“互联网+”环境下《仪器分析》教学改革探索

王希越，娄大伟，高文秀，连丽丽

(吉林化工学院 化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)

2015年，“互联网+”概念被众人所熟知，它是指利用网络信息技术与互联网为平台，将互联网与各传统行业深度融合，推动产业变革转型及社会经济的创新发展。互联网与教育教学深度结合产生“互联网+教育”新型教育形式，这种智慧教育形式突破了传统教学中诸多限制与不足，如学时少与内容多的矛盾，教学资源限制，个性化教学难，教学手段单一，教学方式落后，课程评定体系不完整等。而且发展出MOOC、SPOC、微课、翻转课堂等多种教学模式，以及超星、雨课堂、智慧树、腾讯课堂等智慧教学工具，极大推进教育教学改革创新。许多教师利用“互联网+”的优势对各门课程进行教学改革，优化教学模式，并提升教学效果[1-3]。林丽芳等[4]借助超星学习通平台，构建《高等数学》课前导学、课上讨论互动、课后分层次针对性辅导的“线上+线下”混合智慧课堂教学模式，丰富了教学资源，提升学生自主学习与思考能力。胡雪等[5]基于“互联网+”背景下，对《工程材料》进行混合教学改革，建立“线上线下混合课堂结构” +“课堂与实践多种教学方式” +“教师导学助学教法” +“学生自主创新学法”的混合教学模式，提升教学质量与学生学习积极性。本文基于“互联网+”环境，探讨《仪器分析》课程教学改革，以改善传统教学弊端，提高教学效率。

一、《仪器分析》课程学情分析

仪器分析课程是化学、制药、食品、环境等相关专业的一门重要专业基础课，其是用精密分析仪器对物质的某些物理或物理化学性质进行测定，以确定物质化学组成、含量及化学结构的一类分析方法，包括色谱法、电化学分析法、光学分析法、质谱法等其他方法，内容涵盖各种仪器分析方法的基本原理、仪器结构及使用、物质定性、定量及结构分析方法与应用。仪器分析是生命科学、环境科学、食品科学、材料科学、化工生产、检验检疫等学科领域的重要研究手段和不可或缺的工具，被广泛用于工业、农业、国防和科学技术等各个领域。作为一门核心基础课，其被安排在大二上学期开设，为后续相关专业课程学习奠定基础。因此该门课程对学生专业知识积累、科研能力与兴趣培养非常重要。但是仪器分析课程学时少，而内容繁多且抽象，既有基础理论知识学习，又有仪器结构与操作学习，知识涉及化学、数学、物理、计算机等多门学科，另外学生原有知识储备参差不齐，部分学生基础比较弱，学习有较大难度，缺乏学习兴趣，给该门课程教学工作带来一定难度。

二、“互联网+”背景下《仪器分析》课程教学改革

(一)教学资源构建

传统教学中，知识主要从教材中获取，一方面教学资源受限，另一方面教材更新较慢，部分内容陈旧，已严重落后于仪器分析方法快速发展的速度。丰富优质的在线课程资源的构建是教学改革的重点，线上课程不仅可以呈现多样化的教学内容，跟进前沿性仪器分析方法发展，而且可以延伸有效学时，不受时间、空间限制，学生可以根据自身知识基础选择性学习。本教学团队利用超星学习通平台建立在线《仪器分析》课程，在线课程内容主要包括：课程基本资料，包括电子教材、教学大纲、授课计划和平时成绩考核标准；以课程单元为基础的各知识点教学视频、课件；各课程单元习题库，用于知识点测验、线上作业、线上讨论、案例分析；基于课程内容延伸的课外参考资料。

(二)教学方法探索

仪器分析是一门具有很强实践性的学科，但其教学内容理论性强，传统“满堂灌”教学方法学生参与度低，学习效率低，限制学生独立思考与实践创新能力培养。案例法最早由哈佛大学提出，在法律、工商管理等专业课程中被广泛应用[6-8]。案例法是基于典型案例，结合相关课程内容对案例进行设问，引导学生参与分析、讨论，将枯燥的理论知识带入情境中，使其更具体化，简单化，利于学生理解，激发学生学习热情，培养其分析、解决问题能力及理论结合实践的创新思维。所以案例法非常适用于《仪器分析》这种具有强实用性和实践性课程。而且仪器分析方法在食品、环境、医药、材料等领域都有涉及，这为教学活动中相关案例的选择提供丰富资源，如在介绍色谱法时，可以列举“污染环境水样中多环芳烃种类及含量分析”“2011年河南毒韭菜事件-有机磷中毒”“三聚氰胺奶粉”“瘦肉精”等案例；介绍原子吸收和原子发射光谱法时，引用近年不断出现的“镉大米”事件或“污染土壤中重金属的种类和含量确定”“日本水俣病事件”；介绍电位分析法时引用“牙膏中氟离子含量测定”案例。通过案例教学，使学生化被动接受为主动分析，大大促进教学效果。

