紅外光譜分析的翻轉教學研究

王會才，張紀梅，楊 林

（天津工業大學，天津西青區300387）

翻轉教學已逐漸成為提高教學質量的有效途徑和培養創新型人才的重要教學模式。紅外光譜分析是物質結構分析強有力的工具之一，已廣泛應用于日常分析和科學研究。傳統的紅外光譜分析教學主要以課堂教學為主，而填鴨式的教學方式，不僅導致教師在課堂上無法評估學生的知識內化情況，而且學生們的課堂參與度較低，不利于學習能力、創新能力的培養[1]。翻轉教學雖然顛覆了傳統教學過程，卻沒有提出相應的教學策略和教學方法。針對這些問題，筆者就《紅外光譜分析》的翻轉教學提出了改革方案，以期提高該課程的教學效果，探索強化學生自學能力以及創新能力的教育教學體系，促進創新型人才培養模式的逐步建立。

一、優化教學內容，精心準備網絡教學資源，激發學習興趣

翻轉課堂不只是在形式上的翻轉，還是對教學內容的重構、拓展與深入挖掘[2]，因此，僅僅將授課的PPT等資源照搬放到網絡上無法取得預期效果。翻轉教學要求教師不僅要從教的角度，而且更重要的是從學生學習的角度，對課程內容進行深入分析研究，將教學內容按照主次、難易程度，分解成一個個知識點，然后按照學習過程的內在規律，將教學內容重新編排整理形成網絡教學資源。在網絡資源編排上力求突出重點、難點，并設計典型案例解析加以引導，同時以多層次的問題設計為導向，有效引導學生進行自學。例如，在紅外光譜基本原理教學中，首先選取典型譜圖，然后提出問題，包括譜圖上為什么有峰？峰是怎么來的？為什么峰有強有弱，數量有多有少？峰與化合物結構有什么關系？通過學習資料的編排逐一解決上述問題，讓學生懷著濃厚的好奇心觀看網絡教學資源，從而激發他們的學習興趣。在網絡資源建設中，可以引用優秀的網絡資源，采用Flash動畫或者圖片將晦澀難懂的基本原理形象化，以加深印象，幫助學生理解，如紅外光譜中化學鍵的各種振動形式以及產生的譜圖就可以采用這種形式，教學效果非常好。此外，在每節學習結束后，針對該節內容的重點和難點，設計不同層次的考核習題，并開放自由討論環節，用于掌握學生的自學情況。

二、課前充分挖掘信息，掌握自學情況，提高課堂教學效率

要在有限的課堂教學中解決所有學生心中的疑惑，從而實現知識的內化，教師的幕后工作必不可少。但是，在課堂上能夠提出問題或者愿意提出問題的學生寥寥無幾，這是需要教師長時間引導才有望改變的現狀。那么如何在這種背景下，挖掘出學生沒有掌握或者理解有偏頗的教學內容，將是翻轉教學成敗的關鍵之一。我們在教學改革實踐過程中采用兩種手段實現了這些信息的提取。首先，在網絡教學資料的準備中，設計不同層次、不同形式的問題，特別是圍繞重點問題、易混淆的概念、難以理解的問題等設計習題，并在習題中設計陷阱，旨在考查學生對知識的掌握程度；其次，利用網站的后臺信息統計分析功能，統計學生們在各個知識點上分配的時間、解答問題的正確率、自由討論區關鍵詞的出現頻率等，以期準確掌握學生們存在問題的知識點，從而為提高課堂教學奠定基礎。

三、課中重點突出，以問題引導學生參與，培養學生思辨與創新能力

課堂教學是集中解決學生自學中存在的問題，實現知識內化的關鍵，也是體現翻轉課堂在培養創新型人才貢獻的重要階段。在課前數據挖掘的基礎上，在有限的時間內講透知識點并不難，翻轉教學中課堂教學的難點在于如何讓學生主動提出問題，并能夠利用網絡學習階段獲得的知識進行思考，鍛煉他們的邏輯思維能力以及分析問題、解決問題的能力。在教學實踐中，教師要讓學生了解翻轉教學在培養自學能力、創新能力以及思辨能力等方面的意義，鼓勵他們主動參與課程教學，提出問題；其次，在課堂教學過程中隨時拋出問題或者譜圖，從學生們的反應中發現仍未掌握的細節，加以相應強化；再次，在教學過程中讓學生們多接觸實際生產、生活中紅外光譜的應用實例，開闊學生們的視野；最后，教師也可讓學生認識到紅外光譜分析的優勢及其不足之處。

四、課后組織個性化答疑，優化考核體系，促進翻轉教學良性發展

課堂教學可以解決共性問題，但不能完全解決所有人的問題。網絡交流平臺，不僅可方便師生之間課前溝通，而且有利于教師為學生提供個性化的答疑服務。除此之外，為了提高學生的課堂參與度，培養他們的綜合能力，在學習成績的評定方面，教師應重視學生自主學習態度、學習新知識的能力、課程參與度以及思辨能力的考核。在實際教學實踐中，首先，考核體系中需設置平時成績，且需要有足夠大的比重；其次，需要對學生在整個教學體系中各個環節的表現加以評價，以保證平時成績的客觀性。然而，由于缺乏具體的定量評分標準及參考依據，平時成績難免受到教師的個人印象及喜好的左右，因此，如何客觀評價學生學習能力、課程參與度以及思辨能力，促進學生積極主動地學習和思考，仍是今后研究的重點。

《紅外光譜分析》課程的翻轉教學取得了較好的教學效果，主要體現在：學生學習興趣明顯提高，課堂氛圍良好，課堂講授雖然內容明顯減少，但是在課堂上能夠明顯感覺到學生們對知識點的掌握程度。與此同時，在課堂上也經歷了初期出現的冷場以及后期課程討論中來自學生們各種各樣提問的強烈沖擊。在今后的教學中，我們應繼續探索適合于翻轉教學的教學策略和教學手段，切實提高教學質量，逐步建立創新人才培養模式。