基于仪器分析课程的混合式教学模式的设计与实践

孙贻白 叶沐阳

(1. 东南大学成贤学院，江苏 南京；2. 南京市产品质量监督检验院，江苏 南京)

近年来，随着互联网的蓬勃发展，为传统教学模式带来了新思路，也带来了教育观念、教学方式的变革[1，2]。随着线上教学方式的引入，本科院校学校围绕“以学生为中心”的培养方针，抓好“立德树人”的根本任务，各专业的学科体系、教学体系、教学手段均发生了不同程度的改变。利用互联网时代的新型线上线下教学模式，针对我校东南大学成贤学院的应用型人才培养方案，对课程体系和内容的改革刻不容缓。

新时代教育改革，首先要针对应用型人才培养目标，努力培养企业所需要的人才。在传统《仪器分析》课程中，理论课程与实验课程脱节，课程教育与企业需求脱节，课本中传统仪器与日新月异的新型仪器脱节，这些都无法满足企业所需要的应用型人才培养需求。这要求我们采用新型的教学手段，及时更新教学内容，并以最生动直接的形式，在第一时间向学生展示最贴合企业需求的专业知识，做到企业需求与课堂教学的统一性。

再者，围绕“以学生为中心”的培养方针，生动形象的教学手段的应用也非常重要。在互联网信息不断快速发展的大环境下，构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面的有效机制迫在眉睫。《仪器分析》课程本身具有一些特点，它需要对十几种仪器的原理、组成、操作方法、数据处理等进行学习，且每一种仪器之间的关联性不大，内容繁杂。而传统课堂教学无法将仪器搬到课堂，只能通过图片、文字形式授课，内容枯燥不够形象，学生课堂学习效率较低。此外，在仪器分析实验课程中，由于理论课与实验课脱节，学生在做实验室，仅仅根据实验步骤按部就班，无法将实验内容与课堂理论进行更好的结合，并没有达到相辅相成的教学效果。

1 混合式教学模式的设计

混合式教学模式给传统的《仪器分析》课程教学带来了新的思路。混合式教学[3-6]是指经由不同的课程传输形式、教学模式、以及学习方式有效组合而成的学习，它们通常会被应用于一个交互性的、富有意义的学习环境之中。混合式学习把传统线下教学方式的优势和线上教学的优势结合起来。通过将混合式学习教学模式应用于《仪器分析》课程可以将课上的教学内容通过课外时间传达，课上将有更多的时间来用于开展课堂活动，如高阶讨论、现场实验等。学生和教师都将有更大的灵活性，学生也有更多的方式来安排他们的学习，特别是当前获取知识的途径更加多元。学生更加喜欢具有在线元素的课程，技术的引入也让传统课堂拥有了更多的可能。

混合式教学模式的关键在于对于线上线下教学模块的优选，教学内容线上线下的分配，以及优化教学策略，真正做到“以学生为中心”。要重新设计《仪器分析》课程学习的全周期，基于知识点的梳理，结合线上网络授课的特性，重新设计教学模式，重组教学内容。要对《仪器分析》课程教材潜心钻研，哪些内容适合线上教学、哪些适合线下教学，提取出教学核心内容，做到主次分明、重点突出。

2 混合式教学模式的实践

在线上教学改革实践中，采用了网络微课堂学习单元模块重组教学内容。学习单元包括相关课程中仪器原理理论微课视频、重点实验仪器解说视频、在线习题库、投票反馈部分、习题讲解、在线测评等。这些学习单元既包括授课视频这类课程知识点的主要载体，也包含了非视频单元(PPT、知识点习题、阅读材料等)，可以有效配合授课规频的讲解，增强学习的参与感和互动性。图1为网络微课堂学习单元模块建设的示意图。

图1 学习单元模块建设示意图

2.1 视频单元的建设

利用微课视频线上教学给传统的《仪器分析》课程教学带来了突破。在微课中，将不再有传统课堂“时间”与“空间”的限制，只需在不同场景(企业、课堂、实验室等)里进行视频录制，再将这些进行视频拼接，则可以打破时空的限制，在同一个学习过程中，畅游企业实景、理论课堂与实验室实景课堂，将理论知识与实践知识串联起来。通过视频，在初次学习时就可以最直观的观察仪器，使原本枯燥的内容，变得丰富起来。理论微课视频部分可以结合动画、视频、PPT等数字资源，重点阐述了气相色谱仪器的原理、发展、特点及分类。实验操作视频，可以介绍仪器的操作及结构，直接转场至实验室，进行仪器实物教学，配以动画、PPT解说。另外重点习题的解说也可以很好的节约课堂时间，将重点例题的讲解搬到线下，学生可以反复看，按需求进行学习。

