高職化工專業儀器分析課程線上線下混合式教學模式的建立與運行

張慧捷，常越凡 (山西工程職業學院，山西 太原 030009)

0 引言

在信息化時代，隨著化工行業生產規模的日益增大，生產工藝的數字化、智能化水平大幅提升，普遍以復雜的大型儀器和設備以及高密集的聯合體為基礎。而儀器分析是化學化工從業者必備的一項基本技能，是開展化工技術研發和生產的前提和基礎，因此，更是高職化工人才培養的重要內容。

在高職化學化工類專業課程體系中，儀器分析課程是一門學科交叉性較強的必修課程，包括眾多光化學、電化學、色譜等大型儀器的工作原理、組成結構、操作方法等內容。其教學目標是讓學生理解各種分析儀器的相關理論基礎知識、熟知儀器的構造部件，更重要的是掌握儀器的規范操作、維護方法、實驗數據處理等技能，最終具備將大型儀器設備運用于化工領域及冶金、環保等相關領域解決實際問題的分析檢測能力。同時，培養學生實事求是的職業態度以及精益求精的工匠精神，對以后從事化工生產工作和創新研發至關重要。

然而，目前儀器分析課程的教學模式大多仍為“教師講授+學生實操”的傳統模式，普遍存在以下教學弊端[1-4]：其一，對高職學生來說，該課程內容抽象、乏味、枯燥，不易理解和掌握；其二，由于大型儀器價格高昂導致數量有限，無法每人一臺操作練習，實踐教學效果較差；其三，該課程的授課對象均是伴隨著互聯網成長起來的學生，他們普遍使用手機、平板、電腦等終端，而不樂于手捧書本。

為解決以上教學痛點問題，探索利用互聯網開展儀器分析課程的線上線下混合式教學模式改革，分別從優化教學內容、開發線上資源、探索信息化手段、搭建翻轉課堂教學框架等方面入手，全面提高儀器分析課程的教學質量和教學效果，培養具備扎實儀器分析操作技能和良好職業品德的高素質化工人才。

1 儀器分析線上線下混合式教學存在的問題

目前，雖然眾多院校化工教師團隊都在積極進行儀器分析課程線上線下混合式教學，但該教學模式仍然存在一些問題，如：教學內容枯燥陳舊且未融入課程思政[5-6]；線上資源數量有限、類型單一；線上師生互動模式單一；線下教學傳統乏味，學生難免會產生怠惰現象，抵觸、應付心理；考核評價指標單薄等。因此，如何將課程思政融入儀器分析教學內容，如何提高學生線上線下學習積極性，如何制定更加合理的考核評價機制等都是亟需解決的問題。

2 儀器分析線上線下混合式教學模式的改革思路

儀器分析課程線上線下混合式教學的實現以及教學質量的提升，離不開優質的線上資源以及高效的線下面授，更離不開與時俱進的教學內容。因此，改革思路分為教學內容、線上資源、線下面授，三條路徑同時進行，如圖1 所示。

圖1 儀器分析線上線下混合式教學模式改革思路

3 儀器分析線上線下混合式教學模式的建立

3.1 教學內容的改革

首先，重構內容。依托職教云平臺建課，并立足企業需求對教學內容進行重構，將理論和實訓融為一體，構建模塊化、項目化的課程體系，如表1 所示。

表1 立足企業崗位需求的儀器分析課程理實一體模塊化教學內容

其次，結合“六新”。搜集儀器分析領域中的新技術、新材料、新產品、新標準等融入教學內容，供學有余力的學生線上自學，實現對學生的個性化教學，增加課程的挑戰度。

最后，融入思政。建立知識技能、德育思政“雙主線”課程體系，根據“三全育人”要求，以新時代中國特色社會主義思想和社會主義核心價值觀為指導，深入挖掘儀器分析課程內容中的思政元素和德育元素，如：愛崗敬業、工匠精神、勞模精神、職業素養等。利用“學習強國”APP、“三晉先鋒”APP 等潤物細無聲地融入于教學全過程，如圖2 所示，并將品德素養作為考核評價的一部分，真正落實課程思政，助力學生全面發展。課程內容中部分知識技能與思政元素的融合設計如表2 所示。

表2 儀器分析課程部分內容與思政元素融合設計表

圖2 儀器分析課程雙主線課程體系

3.2 線上教學資源的開發

開發了“三庫一平臺”線上資源體系，即搭建基礎資源庫、拓展資源庫、企業案例庫三個資源庫和一個虛擬仿真平臺，顆粒化程度高，表現形式適當，為學生個性化自主學習提供優質資源。

其中，基礎資源庫包括課件、電子教案、試題、教師(包括企業兼職教師)教學視頻、教學動畫等，覆蓋該課程所有知識點和崗位技能點；拓展資源庫包括企業前沿的分析檢驗新技術、新儀器設備、樣品處理新工藝的圖片、視頻，體現行業發展的前沿技術和最新成果；企業案例庫包括企業生產過程中典型儀器分析檢測案例的視頻、圖片，使學生獲得真實的職業崗位體驗；虛擬仿真平臺涵蓋課程中主要的大型儀器虛擬操作，打破時間空間、儀器數量的限制，有效幫助學生提高操作技能。

3.3 信息化教學手段的探索

探索綜合運用仿真模擬動畫、直播投屏、在線監控等多種信息化手段創新教學模式，解決因大型儀器數量有限導致學生不能人人上手操作的問題。開發更適合儀器分析課程的在線評價系統，根據評分標準自動給分，省去教師人工查閱評分標準再逐一給分的繁瑣環節。

3.4 考核評價機制的改革

為更加適應混合式教學的考核評價，形成線上和線下各占權重，自評、互評、師評相結合，過程評價和結果評價結合，技能評價和德育評價結合，校方和企業共評的多元化、多維度評價機制。

另外，制定出一套采用新穎教學游戲活動激發學生線上線下學習動力和興趣的激勵方法，即開展集贊贏獎品活動，按照考核評價機制，每個教學環節中得分最高的小組可在自行開發的“智能考核”APP 上點亮一個“贊”，樣例如圖3 所示，集齊規定個數的“贊”就可以獲得本專業社團自制的精美禮品一件。

圖3 “智能考核”APP 集贊記錄

3.5 翻轉課堂教學框架的構建

依據企業分析檢驗崗位實際工作流程，將儀器分析線上資源進行梳理和充分利用，構建了儀器分析課程線上線下相結合的翻轉課堂教學框架，即“三階段八環節”基本模式(課前線上自學、課中線下導學、課后線上鞏固三個階段和下任務、育思政、明原理等八個教學環節)，而思政德育和考核評價貫穿教學全過程。翻轉課堂教學框架如圖4 所示。

圖4 儀器分析課程線上線下相結合的翻轉課堂教學框架

以翻轉課堂為基本模式的“三階段八環節”教學實施如下。在下任務環節，教師通過職教云平臺發布來自合作企業的項目任務，教師根據學生的預習反饋及時調整教學策略。在課中線下導學階段，通過育思政、明原理、練技能、測樣品、算結果五個環節進行。在育思政環節，以教學內容對應的思政元素導入課程，在講解專業知識技能之前，先用有“溫度”的德育教育感染人心，引起學生的共鳴和學習興趣；在明原理環節，各小組自學并討論當前任務的測定原理、測定過程，形成完整實驗方案并做匯報展示，教師根據學生的匯報情況針對性講解重難點，配合使用仿真動畫、視頻、圖片等多媒體資源，做中教，做中學，使學生深刻明確測定原理；在練技能環節，教師根據實驗步驟提取關鍵操作技能，教師通過直播投屏的方式強化細節，隨后學生重點練習操作技能，將細節決定成敗的意識和精益求精的工匠精神融入其中，做中學，做中育；在測樣品環節，學生分組進行正式的完整實操，在線監控系統全程錄像，以供組間互評和教師評價；在算結果環節，各組處理數據，計算最終測定結果，完成實驗報告；在課后線上鞏固階段找問題環節，師生查看操作錄像作出組間互評和教師評價；在再提升環節，學生完成平臺上的課后思考題，鞏固、提升學習內容。考核評價伴隨整個教學過程，職教云平臺根據各環節評價項目的比重，自動生成學生綜合成績，反饋教學效果。

4 儀器分析線上線下混合式教學模式運行效果

儀器分析課程使用線上線下混合式教學模式運行以來，課堂變得更高效、更活潑，受到我院師生的高度肯定。通過網絡調查問卷表明，學生的積極性、主動性明顯提高，從以往的“被迫學”變成了現在的“主動學”。學生的儀器分析操作技能得到優質培訓，測定準確度、精密度大幅提升，在全國職業院校技能大賽化學實驗技術賽項中屢獲佳績。

5 儀器分析線上線下混合式教學模式改革對化工人才培養的作用

化工企業生產過程連續不可逆，且具有高危性，必然對化工從業者的職業技能有較高標準，如何培養出企業所需的化工類人才是高職教師的教學重難點。在“互聯網+”時代，立足化工企業崗位職業能力要求，急需將信息化手段運用于教學，提高教學效率和質量，培養符合新時代需求的高素質化工技能人才，促進學校、行業、企業的無縫接軌。

儀器分析作為化工從業者必備技能，該課程的教學效率直接影響著化工人才培養質量。借助“互聯網+”信息化教學手段實施線上線下混合式教學，融合了線上優質資源的靈活運用和線下體驗感極強的實際面授，并改革了理實一體教學內容，合理滲透思政元素、德育教育。通過多方面多維度的儀器分析教學模式改革，使之擁有諸多傳統教學無法比擬的優點，對培養掌握儀器分析操作技能過硬，同時可以靈活運行計算機網絡系統并且具有良好職業素養和職業品德的高素質化工人才起到了直接推動作用。

6 結語

本文立足化工類人才必備的儀器分析技能，以助力培養高素質化工人才為目標，針對儀器分析傳統教學模式的諸多教學弊端，以及目前線上線下混合式教學仍然存在的問題，緊跟“互聯網+”潮流，多方面、全方位研究形成以翻轉課堂為基本模式的儀器分析線上線下混合式教學模式。并應用于實際教學，充分發揮線上教學和線下教學的各自優勢，切實提高了高職化工專業儀器分析課程的教學質量和教學效果，對培養掌握扎實儀器分析操作技能和具有良好職業素養的高素質化工人才起到了極大的助推作用。