儀器分析課程翻轉課堂與MOOC融合的教學模式構建

唐 婧， 鄭勝彪， 惠貞貞， 葉祥桔， 汪徐春

(安徽科技學院 化學與材料工程學院，安徽 鳳陽 233100)

1 《儀器分析》課程教學存在的問題

《儀器分析》是化學和應用化學專業的主干課程，該門課程融合了《分析化學》《物理學》《電子電工學》《計算機科學》等學科知識，在化學類和應用化學類專業學生的培養計劃中具有舉足輕重的地位。從上世紀九十年代開始,《儀器分析》課程受到重視，然而，發展至今在教學實踐過程中仍然存在著一些問題。

1.1 教材內容更新過慢

現代儀器發展十分迅速，儀器的更新換代也很快，而教材總是更新滯后，很多教材中的內容還停留在幾年前甚至于是十幾年前的儀器類型。比如，現在可以搜索到的最新的《儀器分析》教材是2018年9月出版的，版本相對來說很新，但是，其內容還是多停留在較為陳舊的儀器基本原理上，目前已經應用廣泛的儀器聯用技術內容還是少之又少?，F代大學教育中授課老師講課內容以教材為主，而教材內容不能與時俱進，必然會導致教育與實際需要脫節的現狀，這也正是目前高等教育最為突出的問題。

1.2 教學方法單一

由于《儀器分析》課程的特點，需要介紹多種儀器部件，因此，授課教師在教學上已經有所改進，采用現代多媒體技術教學給學生更加直觀的感受，但是這種教學方法從本質上仍然是“傳遞——接受”的模式，教師是主體，學生更多是被動接受，無法發揮學生的主觀能動性，學習缺乏思考。探究式、立體的教學模式在《儀器分析》課程中教學中很少得到運用。這種陳舊的教學方式遠遠不能滿足現代教學要求，不利于人才培養。

1.3 教學定位不準確

《儀器分析》課程是一門實踐性非常強的專業核心課程，要求學生弄懂并且會用各種化學類分析儀器，掌握各種儀器的實際操作和軟件應用。通常授課的《儀器分析》教材有幾百頁，其中主要是理論知識和儀器部件，而具體的操作步驟和方法卻是簡單帶過。授課教師大多數會按照教材的知識體系進行講授，而不是從儀器使用實踐能力的培養定位上去組織教學。由于該課程并非專業基礎課程，開設時間不長，很多高校對該課程的教學定位不夠準確，加之大多數高校該課程課時有限，學生學完該課程后對很多儀器結構和理論而似懂非懂，對儀器的具體操作和應用還是不熟悉，遠沒有達到《儀器分析》課程的教學目標和要求。

近幾年來，國內外課堂教學的模式引入了許多新思路、新資源，比如,翻轉課堂和MOOC教學這些新的教學理念和模式已經開始在大學教育中有所實施，例如，圣何塞州立大學讓學生將MOOC作為家庭作業完成，而在課堂則是更深層次的解決問題[1]；俞勁松等將MOOC與翻轉課堂相結合應用于“翻譯技術實踐”課程中，提出了“遞進式翻轉教學”混合模式[2]；李艷等將MOOC和翻轉課堂的教學模式融入“網絡與遠程教育”中，并進行了相關的實證研究，取得了很好的效果[3]。

本課題組對多年教授的《儀器分析》課程及其相關實驗進行總結，結合最新的教學模式、方法和資源特點，構建了“慕課-翻轉課堂”混合教學模式，研究其在《儀器分析》課程和實踐教學中的應用，希望能為高?！秲x器分析》課程的教學提供新的思路。

