基于移動端SPOC的翻轉課堂教學模式在分析化學實驗教學中的應用

劉雪巖，張 蕾，婁振寧，許 旭，張渝陽

（遼寧大學 化學院，遼寧沈陽 110036）

分析化學是一門以實驗為基礎的學科，其理論和規律源自對大量實驗事實的總結和提煉，因此，實驗教學在整個分析化學教學過程中占有重要地位。分析化學實驗不僅是對學生基本實驗技能的訓練，引導學生正確樹立“量”的概念，同時，也是對學生細致的觀察能力、創新思維能力、嚴謹的科研態度的培養[1]。然而，傳統分析化學實驗教學中，往往存在教師授課枯燥、學生對實驗內容、現象理解不深、操作欠規范、遇到問題無法自查等諸多問題。究其原因，主要在于現有教學模式與學生學習能力之間存在矛盾。如何更好地開展分析化學實驗教學，是值得每一位分析化學工作者深思的問題。隨著信息技術的發展，各種基于互聯網+的線上教學方式，比如MOOC（Massive Open Online Course）、SPOC（Small Private Online Course）、超星學習通、學堂云、雨課堂等應運而生，改變著傳統的教學形式[2]。綜合課程特點與教學實際情況，逐步探索出一種基于移動端SPOC的翻轉課堂混合教學模式。

1 傳統教學模式的弊端

分析化學實驗是理論課的實踐部分，是為了對理論教學內容加以驗證，并培養學生的實踐技能、求真意識，提高學生分析問題、解決問題的能力，但目前在教學過程中存在著諸多問題，亟待解決。

1.1 教學形式固化

傳統實驗教學中，課程流程主要是教師課堂講授、簡單演示及學生機械完成實驗內容，教學形式固化，暴露以下問題：①學生常有等靠心里，預習主動性不強，造成課上對授課內容理解不深；②課堂時間有限，教師不能進行全程演示，主要依靠口頭描述，造成學生實驗操作不規范；③缺乏對實驗的深入思考，主要參照實驗講義按步驟操作，因此，不能將實驗現象與理論知識緊密聯系，遇到問題無法自主解決，不能準確把握實驗現象，對實驗終點判斷不清，造成實驗結果誤差較大；④學生在“填鴨式”授課模式下，學習積極性、主動性不高，師生互動性也較差。教學過程缺乏有效的課前、課中、課后教學手段，無法達到預期的教學效果。

1.2 評價機制不完善

傳統的實驗成績評定多以“實驗報告+期末實驗操作”為主，缺乏形成性評價，沒有將學生的課前預習、課堂互動、課后鞏固等環節納入考核范圍中，不能真實反映學生的實際學習效果，也不能完全體現學生的實驗能力。這種傳統的評價體系使部分學生產生了投機心理，導致課前不預習、課上實驗操作不認真、課下實驗報告抄襲等現象的存在，這種重結果輕過程的評價機制催生了學生的“高分低能”。

2 教學模式改革

2.1 教學模式改革的必要性

傳統固化的實驗教學模式已經不能適應現代化的教學，隨著互聯網+技術的發展及手機等移動終端設備的普及，一些在線教學模式，如MOOC、SPOC、超星學習通、學堂云、雨課堂、騰訊、釘釘等，正席卷著高等教學領域。特別是SPOC線上教學模式，它不但打破了學習空間和時間的限制，又滿足了小型私有化的需求。盡管網絡課程資源種類繁多，卻很難與各自學校的課程設置匹配，包括實驗個數、題目、內容都不盡相同。并且，基于環保、節能、安全等因素考量，一直在不斷地改進實驗操作流程。因此，視頻平臺內容很難滿足“個性化”的需求，有必要根據實際情況，因地制宜地錄制實驗講解及操作視頻，構建SPOC在線學習平臺。學生通過觀看視頻，了解實驗原理、操作標準、實驗現象的變化等，使預習變得更加輕松、直觀和有趣，這是僅通過實驗講義閱讀無法達到的效果。預習效果的監督是實現高效利用在線學習資源的必要環節。“翻轉課堂”是近年來發展起來的“以學生為中心”的教學手段，受到了師生的廣泛認可[3]。開展以實驗小組為單位的“翻轉課堂”，圍繞實驗操作的重點、難點、疑點開展互動式討論，加深對實驗原理及過程的理解，使學生在實際操作中“心中有線”。基于SPOC模式的翻轉課堂教學是一種線上線下混合教學模式，將課堂講授內容引入課前預習，學生線上自主學習，并將問題帶入課堂，課上將學習內容強化吸收，課后通過在線平臺鞏固所學知識。綜上所述，有必要開展基于移動端SPOC的翻轉課堂教學模式在分析化學實驗教學中的探索。

