互联网时代下翻转课堂在“仪器分析”课程中的应用研究

李长滨，王 钊，杨谨旭，岳晓禹

（河南牧业经济学院食品与生物工程学院，河南郑州 450046）

0 引言

“仪器分析”课程作为一门理工科高等院校开设的专业基础课，是一门实践性课程。“仪器分析”课程既有理论课程也有实验课程，涉及多学科，理论知识复杂、讲解难度高，非相应专业领域学生学习、思考空间受限，难以激发学生学习兴趣，其实验课程单一、实验器材有限，常常出现一个班的学生围绕一台机器学习，每位学生的实操过程甚少，实验教学很难到达人人有实验、人人可操作的目的。而且“仪器分析”课程在传统教育下，教学低效、对学生情感不关注、对学生兴趣顾及不到位影响了学生学习、阻碍了学生的发展。

近年来，我国质量问题频发，质量安全成为人们的关注热点，质量检测也变得尤为重要。在当今人人强调安全的社会背景下国内各类检测机构的新兴，社会对质量检测人才、尤其是仪器分析的人才需求日益剧增。因此，怎样培育仪器分析方面的专业、应用型人才，探索如何提高学生对仪器分析课程的自主学习能力、让学生更有效地学习，使教学资源的利用率最大化，这些问题成为各高校对“仪器分析”课程教学改革的重点。

1 研究背景

1.1 “互联网+ ”时代下的教育改变

在高速发展的网络时代下，获取知识与学习的方式已经发生了变化，新的时代需要全新的教学理论。当下互联网不仅成为了信息与知识的主要载体，同时也成为信息与知识的主要来源，展望未来互联网或将变成教育与学习的主要场所[1]。

“互联网+ ”为实现教学主体回归于学生的课堂翻转提供了教育环境。信息时代下，“互联网+ ”对教育资源、教育机构、学习模式、教学模式等多个教育因素影响较深：教育资源从封闭式教育变为了开放式教育、资源共享，人人可以学习无需集聚在校园课堂学习；教育机构从单一变为多元；学生的学习模式从被动变为主动，学习成为无时不可、无地不可的事情、不必再依赖课堂与书本，让学生学习在时间和空间上更自由、学习更自主；教学模式从灌输变为了互动，改进了传统教育中以教师为中心授课模式，减少了学生对教师的依赖性，注重互动对话的“翻转课堂”、教师协助学生达成教学目的已成为必须进行的改革重点[2]。

1.2 “翻转课堂”教学模式

“翻转课堂”是指与传统教学模式下以教师为主体的教课方式不同的，由学生自行完成知识学习，而后在课堂与教师互动，知识运用与提升的教学新方式。基于互联网时代，教育资源共享化，只要有网络就可以实现随时随地的学习，“翻转课堂”教学模式得以更好地实现。现在经典“翻转课堂”案例“可汗学院”自2004 年起开始制作，得到教育界的关注[3]。

“翻转课堂”的出现带来的是“学校教育系统结构性的变化”，改变了“课堂教学结构”是“学校教育系统的主要结构”主体与核心的观念。教学前准备、课前活动、课堂活动、课后活动、课后学生巩固练习与教师教学反思是组成“翻转课堂”的主要教学程序[4]。“翻转课堂”较好地体现了“混合式学习”的优势，更符合人类的认识规律，能促进教学资源的有效利用和研发科研。“翻转课堂”模式下师生角色发生了转换，有助于构建新的师生关系，教师逐渐由知识传授者向教学资源开发者、教学帮助者、指导者转变。教育者根据不同的教学情境进行适当的课程设计，依据受教育者现处教育阶段做相应调整，在实现“学校教育系统的主要结构”结构性变革的本质上完成不同课程相应的“翻转课堂”[5]。

2 “互联网+翻转课堂”在“仪器分析”课程改革中的应用

网络时代下“仪器分析”课程改革，教育者应该更加注重学生的自主学习能力，做好引导和辅助教学的作用，改变“仪器分析”课程的传统教育理念，适应当下的网络时代，让教育更加高效、学生学习更加主动。

由于“仪器分析”课程的特殊性，理论知识和实践课程都需要兼顾。学校在传统教学的基础上，将课程重点内容提前拍摄形成网课供给学生学习，而后在课堂活动中以应用题的形式难点、疑点、重点进行讨论与教师讲解，提高课堂效率；在实验课程前后采取仿真模拟操作练习，利用有限的教育资源在互联网上完成实验课程的预习和复习，以实现人人可操作、人人会操作的目的。