2 MOOC和翻轉課堂

2.1 MOOC的定義和優勢

慕課(Massive Open Online Course，MOOC)是一種互聯網和現代教育融合的產物，它的特點是開放性、大規模、完全開放和完全在線[4]。與傳統教學模式相比，MOOC匯聚了更多領域的優質課程，教學資源豐富，而且MOOC存在過濾機制，可保證教育資源的質量；對于學生而言，學習的自由度大大提高，不再受時間和空間上的限制；學習的互動性得到提高，因為不再受時間上限制，因此教師和學生，學生與學生之間都可以開展討論交流，提高學習效率[5]。從這些特點可見MOOC教育模式能一定程度上解決教育資源平衡性問題，知識傳播和接受途徑有所擴展。

2.2 翻轉課堂的定義和優勢

翻轉課堂(“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”)是指重新調整課堂內外的時間，讓學生親自動手活動，是一種新型的教學模式。這種教學顛倒傳統教學中知識傳遞與內化過程，學生知識的學習主要是在課前通過觀看教師制作的視頻，教師在課堂上的時間主要是幫助學生答疑解惑解決問題，學習的主動權在于學生[6]。這種教學模式的特點在于知識的學習具有可重復性，學生可以對不懂不會的內容反復觀看，多次學習；其次學習的互動性加強，教師在課堂上的時間主要是幫助學生解惑，因此，彼此之間可以很好的溝通和交流；再有這種教學提高了學習效率，更有利于學生集中精力學習，提高整體的教學質量。

2.3 MOOC和翻轉課堂融合

MOOC與翻轉課堂的融合是集合線上教學和線下教學(主體課堂)相結合的混合式教學。MOOC主要提供網絡資源(包括課程平臺、教學資源、課程練習、對學生跟蹤管理等)，當然這還需要教師對資源進行再加工以能融入翻轉課堂教學實際過程，MOOC在課前提供高效的學習平臺和相應的學習資源(視頻)，學生通過MOOC平臺完成理論知識的預習、學習和習題訓練，隨后要求學生在課上與教師一起通過提問討論等交流互動完成新知識的內化和鞏固；而且這樣的結合實際上是將翻轉課堂的個性化學習思路拓展到網絡教育，將MOOC的性質從大規模、完全開放向小規模、限制性開放發展，這樣實際上是克服MOOC大規模性和完全開放所帶來的弊端[7]。慕課和翻轉課堂的結合是以MOOC優質教育資源為基礎，學生針對這些資源進行學習，充分體現因材施教、學習自主，在這里充分體會到多樣化的學習方式，包括體驗學習、協作訓練、多重交互、自主探究等。對于大學生來說，這對于培養學生思維、創新意識大有裨益。

3 混合模式在《儀器分析》課程中的構建

3.1 混合模式的構建

MOOC和翻轉課堂相結合的混合模式是一種教學相長的開放式教學。這種模式的構建是相互循環的，首先教師需要精心制作適合于儀器分析課程的微課、視頻，學生在自主學習的環境中通過觀看MOOC視頻，對知識點和重難點進行學習，在這過程中，每個學生對知識的理解深淺不一，課堂上老師向學生提問考察學生學習的效果，學生向老師問問題解決課下的疑惑和難點，通過提問、討論開放式的互動交流教師和學生在這個過程中都有收獲，學生可以通過老師的講解和討論加深對知識的理解，老師可以通過學生的反饋和問題對MOOC視頻進行改進和更新。這正是一個嶄新的教學模式，這樣一種混合模式做到了“學生學習主動化、資源整合多元化、課程講授多樣化和學習支持立體化”[8]。

3.2 MOOC模塊的應用

MOOC在實施的過程中對于學生的要求相對高一些，要求學生自學，其實存在過程不好監管的問題。但是,從教學資源的利用和普及角度而言，它比以往的精品資源共享課要更加優越。從儀器分析課程應用來看，有大量的教學資源是實施MOOC的前提條件。然而,目前僅有一些大型公共課，如英語、高等數學等相對資源較為豐富，其它的專業課程資源較為匱乏，尤其是《儀器分析》發展的較晚，在各高校開設的時間并不長，MOOC資源十分緊張。當然，MOOC資源的開發可能需要一個較為長期的過程，從長遠考慮，開設儀器分析這門課程的高校及其任課老師應該在慕課課程資源上多下功夫，可以采取激勵措施，鼓勵老師積極申報相應課題，準備微課教學，并在微課的基礎上大力發展慕課，增加儀器分析課程的優質慕課教學資源的開發。大家把對課程中重難點、典型的案例分析、生動的視頻材料等拿來共享，集思廣益，必將極大地豐富儀器分析課程的教學內容，開闊師生的眼界，形成這一門課程的“百家講壇”。

