèi)容推送時(shí)，要注意內(nèi)容難度的控制，難度不能太大，以免降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過線上教學(xué)資源的學(xué)習(xí)，教師需要總結(jié)出現(xiàn)的共性問題，為線下面對(duì)面課堂節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，提高了教學(xué)效果。

在課堂授課時(shí)，教師根據(jù)提前發(fā)放的教學(xué)任務(wù)，檢查是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。并對(duì)全班同學(xué)的課前預(yù)習(xí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)歸納，重點(diǎn)講解課前預(yù)習(xí)中出現(xiàn)較多的問題，也可通過分組的方式展示學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。同時(shí)課堂上，教師以所要講授的分離方法原理為主，圍繞生活或科研中具體的分離實(shí)例，強(qiáng)調(diào)分離方法中的重要知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生利用多媒體討論交流該分離技術(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域。在線下授課過程中教師盡可能地將重難點(diǎn)問題分解成學(xué)生容易理解的知識(shí)點(diǎn)，最終達(dá)到將所有的重難點(diǎn)內(nèi)容逐一攻克。在授課過程中根據(jù)分離純化技術(shù)課程的特點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生找到不同分離技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用上的異同點(diǎn)，在具體應(yīng)用中訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新思維，深入學(xué)習(xí)分離理論知識(shí)。

課后學(xué)生需要在線上復(fù)習(xí)課堂上老師所傳授的知識(shí)點(diǎn)，完成在線測(cè)試、課后作業(yè)、小組討論等。教師課后對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)及時(shí)進(jìn)行考核，查看學(xué)習(xí)效果，并予以點(diǎn)評(píng)。

同時(shí)教師也需要對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行反思，主要包括學(xué)生線上學(xué)習(xí)的時(shí)間和效果如何、學(xué)生是否能夠利用學(xué)校電子圖書館查閱文獻(xiàn)資料、學(xué)生是否對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)觀看、教學(xué)任務(wù)是否完成、當(dāng)學(xué)生在進(jìn)行線上學(xué)習(xí)時(shí)教師是否能夠及時(shí)關(guān)注、學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料是否選擇了具有分離研究前沿的資料等諸多方面需要教師在課后進(jìn)行反思。在利用線上教學(xué)資源時(shí)要注意精準(zhǔn)教學(xué)，在較短的時(shí)間內(nèi)把薄弱環(huán)節(jié)介紹清楚，課后再利用線上線下的師生互動(dòng)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能力。

3.2 建設(shè)一支優(yōu)秀的課程團(tuán)隊(duì)，優(yōu)化課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)課程評(píng)價(jià)體系

目前針對(duì)該課程已經(jīng)組建了一支具有業(yè)務(wù)素質(zhì)高且認(rèn)真負(fù)責(zé)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。為檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，團(tuán)隊(duì)成員需要對(duì)該課程設(shè)計(jì)科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，從而促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的授課技能。通過該課程的學(xué)習(xí)，希望達(dá)到學(xué)生能夠自主查找和閱讀文獻(xiàn)，了解各種分離科學(xué)方法的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，掌握這些方法的原理與分離操作流程，并了解這些分離方法的未來發(fā)展方向。在學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的整個(gè)過程中，團(tuán)隊(duì)成員需要關(guān)注學(xué)生的時(shí)間管理素質(zhì)和自主學(xué)習(xí)能力等，包括嚴(yán)格準(zhǔn)時(shí)上下課、不曠課、不遲到，按時(shí)完成課題作業(yè)，能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，并根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容主動(dòng)查找和閱讀相關(guān)文獻(xiàn)、拓展自身知識(shí)面的素質(zhì)，能夠較好的完成小組討論和大作業(yè)的素質(zhì)。在進(jìn)行課程評(píng)價(jià)時(shí)，需要將學(xué)生學(xué)習(xí)的每個(gè)環(huán)節(jié)都納入評(píng)價(jià)體系，包括平時(shí)作業(yè)、小組討論和期末考試，其中平時(shí)成績(jī)占40%，包括線上測(cè)試、小組討論、文獻(xiàn)資料的總結(jié)、作業(yè)等。

