線上線下混合教學(xué)模式下“儀器分析”課程思政的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

丁 園 石 慧 楊利明

(南昌航空大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,江西 南昌 330063)

眾所周知,物理學(xué)、電子技術(shù)、精密儀器制造技術(shù)的發(fā)展再加上社會(huì)化大生產(chǎn)的迫切需求造就了儀器分析的發(fā)展?，F(xiàn)階段,通過(guò)測(cè)定物質(zhì)的物理或者物理化學(xué)性質(zhì)確定物質(zhì)的組成、含量以及結(jié)構(gòu)的儀器分析技術(shù)已經(jīng)成為科學(xué)的眼睛,幫助我們從復(fù)雜的事物表面看清客觀世界的本質(zhì)。因此,“儀器分析”課程不僅是分析化學(xué)領(lǐng)域的核心課程,也是環(huán)境工程、安全工程等工程類專業(yè)的必修課程[1]。

依據(jù)2020年教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)綱要》),“儀器分析”課程不僅要傳授光學(xué)、色譜、電化學(xué)等專業(yè)知識(shí),更要通過(guò)專業(yè)知識(shí)的傳授使學(xué)生掌握儀器發(fā)展規(guī)律,通曉其中的科學(xué)道理;強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)道德修養(yǎng);培養(yǎng)學(xué)生精益求精、團(tuán)結(jié)協(xié)作、堅(jiān)持不懈的大國(guó)工匠精神;形成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致敏銳的科學(xué)素養(yǎng);激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新、科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)[2]。然而,在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下大學(xué)“儀器分析”教學(xué)過(guò)程中存在重知識(shí),輕能力;重經(jīng)典,輕前沿;重理論,輕實(shí)踐;重教書(shū),輕育人的特點(diǎn),根本無(wú)法達(dá)成《指導(dǎo)綱要》對(duì)能力、品德同步培養(yǎng)的目標(biāo)[3]。

因此,“儀器分析”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用線上線下混合教學(xué)模式,重新從課前、課中和課后全過(guò)程設(shè)計(jì)“儀器分析”課程的教學(xué)范式,將思政內(nèi)容有機(jī)融入各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),并經(jīng)過(guò)兩輪的教學(xué)實(shí)踐,探討課程改革成效,以期為同類課程改革與推廣提供借鑒。

1 “儀器分析”課程思政設(shè)計(jì)

1.1 “儀器分析”課程思政設(shè)計(jì)宗旨

“儀器分析”課程歷史悠久,文化底蘊(yùn)深厚,立德樹(shù)人不僅是大學(xué)生思政工作的要求,更是學(xué)生掌握“通過(guò)物理或物理化學(xué)手段測(cè)定物質(zhì)組成、含量、結(jié)構(gòu)的分析方法”的相關(guān)專業(yè)知識(shí),服務(wù)科學(xué)研究及質(zhì)量監(jiān)控目標(biāo)的必要途徑,所以課程思政是課程的靈魂[4],是檢驗(yàn)課程的最高標(biāo)準(zhǔn)。互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景為當(dāng)今大學(xué)生認(rèn)識(shí)世界、探索未來(lái)提供了廣闊的平臺(tái),結(jié)合線上線下混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì),改傳統(tǒng)的篇章教學(xué)為知識(shí)點(diǎn)短視頻教學(xué),設(shè)計(jì)融入思想指導(dǎo)的教學(xué)內(nèi)容,有助于實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)傳授與育人工作的統(tǒng)一[5]。

結(jié)合儀器分析知識(shí)點(diǎn)短視頻教學(xué),將思想意識(shí)形態(tài)的內(nèi)容融入儀器分析課程“課前預(yù)習(xí)-課中教學(xué)-課后考查”全過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、銳意進(jìn)取的創(chuàng)新精神;精益求精、團(tuán)結(jié)協(xié)作、堅(jiān)持不懈的工匠精神;形成認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、敏銳的科學(xué)素養(yǎng);具備質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)、成本意識(shí),創(chuàng)新意識(shí)的新工科人才。

1.2 “儀器分析”課程思政與知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)融合

鑒于“儀器分析”課程對(duì)本科生建立科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力兩個(gè)方面的重要作用,結(jié)合國(guó)家發(fā)展需要,課程緊抓“辯證唯物主義”“科學(xué)發(fā)展觀”“愛(ài)國(guó)主義”等育人要素開(kāi)展課程思政設(shè)計(jì)[6]。為了避免“兩張皮”,反復(fù)打磨提煉課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的思政內(nèi)容,再將其融入知識(shí)點(diǎn)教學(xué),實(shí)現(xiàn)思政內(nèi)容對(duì)知識(shí)點(diǎn)全覆蓋、全引導(dǎo)[7]。表1僅選取課程緒論和原子發(fā)射光譜的內(nèi)容說(shuō)明課程知識(shí)點(diǎn)拆分、思政導(dǎo)入設(shè)計(jì)以及能力和品德培育的構(gòu)建。