3.3 翻轉課堂模塊的應用

傳統教育最難辦的就是因材施教。對于教師來說，每個學生理解、學習、消化能力都千差萬別，如何才能在有限的時間內讓能力不同的學生都能有所收益確實十分困難。而這種打破常規教學模式的翻轉課堂卻改變了這種困境，它充分利用學生的課余時間，將學習地點和時間都進行了改革。實施翻轉課堂在時間上更為自由，學生可以在靈活的時間自學，是學生愿意學習主動學習的時間；地點也變得輕松，不再拘泥于一個小小的教室，更重要的是實現了教學主客體的翻轉，學生是學習和課堂教學的中心和主體，打破了傳承幾千年的填鴨式教學。學生自覺主動地學習慕課視頻，教師在課堂上采取提問的方式檢驗學生課下的學習效果，學生對視頻中自己不能理解的問題進行提問，能起到思考、啟發的作用，相信這樣有針對性的互動交流，更有利于培養學生的創新能力，也是幫助教師實現個性化教學、達到因材施教的目的。

例如《儀器分析》課程的第四章“紅外光譜分析”中基本原理部分，要和同學們討論清楚紅外光譜的產生和頻率位置，內容相對抽象難懂。在課前將這部分內容制作成MOOC視頻，結合已有的教學資源-水分子和二氧化碳分子振動形式的動畫，生動形象地展示紅外光譜產生的過程，學生通過視頻和動畫愉快地學習，既達到提前預習學習的目的，也使學習變得輕松，學生可以反復多次的聽和看。課堂上以設問的方式提出問題，可以給出其它分子讓學生討論其紅外振動的形式和頻率，并說明理由，將課堂上的寶貴時間節省下來與學生互動。

《儀器分析》還有一個特點就是實踐性較強，要想學好這門課程必須要實際操作。實際操作也更能激發學生的學習興趣從而提高學習效率，因此可以將具體的儀器操作步驟制作成MOOC視頻，使學生學起來更加直觀具體，在實驗課堂上帶領學生學習具體操作每一臺儀器和步驟，操作細節都是學生需要掌握的環節，再加上貼合實際的分析檢測給學生更加直觀的感受，學生能明白為什么要做和怎么做，當再回到理論課堂去討論也更有說服力。

就課程而言，具體的實施措施有：(1)利用已有的動畫制作軟件，將已有的多媒體教學課件進行修改完善，增加視頻和音頻；購買一批動畫軟件，豐富儀器分析原理的動畫網絡資源；(2)以《儀器分析》精品課程、精品資源共享課程中的重難點為依據，制作MOOC視頻；(3)對原有試題庫進行補充，增加網絡自測題的數據；(4)購買一批儀器分析實驗仿真軟件，利用課前指導學生自學儀器的操作，加強學生實踐動手能力的培養。

4 結語

本文主要討論了當前兩大新型教學模式在《儀器分析》課程教學中的應用：(1)指出當前《儀器分析》課程教學中客觀存在的問題和不足，如教材內容更新過慢、教學方法太過單一以及教學定位不夠準確；(2)針對兩大教學模式的定義和優勢來討論MOOC和翻轉課堂的融合，為構建混合教學模式提供新思路；(3)提出如何構建MOOC和翻轉課堂混合模式，以及兩大模式在儀器分析課程中的應用。期待本文構建的“MOOC-翻轉課堂”混合教學模式能夠對《儀器分析》課程教學改革提供幫助和借鑒。