分离纯化技术课程混合教学模式的探索

葛淑萍，程治良，胡学步，周德文(重庆理工大学化学化工学院，重庆 400054)

0 引言

分离纯化技术是工科院校开设较多的一门专业课，涉及化学、材料、石油、食品等多个领域，分离纯化技术在分析科学的发展过程中起着非常重要的作用，研究对象较为复杂、理论性、基础性和综合性都较强，成为经济建设不可缺少的重要技术科学之一。在很多高校分离纯化技术通常作为应用化学专业学生的一门重要专业课，学生通过学习分离纯化技术，可以将化学基础学科的知识加以综合利用，学会正确合理地选择分离技术方法。作为应用化学相关专业的一门专业基础课，掌握一定的分离纯化技术知识对将来的就业和科研工作具有重要的理论指导作用。然而由于分离技术涉及的方法多、理论性强、操作相对复杂等特点，在传统的教学模式下师生之间的学习交流存在着很多不足[1-3]，主要包括以下三点：

(1)课时量减少导致授课过程中传授的知识信息量大，再加上学生对课程内容的理解不够，课堂效果不好。另外，虽然教学手段不再是以往的满堂灌和全黑板，而是引入PPT课件教学，但是学生学习的主动性还是没有被有效调动。

(2)教学过程中很多分离技术方法可以借助于动画形式直接给学生观看，演示在一定程度上提高了学生对分离纯化技术的认知。而对于那些不适宜动画演示的分离技术，仍然是老师口头讲述为主，再加上学时的限制，导致学生无法准确了解分离技术的发展趋势。

(3)分离纯化技术是基于化学相关前期课程知识基础上，重点关注分离技术中的沉淀分离、液-液萃取分离、吸附分离、离子交换分离、色谱分离、膜分离和液膜分离等分离纯化技术的基本原理与方法，其中有些分离技术的内容上与以往的课程有些相似，如沉淀分离技术和萃取分离技术在无机化学和有机化学都有少许的介绍，从而导致学生的学习兴趣不高，最终对该部分理论知识的学习不够深入。学生对分离理论知识的理解和分离技术实际应用的能力不强，在课程学习过程中师生之间的互动较少，无法对课程内容随时进行讨论交流，为提高师生之间的交流互动，需要进行该课程混合教学模式的探索。

1 混合教学模式的发展现状

目前在新冠疫情形势不够明朗的情况下，混合教学模式结合了传统教学模式与在线课程教学优势，提高了学生学习的兴趣，仍然是老师教学过程中需要重视的教学模式。在互联网信息技术不断发展的趋势下，充分利用网络信息化教学模式，将传统教学模式与在线教学模式有效结合，有效传递学生理论知识。在很多高校慕课、微课和翻转课堂等多种网络信息化教育模式已经被广泛应用，很多教学模式也相应采用线上与线下混合教学模式。从传统课堂教学和在线课程教学环节入手，通过调整教学目的和理论教学内容，对授课对象进行有针对性的设计课程内容，加强课堂教学和课后在线学习之间的联系，将理论知识与实际应用相结合，教学手段和内容多样化，突出重难点内容，使复杂抽象的微观现象与宏观现象以在线课程的方式要求学生提前预习和课后复习相结合。另外，在线课程可以重复学习，通过在线布置相关知识点的思考题，快速掌握学生对知识点的学习情况，完善课程教学内容，教师能够及时在线上对分离技术的重难点进行答疑，面对面教学时又可以和学生更深入地交流。

2 需要解决的教学问题

目前现代分离纯化技术课程考试题型主要包括了填空题、选择题、名词解释、简答和计算题等多个题型，内容涵盖了课程内容的主要概念、基本理论和应用等，考察较为广泛全面。然而通过对学生成绩的分析，学生的成绩在60～80分数段分布相对集中，优良成绩比例相对较低。学生成绩比例基本上能够反映学生平时学习状况，大部分同学都能认真听讲，课后能认真完成作业，学习风气较好，但也有少数同学上课不认真听讲，成绩不够理想。结合平时成绩考评和期末考试的成绩来看，学生学习自觉性相对较差，成绩不够理想，同时考试结果也对教学基本内容和考试内容的设置合理程度进行了很好的反馈。在今后的教学过程中，除继续加强基础知识的教学外，还需继续培养学生学习的兴趣和方法，提高学生的学习效果。