表1 課程思政教育與知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)融合

依據(jù)表1對(duì)原章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)拆分,錄制線上學(xué)習(xí)短視頻,供學(xué)生零散時(shí)間隨時(shí)完成線上預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。其中,緒論部分主要講述二個(gè)問(wèn)題:儀器分析學(xué)什么?如何學(xué)?通過(guò)歷史事件說(shuō)明儀器分析的分類與進(jìn)展,展現(xiàn)儀器分析在化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)等方面的廣泛應(yīng)用。例如比賽場(chǎng)上興奮劑的濫用與檢出,就是正邪技術(shù)力量的較量?，F(xiàn)代儀器分析的發(fā)展,科技工作者能力和水平的提高,事實(shí)和真相必將水落石出。因此,同學(xué)們應(yīng)當(dāng)遵守職業(yè)道德規(guī)范,樹(shù)立正確的人生觀、價(jià)值觀,堅(jiān)信“邪不勝正”。

以原子發(fā)射光譜(OES)為例,從儀器導(dǎo)論、結(jié)構(gòu)、定性定量、以及相似熒光光譜法(AFS)等方面拆分知識(shí)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合儀器分析專業(yè)知識(shí)的偶然性、特殊性與立德樹(shù)人教育范式的必然性、普遍性特點(diǎn),由專業(yè)知識(shí)導(dǎo)入育人要點(diǎn)。如知識(shí)點(diǎn)2.2.1原子發(fā)射光譜法(OES)的電感耦合等離子體(ICP)光源,講解“利用高頻感應(yīng)電流的趨膚效應(yīng)解決自吸對(duì)定量分析的干擾問(wèn)題,擴(kuò)大了OES的線性范圍”,闡明逆向思維為科研和工作難題開(kāi)辟新途徑和新方法,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。又比如,知識(shí)點(diǎn)2.4原子熒光光譜法簡(jiǎn)述(AFS),介紹我國(guó)的原子熒光儀的誕生與發(fā)展,講述“20世紀(jì)90年代,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)研制的氫化物原子化裝置與斷續(xù)流動(dòng)技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了AFS的自動(dòng)化操作”的發(fā)展史,培養(yǎng)學(xué)生的大國(guó)工匠精神,建立民族自信心和自豪感。

2 “儀器分析”課程線上線下混合教學(xué)實(shí)踐

2.1 “儀器分析”課程線上教學(xué)

混合式教學(xué)是經(jīng)典課堂線下學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)課堂線上隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的結(jié)合,因此能有效解決專業(yè)課學(xué)時(shí)短,學(xué)生主動(dòng)性不強(qiáng)的現(xiàn)狀[8]。

圖1為線上線下混合教學(xué)模式下“儀器分析”課程思政示意圖如圖1所示,團(tuán)隊(duì)教師依托校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)——學(xué)習(xí)通供學(xué)生線上預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),并完成課中輔助教學(xué)。學(xué)生可以利用零星時(shí)間對(duì)知識(shí)點(diǎn)短視頻進(jìn)行線上學(xué)習(xí),有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體作用。團(tuán)隊(duì)教師和助教利用平臺(tái)數(shù)據(jù),如課前是非題、課后簡(jiǎn)答題和思考題隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況,并通過(guò)微信群開(kāi)展線上督導(dǎo)和答疑。線上教學(xué)不僅為學(xué)生提供了快速、便捷的學(xué)習(xí)平臺(tái),而且加深了師生情誼,有助于教師了解和掌握學(xué)生思想動(dòng)態(tài)和變化,同步考察教書(shū)、育人成果。另外,在師生交流過(guò)程中,教師的人格魅力潛移默化地影響學(xué)生的人生觀、價(jià)值觀和世界觀。

圖1 線上線下混合教學(xué)模式下“儀器分析”課程思政

2.2 “儀器分析”課程線下教學(xué)