2.2 非视频单元模块的建设

主要分为PPT的精制，知识点的梳理以及习题库的建立。

PPT教学是现代课堂教学的主要方式之一，对于课程的PPT电子课件的优化，是提高教学质量的有效手段。电子课件的线上分享有助于学生的预习复习。

其次是知识点的梳理，建立本课程完整的电子讲义与知识点。碎片化的知识点信息，利用线上搜索引擎平台，可以快速定位，获取准确的知识点信息。

在学习单元模块的建设中，习题库的分层化、移动化、多元化教学模块的建立对学生的自主学习测评起着关键作用。习题库包含了各个章节的题目，题目类型有单选题、多选题、填空题、简答题及计算题等，按照客观题和主观题进行分类，如图2所示。

图2 习题库的建立示意图

线上的自测题，主要以客观题为主，具有快速、方便，易于后台统计的特点。移动题库系统满足学生碎片化时间学习，随时随地想学就学。另一大类是解答题，解答题题分为三个等级：一般型、典型例题、以及重点难题。一般型题库中含有大量的简答、计算题，难度适中，并配有答案。学生可以在平时的学习过程中，使用题库来进行练习，并且针对大量试题的练习结果进行自身的学习效果的评价。对于典型例题题目，依然采用传统布置作业的方式，并选取优秀作业进行展示，可以激励学生认真完成作业。最后是重点例题进行纸笔解答演示，或视频讲解，结合书本细致分解。多元化分层次的习题库平台的建立，使得学生更加自主的选择学习内容，更能够提高学习的积极性和提升学习效果。

2.3 过程化考评方式

学分的获取，成绩的评定可以直接影响学生对课程学习的积极性。我校目前《仪器分析》的成绩评定方式主要由期末考试(70%)及平时成绩(30%)来评定，其中平时成绩主要按照学生的出勤率、作业情况评定。这样的评定方式往往较为滞后、不够全面，且不能及时对学生进行有效激励。通过增加在线实时评价方式，及时反馈学生学习情况，督促学习。同时，利用后台数据统计模式，对于前期发现的“潜在”的不及格学生，进行及时干预。可以做到督促学生学习的作用。修改成绩评定比例，增加平时成绩比重，从而更加客观、全面、真实、公正的反应学生学习情况。

3 教改效果

经实践，教改前后学生成绩得到有效提高。2018—2019学年为传统教学模式，2019—2020学年为线上线下混合式教学模式，学生成绩分布如图3所示。

图3 教改前后学生成绩柱状图

在试卷难度保持一致的情况下，学生挂科率改革前为8%,改革后2019—2020学年降到2%，教学效果提升显著。这主要是因为教学过程中的及时反馈，以及对“潜在的”可能会不及格的学生的进行提前督促学习有关。此外，高分段人数也是逐年增加。成绩的大幅度提高，直接说明混合式教学模式，可以对大多数学生的学习起到督促的作用。

4 结语

应用“混合式教学”模式进行教学改革，设计并建设了符合学生学习目标的线上教学网络微课堂学习单元模块，对课程内容设计、教学策略行了优化，建立了多元化分层次的习题库平台，并引入了线上过程化考评机制。改革后，可以充分利用学生课后时间，将课堂部分内容安排在课后进行自主学习，而在课堂上更加注重启发式教育、增加探究式讨论环节，培养学生批判性思维、创新能力。利用教学内容的重组，将企业中的仪器实景直接搬到教学视频中，使理论课程与实验课程进行有机结合，使内容相互交叉，激发学生学习兴趣，培养具有较高动手能力，创新能力的应用型人才。建设以学生为中心的自主学习平台，将更好服务于不同层次学生，针对性的进行自主学习，发挥学生的主观能力，培养具有自觉性的学习习惯，以及自主学习能力。