在网络信息化技术快速发展的时代背景下，若仍以传统课堂教学模式为主，那么学生在学习过程中因为授课手段的单一化，容易产生对该课程的厌倦情绪，难以跟上时代潮流，且学生始终处于被动地位。因此要提高学生学习分离纯化技术的效果，授课内容的选择以及授课手段必须要与时俱进，与培养学生的实践能力和创新能力相结合，教学方法必须不断更新、灵活多变。另外为提高课堂教学效果，教学内容与培养学生的实践能力和创新能力相结合，教学手段多样化。另外由于分离纯化技术的理论性强，抽象复杂，再加上有限的授课学时，导致学生考试成绩不佳。因此需要在教学过程中，突破传统教学的局限性，将抽象理论知识形象化、具体化，对教学模式进行创新，建立多样化的教育教学方法。将实际应用中的分离技术与理论知识相结合，使学生更好地理解、认识该课程的重要性[4-5]。

3 混合教学模式改革的探索

为使教学内容丰富全面，又能满足学生课堂上下能随时学习交流，利用多媒体网络教学和传统教学模式相结合，使学生的学习不再受时间和地点的限制[6]。

3.1 发挥在线教学平台的优势，线上线下相结合

利用在线教学平台，课前教师需要将教学目标、教学重难点以在线的形式布置给学生预习，要求学生课前充分利用互联网学习资源进行课前预习，并对所发布的重要知识点进行讨论交流。教师通过教学平台随时关注学生学习情况。如在离子交换分离法中的选择系数、分离系数、分离因数这三个概念比较容易混淆，涉及到计算题，那么在课前预习内容推送时，要注意内容难度的控制，难度不能太大，以免降低学生的学习兴趣。通过线上教学资源的学习，教师需要总结出现的共性问题，为线下面对面课堂节省了教学时间，提高了教学效果。

在课堂授课时，教师根据提前发放的教学任务，检查是否达到教学目标。并对全班同学的课前预习进行点评归纳，重点讲解课前预习中出现较多的问题，也可通过分组的方式展示学生的预习效果。同时课堂上，教师以所要讲授的分离方法原理为主，围绕生活或科研中具体的分离实例，强调分离方法中的重要知识点，引导学生利用多媒体讨论交流该分离技术所应用的领域。在线下授课过程中教师尽可能地将重难点问题分解成学生容易理解的知识点，最终达到将所有的重难点内容逐一攻克。在授课过程中根据分离纯化技术课程的特点，指导学生找到不同分离技术在实际应用上的异同点，在具体应用中训练学生的创新思维，深入学习分离理论知识。

课后学生需要在线上复习课堂上老师所传授的知识点，完成在线测试、课后作业、小组讨论等。教师课后对学生的学习及时进行考核，查看学习效果，并予以点评。

同时教师也需要对教学过程进行反思，主要包括学生线上学习的时间和效果如何、学生是否能够利用学校电子图书馆查阅文献资料、学生是否对重难点内容进行重复观看、教学任务是否完成、当学生在进行线上学习时教师是否能够及时关注、学生查阅文献资料是否选择了具有分离研究前沿的资料等诸多方面需要教师在课后进行反思。在利用线上教学资源时要注意精准教学，在较短的时间内把薄弱环节介绍清楚，课后再利用线上线下的师生互动，提高学生对知识点的理解能力。