2.2 教學模式的改革實踐

課程內容的設置不僅基于團隊教師的共同商討，也廣泛聽取了校外專家的意見及參與本課程學習的學生反饋。

2.2.1 線上資源建設

分析教研室在教學改革的大背景下，依托“超星學習通”自建了《分析化學在線開課程》SPOC平臺，包括理論課及思政案例教學視頻等，供學生進行線上學習活動，也給分析化學實驗課提供了理論教學平臺，以便學生能將理論與實踐結合起來，加深知識理解。由于理論課屬于全院統一授課（100人以上），而實驗課為小班授課（每班10～15人）且授課教師不同，因此很難在同一個課程包下再加入實驗課程的教學、測評等內容，以免造成成績評定混亂。“學堂云”平臺建課較簡單，同一課程下可分建不同班級，滿足同一教師在不同時段為不同班級授課、測試、評價的需求。并且，“學堂云”與“雨課堂”的數據是可以打通的，可同時利用“雨課堂”的公告發布、簽到、投稿、隨機點名、分組等功能，使教學過程更為流暢。基于以上原因，在“學堂云”平臺建立了分析化學實驗SPOC課程，將精心錄制的實驗講解視頻及操作視頻上傳學堂云平臺，并設計線上討論話題及每節課后的單元測試題。

2.2.2 教學環節規劃

建立各教學環節的合理銜接，形成完整的線上線下混合式教學體系是教學改革成功的關鍵。規劃如圖1所示：①課程開課前，通過“雨課堂”發布教學大綱及日歷，在“雨課堂”內完成分組；②課前教師在學堂云發布學習任務，學生分別在“學習通”及“學堂云”SPOC平臺觀看理論及實驗視頻，同時參與話題討論；③課上基于分組結果，團隊協作進行“翻轉課堂”展示預習成果—生講生評，并通過“雨課堂”的隨機點名進行生問生答，教師進行評判總結，以問題導向互動學習，激發學生學習興趣，逐步使學習從“被動”變“主動”，基于預習成果進行實驗操作；④課后教師在雨課堂發布單元測評并及時評判，學生完成測評，結合課上實驗操作，撰寫實驗總結報告。

圖1 課程實施方案

2.2.3 科學評價體系

教學評價是教學活動中非常重要的環節，是激勵學生學習、培養學生綜合素質、提高教學質量、改革教學方法、保障教學環節有序進行的重要手段[4]。如圖2所示，根據教學改革需要，我們建立了線上、線下混合式分析化學實驗評價體系，兼顧教學活動的各個環節，實現全過程考核。其中，視頻學習占10%，翻轉課堂占15%，課上互動問答占10%，線上單元測評占15%，課上實驗操作占25%，實驗總結報告占25%。該評價體系更加注重過程性評價，更能激發學生的學習積極性，增強自主學習能力，提高教學質量。

圖2 教學評價

3 結束語

結合我校分析化學實驗教學的特點，建立了“個性化”基于移動端SPOC的翻轉課堂線上線下混合式實驗教學模式。通過合理規劃教學環節，開展分析化學實驗課程的課前、課中、課后等環節的改革實踐，豐富了教學內容、手段及評價方式，提高了教學效果，逐步形成“學生為中心、能力培養為核心”的創新人才培養教學體系。