2.1 网络学习空间

随着互联网技术发展，各高校都已经拥有网络学习空间等各类网络教学平台。学校网络学习空间现已成熟，同时学校结合市面上教学、办公APP 平台（如钉钉、今日校园、蓝墨云班课等教辅软件）实现网上课程通知、课程前瞻、下发课程材料、课程签到、在线答疑、教学笔记、学习社区等人性化的智能网络教学系统，为学生提供良好的网络学习环境。依托网络学习空间、钉钉中的网课平台，教师录制与所教课程相应的、有针对性的视频课程提供学生学习。同时，也可以录制高阶性、创新性和挑战度的金课，以培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维[6]。

2.2 网络虚拟仿真

优秀的虚拟仿真模拟教辅软件具有动态性、直观性和交互性等优点，有助于抽象原理的理解，激发学生实验兴趣，调动学生实验的主动性和积极性，提升学生实践能力，提高学生实践和创新的能力，增强了学生独立思考解决问题的能力，在此作用下实验教学得以高质量的保障[7]。学校配备有相应液相色谱、气相色谱、原子荧光、原子吸光、紫外分光光度计、电位分析法等仪器的虚拟仿真模拟教辅软件，并且开设仪器分析仿真模拟微机室、网络仿真模拟操作课程供学生线上模拟操作，每节课程有相对应的仿真操作课程练习与作业。虚拟仿真模拟教辅软件在实验器材缺少的情况下实现每人了解实验、操作实验，并且为后期的实验课程做准备，提升实验课程质量的技术保障。

3 “互联网+翻转课堂”在“仪器分析”课程改革中的实施

依据“互联网+翻转课堂”教学模式特点将课程分为线上和线下2 个教学部分，又由于课程是理论与实验2 个部分组成，改革实践也分为理论课程和实验课程。每个部分并非各自单独进行，而是相互穿插、彼此递进的关系。

利用互联网进行实时交流，沟通与讨论中互助学习，同时互联网作为信息平台收集教学数据反馈教师。

实验教学课程要求培养学生合作能力与自我解决问题的能力，因此实验以小组形式学习，6 人为一个实验小组，小组共同选题自行收集实验资料、文献，共同完成实验教学目标。

3.1 改革特点

互联网背景下学生学习更有针对性，自我学习借助互联网与教师交流沟通解决问题，运用网络仿真模拟教辅软件更好地学习实验课程，解决了实验资源稀少等物质问题。

线上线下的有序结合，通过互联网的教学视频学习新知识节约了课堂成本，从使课堂教育变成重点内容教育、延伸拓展教育。整个学习过程是一个学习新事物从发现到探究再到发现的发展过程，课程强调了学生的主动学习性，从课程设计之初到课后反思都在无时无刻地引导着学生的积极性，帮助学生自我探究和提升自我学习能力。

理论课程与实验课程的穿插学习，理论学习运用于实践操作，这本就是自然学习发展的科学道路。有别于传统教学中理论课堂与实验课程的分开教学方式，穿插教学拥有更强的探究性，新知识学习完成之后立即进行仿真模拟操作，知识运用到实践，而后实践又反作用于更深层次的学习，理论与实践互推互进共同发挥课程优秀的教学效果。

3.2 改革实施举例

基于“互联网+翻转课堂”的教学模式下，学校食品与生物工程学院积极开展了教学改革，以2017 级食品质量与安全的“仪器分析”课程中原子吸收光谱仪为例进行教学实践。

基于“互联网+翻转课堂”的原子吸收光谱仪教学实践见表1。

3.3 改革效果评价及展望

在该模式下2017 级食品质量与安全“原子吸收光谱仪”教学相比以往课程教学中学生主动性更强，大部分学生认为学习效率提高，动手能力和分析判断问题的能力得到提升，提倡继续实行该教学方案。

根据学生反馈内容可知，该方案对绝大多数学生的学习“仪器分析”课程有积极作用。然而课程改革也有不完善的地方，如何解决课余时间的学业负担问题，如何制定更高效的课堂教学内容，如何更好地获取学生反馈的信息与学生交流导等问题有待进一步实践研究。

4 结语

“互联网+翻转课堂”作为一种高校教学模式，在“仪器分析”教学方面确实有不俗的教学效果。改变传统“仪器分析”教育模式中以课堂、教材、教师为中心的教学方式，重组教育结构为教学主体回归于学生起到了重要作用。当今时代瞬息万变，未来教育的趋势向依托互联网平台实现高校教学发展，抓住时代变化的浪潮，提升“仪器分析”教育实力，培养学生自主学习、提升学生创新能力、创作能力和操作能力，为社会和国家培养优秀应用型人才。