多維度教學(xué)資源融合的現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)模式研究

馮艷艷，楊文，孔翔飛，滕青湖

（桂林理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西桂林 541004）

現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)是高校化學(xué)化工類專業(yè)必開(kāi)的一門(mén)應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)化工類人才具有重要作用?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)是桂林理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門(mén)專業(yè)課程，最初，該課程的名稱為化工產(chǎn)品分析測(cè)試技術(shù)，這門(mén)課程已有近十年的歷史?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程系統(tǒng)地介紹了化學(xué)化工類產(chǎn)品現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，以及在化學(xué)化工中的應(yīng)用，旨在使學(xué)生具備根據(jù)需求選擇適宜的測(cè)試儀器和實(shí)驗(yàn)條件的能力，以及對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析討論的能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事化學(xué)化工類產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)奠定必要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教師可以通過(guò)課堂內(nèi)外的系列訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)以及解決問(wèn)題的能力[1-2]。

現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教師結(jié)合我校培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才的定位以及工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，將該課程的總體目標(biāo)設(shè)定為：使學(xué)生熟悉化工專業(yè)常用現(xiàn)代測(cè)試儀器的基本原理和測(cè)試方法，提升學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)知識(shí)分析和解決化工產(chǎn)品檢測(cè)問(wèn)題的能力。具體目標(biāo)如下：1.掌握現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的常用儀器的基本原理、基本構(gòu)造和測(cè)試方法，以及現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用（知識(shí)目標(biāo)）；2.能夠靈活運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)分析化工產(chǎn)品，提升化工產(chǎn)品科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)的能力（能力目標(biāo)）；3.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)工作的認(rèn)同感，厚植學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷（素質(zhì)目標(biāo)）。

在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)存在以下問(wèn)題：1.測(cè)試新方法、新儀器、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)多、學(xué)科交叉多、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大等困難，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容未能充分體現(xiàn)化學(xué)化工類行業(yè)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)深度和廣度；2.學(xué)生感覺(jué)測(cè)試原理深?yuàn)W、枯燥，且不易理解，不能將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，導(dǎo)致課程學(xué)習(xí)十分困難，影響課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；3.教學(xué)方法未能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，影響學(xué)生高層次認(rèn)知能力的提升。此外，現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程作為專業(yè)選修課，大部分學(xué)生對(duì)其不夠重視，沒(méi)有很好地利用該課程拓寬專業(yè)學(xué)科視野。鑒于上述問(wèn)題，迫切需要教師以專業(yè)認(rèn)證和一流專業(yè)建設(shè)的要求為標(biāo)準(zhǔn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行課程改革，因地制宜地將多媒體教學(xué)與智慧教學(xué)工具結(jié)合起來(lái)，適當(dāng)介紹化學(xué)化工相關(guān)學(xué)科的熱點(diǎn)問(wèn)題，以滿足學(xué)科發(fā)展的需求，提升學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)。

一、更新教學(xué)內(nèi)容，凸顯專業(yè)特色

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，測(cè)試儀器快速更新，教材內(nèi)容（如儀器設(shè)備的型號(hào)、例題等）已不能滿足教學(xué)需求，教師有必要不斷閱讀最新的國(guó)內(nèi)外期刊，以掌握學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)、趨勢(shì)，并及時(shí)向?qū)W生介紹涌現(xiàn)出的新知識(shí)、新技術(shù)、新方法。目前，現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的內(nèi)容主要有X射線衍射、電子能譜、熱重分析、掃描電鏡和透射電鏡以及四大結(jié)構(gòu)儀器分析，前四種測(cè)試技術(shù)側(cè)重于材料分析。對(duì)于化學(xué)工程與工藝專業(yè)（精細(xì)化工和制藥工程方向）的學(xué)生，僅學(xué)習(xí)這些儀器的知識(shí)不能滿足學(xué)生工作和研究的需要，因此，教師在講解時(shí)需適當(dāng)增加教學(xué)內(nèi)容，如高效液相色譜、氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用等。因此，為了凸顯化工專業(yè)特色、滿足化工行業(yè)的應(yīng)用需求，教師對(duì)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，并最終構(gòu)建了以X射線衍射分析、X射線光電子能譜分析、熱分析、電子顯微分析、紫外－可見(jiàn)吸收光譜、紅外光譜、核磁共振波譜、質(zhì)譜、液相色譜九大知識(shí)模塊為主的課程體系。

二、改革教學(xué)模式，完成高階目標(biāo)