線上教學(xué)的成功開(kāi)展,為線下翻轉(zhuǎn)課堂、比較與拓展教學(xué)、案例教學(xué)等新型的教學(xué)模式[9]的探索奠定了良好的基礎(chǔ)。課程線下教學(xué)主要采取學(xué)生講堂、教師難點(diǎn)精講、學(xué)生小組討論匯報(bào)等形式(如圖1所示)。針對(duì)線上簡(jiǎn)答題和思考題映射的知識(shí)點(diǎn)以學(xué)生講堂的形式要求學(xué)生進(jìn)行自主講解。針對(duì)課程重點(diǎn)與難點(diǎn),以及微信群中學(xué)生提問(wèn)較多的知識(shí)點(diǎn),線下難點(diǎn)精講。合格的教師不僅是專業(yè)知識(shí)的傳播者,還應(yīng)該以德施教、以德立身。因此,線下教學(xué),團(tuán)隊(duì)教師不但要做好專業(yè)知識(shí)的課前準(zhǔn)備,而且在儀表著裝、教學(xué)態(tài)度、師德師風(fēng)等方面更要做好表率。儀器分析是工程師的眼睛,案例教學(xué)與應(yīng)用體現(xiàn)了實(shí)用性、交叉性與綜合性能力的培養(yǎng)[10]。為此,我們?yōu)閷W(xué)生定下“XX儀器在XX樣品中的分析與應(yīng)用”的開(kāi)放式討論主題。學(xué)生自由組隊(duì)構(gòu)建討論組、細(xì)化儀器類型、樣品的來(lái)源、前處理、分析及應(yīng)用前景等內(nèi)容。最后以翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行線下匯報(bào)、交流與答辯,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用儀器分析手段解決復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的能力。

3 “儀器分析”課程線上線下混合教學(xué)效果與評(píng)價(jià)

協(xié)同作用是系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)驅(qū)力和直接原因。章節(jié)與章節(jié)協(xié)同、線上與線下協(xié)同、教學(xué)考核與教學(xué)過(guò)程協(xié)同才能提高課程的教學(xué)效果[11]。因此“儀器分析”課程教學(xué)評(píng)價(jià)體系也應(yīng)考慮思政因素。眾所周知,傳統(tǒng)的期末考試成績(jī)無(wú)法全面反映學(xué)生對(duì)儀器分析專業(yè)知識(shí)的掌握與應(yīng)用能力,更無(wú)法反映學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因此,結(jié)合線上線下混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì),對(duì)原有的課程考核方式進(jìn)行根本改革,綜合評(píng)價(jià)學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新與協(xié)作能力、客觀評(píng)價(jià)能力等。具體表現(xiàn)在:依據(jù)學(xué)習(xí)通平臺(tái)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)完成情況評(píng)價(jià)學(xué)生自學(xué)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度;依據(jù)小組討論匯報(bào)評(píng)價(jià)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力;通過(guò)小組討論、線上作業(yè)的學(xué)生互評(píng)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)待事物是否客觀公正。

盡管形成性評(píng)價(jià)代替“一考定終身”已取得了教育工作者的共識(shí),但是形成性評(píng)價(jià)的科學(xué)性和合理性受評(píng)價(jià)因子和權(quán)重的影響較大,為此,團(tuán)隊(duì)教師在分析教學(xué)目標(biāo)和同行討論的基礎(chǔ)上,擬由專業(yè)知識(shí)(權(quán)重0.4)、自主學(xué)習(xí)(權(quán)重0.3)、創(chuàng)新協(xié)作(權(quán)重0.2)和客觀評(píng)價(jià)(權(quán)重0.1)等幾部分構(gòu)成學(xué)生的課程成績(jī),如圖2所示。

圖2 儀器分析學(xué)習(xí)能力評(píng)價(jià)

2022年采用線上線下混合式教學(xué)模式對(duì)儀器分析課程進(jìn)行了兩輪實(shí)踐,對(duì)比實(shí)踐前后,學(xué)生主持三小(小發(fā)明、小創(chuàng)作、小制作)項(xiàng)目的數(shù)量由6項(xiàng)增加至28項(xiàng),且新增二項(xiàng)由團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)的重點(diǎn)項(xiàng)目。說(shuō)明課題改革開(kāi)拓了學(xué)生思維,提高了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

儀器分析是工程師在復(fù)雜工程問(wèn)題中識(shí)別污染源、分析成因及解決問(wèn)題的眼睛,立德樹(shù)人是課程教育的最終目標(biāo)。針對(duì)線上線下混合教學(xué)模式的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì),從課前、課中和課后全過(guò)程組織“儀器分析”課程的教學(xué)實(shí)踐,將“辯證唯物主義”“科學(xué)發(fā)展觀”“愛(ài)國(guó)主義”等思想意識(shí)形態(tài)的元素有機(jī)融入各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),做到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲。