红外光谱分析的翻转教学研究

王会才，张纪梅，杨 林

（天津工业大学，天津西青区300387）

翻转教学已逐渐成为提高教学质量的有效途径和培养创新型人才的重要教学模式。红外光谱分析是物质结构分析强有力的工具之一，已广泛应用于日常分析和科学研究。传统的红外光谱分析教学主要以课堂教学为主，而填鸭式的教学方式，不仅导致教师在课堂上无法评估学生的知识内化情况，而且学生们的课堂参与度较低，不利于学习能力、创新能力的培养[1]。翻转教学虽然颠覆了传统教学过程，却没有提出相应的教学策略和教学方法。针对这些问题，笔者就《红外光谱分析》的翻转教学提出了改革方案，以期提高该课程的教学效果，探索强化学生自学能力以及创新能力的教育教学体系，促进创新型人才培养模式的逐步建立。

一、优化教学内容，精心准备网络教学资源，激发学习兴趣

翻转课堂不只是在形式上的翻转，还是对教学内容的重构、拓展与深入挖掘[2]，因此，仅仅将授课的PPT等资源照搬放到网络上无法取得预期效果。翻转教学要求教师不仅要从教的角度，而且更重要的是从学生学习的角度，对课程内容进行深入分析研究，将教学内容按照主次、难易程度，分解成一个个知识点，然后按照学习过程的内在规律，将教学内容重新编排整理形成网络教学资源。在网络资源编排上力求突出重点、难点，并设计典型案例解析加以引导，同时以多层次的问题设计为导向，有效引导学生进行自学。例如，在红外光谱基本原理教学中，首先选取典型谱图，然后提出问题，包括谱图上为什么有峰？峰是怎么来的？为什么峰有强有弱，数量有多有少？峰与化合物结构有什么关系？通过学习资料的编排逐一解决上述问题，让学生怀着浓厚的好奇心观看网络教学资源，从而激发他们的学习兴趣。在网络资源建设中，可以引用优秀的网络资源，采用Flash动画或者图片将晦涩难懂的基本原理形象化，以加深印象，帮助学生理解，如红外光谱中化学键的各种振动形式以及产生的谱图就可以采用这种形式，教学效果非常好。此外，在每节学习结束后，针对该节内容的重点和难点，设计不同层次的考核习题，并开放自由讨论环节，用于掌握学生的自学情况。

二、课前充分挖掘信息，掌握自学情况，提高课堂教学效率

要在有限的课堂教学中解决所有学生心中的疑惑，从而实现知识的内化，教师的幕后工作必不可少。但是，在课堂上能够提出问题或者愿意提出问题的学生寥寥无几，这是需要教师长时间引导才有望改变的现状。那么如何在这种背景下，挖掘出学生没有掌握或者理解有偏颇的教学内容，将是翻转教学成败的关键之一。我们在教学改革实践过程中采用两种手段实现了这些信息的提取。首先，在网络教学资料的准备中，设计不同层次、不同形式的问题，特别是围绕重点问题、易混淆的概念、难以理解的问题等设计习题，并在习题中设计陷阱，旨在考查学生对知识的掌握程度；其次，利用网站的后台信息统计分析功能，统计学生们在各个知识点上分配的时间、解答问题的正确率、自由讨论区关键词的出现频率等，以期准确掌握学生们存在问题的知识点，从而为提高课堂教学奠定基础。

三、课中重点突出，以问题引导学生参与，培养学生思辨与创新能力

课堂教学是集中解决学生自学中存在的问题，实现知识内化的关键，也是体现翻转课堂在培养创新型人才贡献的重要阶段。在课前数据挖掘的基础上，在有限的时间内讲透知识点并不难，翻转教学中课堂教学的难点在于如何让学生主动提出问题，并能够利用网络学习阶段获得的知识进行思考，锻炼他们的逻辑思维能力以及分析问题、解决问题的能力。在教学实践中，教师要让学生了解翻转教学在培养自学能力、创新能力以及思辨能力等方面的意义，鼓励他们主动参与课程教学，提出问题；其次，在课堂教学过程中随时抛出问题或者谱图，从学生们的反应中发现仍未掌握的细节，加以相应强化；再次，在教学过程中让学生们多接触实际生产、生活中红外光谱的应用实例，开阔学生们的视野；最后，教师也可让学生认识到红外光谱分析的优势及其不足之处。

四、课后组织个性化答疑，优化考核体系，促进翻转教学良性发展

课堂教学可以解决共性问题，但不能完全解决所有人的问题。网络交流平台，不仅可方便师生之间课前沟通，而且有利于教师为学生提供个性化的答疑服务。除此之外，为了提高学生的课堂参与度，培养他们的综合能力，在学习成绩的评定方面，教师应重视学生自主学习态度、学习新知识的能力、课程参与度以及思辨能力的考核。在实际教学实践中，首先，考核体系中需设置平时成绩，且需要有足够大的比重；其次，需要对学生在整个教学体系中各个环节的表现加以评价，以保证平时成绩的客观性。然而，由于缺乏具体的定量评分标准及参考依据，平时成绩难免受到教师的个人印象及喜好的左右，因此，如何客观评价学生学习能力、课程参与度以及思辨能力，促进学生积极主动地学习和思考，仍是今后研究的重点。

《红外光谱分析》课程的翻转教学取得了较好的教学效果，主要体现在：学生学习兴趣明显提高，课堂氛围良好，课堂讲授虽然内容明显减少，但是在课堂上能够明显感觉到学生们对知识点的掌握程度。与此同时，在课堂上也经历了初期出现的冷场以及后期课程讨论中来自学生们各种各样提问的强烈冲击。在今后的教学中，我们应继续探索适合于翻转教学的教学策略和教学手段，切实提高教学质量，逐步建立创新人才培养模式。