3.2 建设一支优秀的课程团队，优化课程内容，设计课程评价体系

目前针对该课程已经组建了一支具有业务素质高且认真负责的教学团队。为检验学生的学习效果，团队成员需要对该课程设计科学的评价方法，从而促进学生的学习和教师的授课技能。通过该课程的学习，希望达到学生能够自主查找和阅读文献，了解各种分离科学方法的发展现状和趋势，掌握这些方法的原理与分离操作流程，并了解这些分离方法的未来发展方向。在学生学习该课程的整个过程中，团队成员需要关注学生的时间管理素质和自主学习能力等，包括严格准时上下课、不旷课、不迟到，按时完成课题作业，能够主动学习，并根据学习内容主动查找和阅读相关文献、拓展自身知识面的素质，能够较好的完成小组讨论和大作业的素质。在进行课程评价时，需要将学生学习的每个环节都纳入评价体系，包括平时作业、小组讨论和期末考试，其中平时成绩占40%，包括线上测试、小组讨论、文献资料的总结、作业等。

每次课程评价结束后，团队成员需要对教学内容进行优化整合，如沉淀分离技术，有些教学内容与无机化学的知识重复，溶度积的概念以及沉淀反应的方向这些内容在无机化学已经有介绍，那么团队成员在介绍沉淀分离法时需要精简所讲授的内容，优化课程内容。

团队成员在授课过程中需要多关注现代分离纯化技术的新动向，并将其添加到教学中，使教学内容与实际联系更加紧密。将分离纯化技术课程教学与科学研究相结合，充分突出学科前沿知识。例如在药物分离纯化、污水治理等方面的研究中所用到的萃取分离、膜分离等分离技术。此外，让学生自行查阅与所学分离技术相关的最新科研进展资料，或让学生拟出针对某种新研发物质的合适的分离方法，并通过讨论交流的方式加深对该方法的理解。另外，团队成员需要不定期地组织向其他院校学习、参与相关课程的教学研讨会并分享分离技术方面的教学经验，并用于指导学校分离纯化课程教学，可以弥补该教学经验上的不足，提高教师的教学水平，更好地服务于教学工作。

4 结语

分离纯化技术混合教学模式的探索从课堂教学和在线课程教学环节入手，通过调整教学目的和理论教学内容，以应用化学专业大二本科生为对象，针对授课对象进行有针对性的设计课程内容，加强课堂教学和课后在线学习之间的联系，将理论知识与实际应用相结合，教学手段和内容多样化，突出重难点内容，使复杂抽象的微观现象与宏观现象以在线课程的方式使学生提前预习和课后复习相结合，提高学生的学习兴趣等。根据应用化学专业的学科特色，对分离纯化技术的在线课程进行系统的研究与开发。探索分离纯化技术理论教学和实践之间的联系，充分利用学校现有的教学条件进行教学实践。另外，结合学科特点，以突出基础、能力、素质为目标，构建新课程体系，完善课程教学内容，提高学生的学习兴趣，提升教学质量，从而使学生能够更好地将分离技术理论与实际应用相结合。通过开设分离纯化技术在线课程的研究与实践，为应用化学等相关专业本科生将来的工作或读研打下了坚实的基础，满足现代社会对化学相关专业人才的需求，开发出适合学生学习使用的在线课程体系，设计出多个分离纯化技术的动态分离过程，制定出新的教学大纲并优化课程内容。混合教学模式拓宽了学生学习的空间，增加了教师与学生互动交流的方式，提高了学生课堂主体地位，缩短了学生之间的差距。通过授课过程中与学生线上线下及时的沟通交流，以及对学生学习效果的综合评价，教师能够全面掌握学生在学习过程中遇到的问题，从而对教学内容和方式进行调整，完善和优化分离纯化技术课程的教学大纲和教学内容，确保该课程教学的效果，同时也提高了教师教学能力。目前线上线下混合教学仍处于探索阶段，需要积极推动课堂教学与现代信息技术的相融合，线上线下混合教学模式对分离纯化技术课程的改革具有重要的意义，也是培养应用型人才和科学研究人员的重要途径。