每次課程評(píng)價(jià)結(jié)束后，團(tuán)隊(duì)成員需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，如沉淀分離技術(shù)，有些教學(xué)內(nèi)容與無機(jī)化學(xué)的知識(shí)重復(fù)，溶度積的概念以及沉淀反應(yīng)的方向這些內(nèi)容在無機(jī)化學(xué)已經(jīng)有介紹，那么團(tuán)隊(duì)成員在介紹沉淀分離法時(shí)需要精簡(jiǎn)所講授的內(nèi)容，優(yōu)化課程內(nèi)容。

團(tuán)隊(duì)成員在授課過程中需要多關(guān)注現(xiàn)代分離純化技術(shù)的新動(dòng)向，并將其添加到教學(xué)中，使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際聯(lián)系更加緊密。將分離純化技術(shù)課程教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，充分突出學(xué)科前沿知識(shí)。例如在藥物分離純化、污水治理等方面的研究中所用到的萃取分離、膜分離等分離技術(shù)。此外，讓學(xué)生自行查閱與所學(xué)分離技術(shù)相關(guān)的最新科研進(jìn)展資料，或讓學(xué)生擬出針對(duì)某種新研發(fā)物質(zhì)的合適的分離方法，并通過討論交流的方式加深對(duì)該方法的理解。另外，團(tuán)隊(duì)成員需要不定期地組織向其他院校學(xué)習(xí)、參與相關(guān)課程的教學(xué)研討會(huì)并分享分離技術(shù)方面的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并用于指導(dǎo)學(xué)校分離純化課程教學(xué)，可以彌補(bǔ)該教學(xué)經(jīng)驗(yàn)上的不足，提高教師的教學(xué)水平，更好地服務(wù)于教學(xué)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

分離純化技術(shù)混合教學(xué)模式的探索從課堂教學(xué)和在線課程教學(xué)環(huán)節(jié)入手，通過調(diào)整教學(xué)目的和理論教學(xué)內(nèi)容，以應(yīng)用化學(xué)專業(yè)大二本科生為對(duì)象，針對(duì)授課對(duì)象進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，加強(qiáng)課堂教學(xué)和課后在線學(xué)習(xí)之間的聯(lián)系，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，教學(xué)手段和內(nèi)容多樣化，突出重難點(diǎn)內(nèi)容，使復(fù)雜抽象的微觀現(xiàn)象與宏觀現(xiàn)象以在線課程的方式使學(xué)生提前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等。根據(jù)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)科特色，對(duì)分離純化技術(shù)的在線課程進(jìn)行系統(tǒng)的研究與開發(fā)。探索分離純化技術(shù)理論教學(xué)和實(shí)踐之間的聯(lián)系，充分利用學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)條件進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。另外，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，以突出基礎(chǔ)、能力、素質(zhì)為目標(biāo)，構(gòu)建新課程體系，完善課程教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)質(zhì)量，從而使學(xué)生能夠更好地將分離技術(shù)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。通過開設(shè)分離純化技術(shù)在線課程的研究與實(shí)踐，為應(yīng)用化學(xué)等相關(guān)專業(yè)本科生將來的工作或讀研打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)化學(xué)相關(guān)專業(yè)人才的需求，開發(fā)出適合學(xué)生學(xué)習(xí)使用的在線課程體系，設(shè)計(jì)出多個(gè)分離純化技術(shù)的動(dòng)態(tài)分離過程，制定出新的教學(xué)大綱并優(yōu)化課程內(nèi)容?；旌辖虒W(xué)模式拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間，增加了教師與學(xué)生互動(dòng)交流的方式，提高了學(xué)生課堂主體地位，縮短了學(xué)生之間的差距。通過授課過程中與學(xué)生線上線下及時(shí)的溝通交流，以及對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的綜合評(píng)價(jià)，教師能夠全面掌握學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，從而對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方式進(jìn)行調(diào)整，完善和優(yōu)化分離純化技術(shù)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，確保該課程教學(xué)的效果，同時(shí)也提高了教師教學(xué)能力。目前線上線下混合教學(xué)仍處于探索階段，需要積極推動(dòng)課堂教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的相融合，線上線下混合教學(xué)模式對(duì)分離純化技術(shù)課程的改革具有重要的意義，也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才和科學(xué)研究人員的重要途徑。