為了踐行桂林理工大學(xué)“以學(xué)生發(fā)展為中心、學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向、學(xué)習(xí)效果為標(biāo)準(zhǔn)”的教學(xué)理念，提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師可以對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)模式進(jìn)行相應(yīng)的改革。第一，教師可以采取翻轉(zhuǎn)課堂的形式，改變以往的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)模式，把課堂從傳統(tǒng)的“以教為主”改為“以學(xué)為主”[3]。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在課前完成基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，把課堂變成師生、生生之間答疑解惑的場(chǎng)所，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果，完成課程的高階目標(biāo)。第二，教師要依據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行模塊化教學(xué)。對(duì)于學(xué)院已有的儀器，如X射線衍射、紅外光譜、熱重分析儀等，教師可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式進(jìn)行教學(xué)。在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，教師可以結(jié)合儀器進(jìn)行原理講解，更利于學(xué)生理解和掌握。學(xué)生要研究相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，學(xué)會(huì)學(xué)以致用，為今后參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目及后續(xù)撰寫(xiě)畢業(yè)論文奠定基礎(chǔ)。對(duì)于液相色譜、核磁共振波譜、掃描電鏡等測(cè)試技術(shù)，由于條件限制，教師不能進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。因此，教師或?qū)嶒?yàn)人員可以在日常操作中錄制教學(xué)視頻，邊操作邊講解，或邊放視頻邊講授，給學(xué)生一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，方便學(xué)生更好地操作實(shí)驗(yàn)儀器。對(duì)于透射電鏡、X射線光電子能譜、原子力顯微鏡等高精尖儀器，教師可以下載一些講解儀器原理的動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生邊看動(dòng)畫(huà)邊學(xué)習(xí)，寓教于樂(lè)。第三，教師可以采用項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)模式，課前確定幾個(gè)專題組織學(xué)生進(jìn)行討論。教師按班級(jí)將學(xué)生分為若干小組，每個(gè)小組根據(jù)討論主題制作一個(gè)10分鐘左右的PPT。在匯報(bào)討論結(jié)果時(shí)，由教師現(xiàn)場(chǎng)指定每個(gè)小組的匯報(bào)同學(xué)。此外，教師還可以利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，結(jié)合章節(jié)知識(shí)點(diǎn)給學(xué)生布置思考題，如四大結(jié)構(gòu)儀器譜圖解析的重要性及在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生在課堂上以小組討論的方式尋求答案，最后教師進(jìn)行總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。第四，學(xué)生要以小組的形式開(kāi)展科研應(yīng)用案例分析與匯報(bào)，例如，精讀一篇化學(xué)化工類英文文獻(xiàn)，至少選取3種分析測(cè)試技術(shù)，歸納文獻(xiàn)是如何通過(guò)這些測(cè)試技術(shù)闡明樣品的表面物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)的，并對(duì)所選測(cè)試技術(shù)的原理進(jìn)行闡明[4]。教師可以通過(guò)科研應(yīng)用案例分析與匯報(bào)，提升學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)分析化學(xué)化工產(chǎn)品的能力，進(jìn)而搭建起理論到實(shí)踐應(yīng)用的橋梁，同時(shí)提高學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力和閱讀能力。

三、依托MOOC 資源+微視頻，體現(xiàn)閉環(huán)式策略

教師要借助MOOC平臺(tái)，利用雨課堂讓學(xué)生在課前完成基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，把課堂變成答疑解惑、知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用的場(chǎng)所。教師可以結(jié)合測(cè)試技術(shù)視頻、科研成果案例分析，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)由“理論”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯?yīng)用”。針對(duì)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程信息量過(guò)大、授課課時(shí)有限的問(wèn)題，在授課中，教師要利用MOOC資源、微視頻等信息化教學(xué)手段，使枯燥乏味的理論知識(shí)更加直觀化和形象化[5-6]。教師可以借助MOOC平臺(tái)，建立課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)，具體包括教學(xué)課件、課堂習(xí)題、課后作業(yè)、習(xí)題答案等，打破原有課堂在時(shí)間和空間上的限制。在完成教學(xué)資源的整理與制作后，教師要將課程資源（MOOC資源+微視頻）與信息化教學(xué)手段相結(jié)合，以MOOC資源為載體，將課程資源運(yùn)用到課堂教學(xué)中。課堂教學(xué)結(jié)束后，教師可以運(yùn)用MOOC平臺(tái)發(fā)布課后習(xí)題，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，完成知識(shí)的鞏固。學(xué)生根據(jù)知識(shí)掌握的程度利用線上資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)反復(fù)學(xué)、反復(fù)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化。教師對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行查看和點(diǎn)評(píng)，小組之間進(jìn)行相互點(diǎn)評(píng)。教師根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況了解學(xué)生的掌握程度，將學(xué)生的不足及時(shí)反饋給學(xué)生，并調(diào)整教學(xué)方法。