(三)教学模式转化

在“互联网+”背景下，信息化技术促使教学模式改革。传统线下教学以教师作为主体，学生作为客体，忽略了课堂中学生的中心地位，而且这种教学模式，受课时限制，师生之间互动较少。而线上教学不受时空限制，学生可以灵活自主的选择学习时间和内容，但线上教学没有老师的参与，学生难以对知识有更深度地认识和理解，而且对部分缺乏自律和自主学习能力的学生，学习效果和质量欠佳。以“互联网+”为基础，通过超星学习通平台，将线下课堂与线上教学深度融合，构建“课前自主学习+课上互动探讨+课后个性化辅导”的线上线下混合教学模式，兼顾线下课堂与线上教学优势，利用智慧教学特色，发挥老师引导监督的主导作用，突出学生学习主体地位，培养学生独立与自主学习能力。

为进行混合教学，教学团队以超星学习通App为媒介，构建线上课程，课前老师发布学习任务、知识点卡片、课程视频、课件、练习题，要求学生在规定时间内完成学习，学生可以根据自身掌握情况，针对不懂知识点反复观看视频或通过QQ群、微信群与老师同学交流。老师根据平台统计结果查看学生预习情况，归纳难点，易错点。课上，同样利用学习通App，以课件PPT投屏梳理重难点知识，通过课堂活动中投票、选人、抢答、主题讨论、随堂练习、问卷、签到等功能，实现师生、生生互动交流，使学生成为课堂的主人，主动参与课堂教学，提升教学效果。课后，学生可利用学习通App上资源就自己没掌握的知识进行巩固复习，而老师通过学习通App发布课后练习题或者作业，要求学生按时完成，并在讨论区发布讨论课题，学生就提出问题随时与老师或同学展开讨论交流。通过平台统计数据，老师了解学生对知识掌握程度，并进行个性化辅导。

(四)课程思政引入

课程思政，是指在教学过程中，挖掘专业课程中蕴含的“思政元素”，将思想政治教育与专业知识有机结合，实现对学生的价值塑造，助其成长成才。2020年教育部发布“高等学校课程思政建设指导纲要”指出让所有高校、所有教师、所有课程都承担着育人责任，守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思政课程同向同行，将显性教育与隐性教育相统一，形成协同效应，构建全员全程全方位育人[9]。仪器分析是应用型分析专业人才必修的核心课程，不仅要求从业人员有扎实的专业知识，同时要有正确的思想观念，良好的职业道德，严谨的科学态度和创新精神[10]。仪器分析课程内容涉猎广泛，互联网平台有较多相关仪器分析学科发展、公共事件、人物事迹等资源，通过挖掘其蕴含的思政教育元素，寓价值塑造于知识传授与能力培养之中，对培养合格分析专业人才有重大意义。例如分享科学家优秀事迹，激发学生爱国热情，学习前辈们不甘落后的奋斗精神和勇于拼搏的创新精神；对比国内外仪器发展历程和现状，使同学认识科技的发展进步，崇尚科学，同时客观认清我国与国外在大型仪器发展上的差距，增强学生责任感和使命感；以硕博论文或科研论文数据造假事件为背景展开讨论，教育学生要有实事求是和严谨的科学态度，树立良好的职业道德，保证数据的科学性与准确性。

三、改革初探效果

2020年，利用“互联网+超星学习通”平台，建立仪器分析在线课程，课程共发布任务点101个，包括86个课程视频，总时长957 min，15个章节测验。一学期课程结束后，课程访问次数19 092次，课程视频平均观看时长1 017 min，最长时长1 708 min(图1)，可见学生有反复观看课程视频，学习相关知识。章节测验和作业完成率大于90%，大部分学生积极参与提问、随堂测验、案例讨论等课堂活动，线上学习学生综合成绩优良率67.5%，不及格率5%(图2)。

时长/分钟

图2 综合成绩结果统计

四、结 语

基于“互联网+”环境，对仪器分析课程的教学资源、教学方法、教学模式、课程思政进行综合改革。以超星学习通为平台，建立线上仪器分析课程，丰富教学内容，方便学生随时随地学习；以“学生学为中心”，构建“课前自主学习+课上互动探讨+课后个性化辅导”的线上线下混合教学模式。并设计案例教学方法，引导学生主动分析、探究，参与课堂教学获取知识，融入课程思政，培养学生爱国情怀，奋斗与创新精神，增强民族责任感和使命感，拥有良好的职业素养。综合知识传授、能力培养与价值塑造，培养学生成为合格的分析专业人才。