四、借助三層次教學(xué)方法，促進(jìn)思政教育融合

教師可以通過(guò)三層次教學(xué)方法提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和人文素養(yǎng)。1.第一層次：在講解課程的重要知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師要導(dǎo)入貼近生活、與科研及生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合的案例，提升學(xué)生的思維能力[7]。例如，在講解“X射線衍射分析原理及應(yīng)用”時(shí)，教師可以通過(guò)飛機(jī)場(chǎng)和火車站安檢機(jī)案例，使學(xué)生理解安檢機(jī)利用X射線的透射影像性質(zhì)的工作原理，并進(jìn)一步解釋液體物品不能通過(guò)安檢機(jī)檢測(cè)的原因。再如，在講解“熱分析”時(shí)，教師要結(jié)合科研課題，通過(guò)對(duì)比分析不同前驅(qū)體所制備氫氧化鈷的TG、DTA曲線，研究這幾種材料在受熱分析過(guò)程中發(fā)生的物理變化和化學(xué)變化，進(jìn)一步推導(dǎo)出幾種氫氧化鈷材料的微觀結(jié)構(gòu)及包含的功能基團(tuán)。教師可以通過(guò)上述案例分析，使學(xué)生明確熱分析的條件、應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)熱分析曲線的理解。2.第二層次：教師可以在教學(xué)過(guò)程中嘗試開(kāi)放式教學(xué)方法，利用邏輯框圖讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主思考和總結(jié)。教師要重點(diǎn)講授教材專業(yè)案例及“科研成果轉(zhuǎn)化為理論教學(xué)”案例。3.第三層次：教師適當(dāng)介紹一些學(xué)科的熱點(diǎn)問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。同時(shí)，教師要開(kāi)展思政教育，通過(guò)展示優(yōu)秀科學(xué)家案例，有效地引起學(xué)生的共鳴，給學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)榜樣，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任心、探索欲和愛(ài)國(guó)心[8]。

五、建立多元化的評(píng)價(jià)方式，體現(xiàn)過(guò)程性評(píng)價(jià)

多元化的評(píng)價(jià)方式可以更好地檢驗(yàn)教學(xué)效果，更好地實(shí)施教學(xué)過(guò)程。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和專業(yè)興趣為著力點(diǎn)，不斷優(yōu)化課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)制度。教師要按照專業(yè)認(rèn)證的要求，細(xì)化課程教學(xué)目標(biāo)、考核方式及教學(xué)內(nèi)容，圍繞教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)方式，繼而建立過(guò)程性考核（30%）與終結(jié)性考核（70%，期末考試）相結(jié)合的成績(jī)?cè)u(píng)定模式[9]。主要體現(xiàn)如下：1.教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課堂內(nèi)外學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)情況、隨堂小測(cè)試等，提升課程學(xué)習(xí)的廣度；2.教師要豐富探究式、討論答辯式作業(yè)評(píng)價(jià)方式，如專題討論與科研應(yīng)用案例分析、思政案例分析，提升課程學(xué)習(xí)的深度；3.教師要在期末試卷中體現(xiàn)與課程目標(biāo)相一致的知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)運(yùn)用能力和分析問(wèn)題能力的考查。教師要通過(guò)上述多維度評(píng)價(jià)學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生運(yùn)用測(cè)試儀器分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，賦予課程更高的實(shí)用性。

六、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教師要以現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的知識(shí)為基礎(chǔ)，以提升學(xué)生化工產(chǎn)品科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)的能力為突破口，厚植職業(yè)素養(yǎng)、科學(xué)思維、創(chuàng)新精神等德育元素，促進(jìn)課程“兩性一度”的提升。學(xué)校要從現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)情況出發(fā)，以“化學(xué)工程與工藝”國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)為抓手，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行課程改革，借助多樣的教學(xué)方式，綜合利用多媒體課件、案例分析、MOOC平臺(tái)、微視頻等多維度教學(xué)資源，培養(yǎng)高素質(zhì)的化學(xué)化工類應(yīng)用型人才。今后，學(xué)校將繼續(xù)加強(qiáng)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)教師團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。團(tuán)隊(duì)教師要結(jié)合科研應(yīng)用或生產(chǎn)實(shí)際案例，分模塊完善課程資源庫(kù)的建設(shè)，以進(jìn)一步突出課程內(nèi)容的先進(jìn)性和實(shí)用性。團(tuán)隊(duì)教師可以通過(guò)案例教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生從事相關(guān)工作的使命感。在教學(xué)過(guò)程中，教師要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的法治意識(shí)，厚植學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷。此外，教師要進(jìn)一步挖掘該課程所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，從所涉及專業(yè)、行業(yè)、國(guó)家、文化、歷史等角度，強(qiáng)化課程的價(jià)值引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與思想教育的高度統(tǒng)一。