仪器分析课程多元混合交互式线上教学模式实践

汤丹，孙悦，贤明华，管淑玉，陈超，王淑美*

1广东药科大学中药学院；2广东省中药质量工程技术研究中心；3国家中医药管理局中药数字化质量评价技术重点研究室 (广州 510006)

随着“互联网+”教育的高速发展，高校涌现出了一批互联网信息技术和教育深度融合的新兴教学模式，如MOOC、SPOC、微课等。其中小规模限制性在线课程SPOC(Small Private Online Courses)运用MOOC线上数据库资源与线下课堂讲学相结合的模式进行教学，把小众教育、集约化教育等融合在一起，能对参与选课的学生进行限定，具有小规模、课堂翻转互动多以及学习评价方法完善等优点，融合了MOOC的在线资源，并与传统教学模式相结合，是一种新兴的混合教学模式，可极大地提高学生学习的效率、主动性和积极性[1-2]。然而，当前大学的主流教育方式，仍停留在传统的课堂教学上，上述新兴的教学模式和方法多未被采用，或者仅仅作为一种辅助教学手段，普及率不高，应用面不广，成效性不强。新冠疫情打乱了师生正常的学习生活工作秩序，在教育部“停课不停学”的指导方针下，各高校在延期开学期间纷纷开展远程线上教学，互联网教学模式从之前的辅助教学手段一跃成为主要教学手段[3]。

广东药科大学仪器分析课程是广东省优势重点学科—中药学(包含中药学、中药制药、中药资源与开发、中草药栽培与鉴定4个专业，分属广州、中山、云浮3个校区)的主干必修课程，由“国家级一流本科课程—中药分析”“国家中医药管理局中药分析重点学科”“广东省中药分析教学团队”打造，每学年学生学习人数超过500人。仪器分析课程的主要内容包括电化学分析法、波谱分析法和色谱分析法等，本课程知识面广泛、知识点繁多，内容抽象枯燥，教师难教，学生难学，是本专业本科学习阶段被公认内容多、难度大的一门课程。传统教学模式主要是以教师为主体，以课堂讲授为中心的灌输式教学法，其教学方法和手段比较传统单一，考核评价方式简单，学生参与度和积极性不高，学习成绩不太理想。疫情期间，课程团队基于“超星泛雅SPOC平台+学习通+腾讯会议+即时社交软件”开展了线上教学尝试，构建了“课前导学-课中讲学-课后练学-课外研学”的多元混合交互式“四学”教学模式，取得了较好的成效，该项目被评为广东省在线教学优秀案例一等奖。

1 课程资源建设

目前国内高校常用中国大学MOOC、超星、智慧树等现有的大规模MOOC课程资源创建小规模限制性SPOC课程。本课程选择集教学互动、资源管理、课程资源建设、教学成果展示、教学管理评估、教学资源库等八大模块于一体[4]的超星泛雅平台进行仪器分析SPOC课程创建。超星泛雅平台是一款智能化网络信息化教学平台，通过基于音频、视频、数据的信息交互和共享，实现了动态资源建设、智能化交互和学习过程即时分析，可以满足广大师生日益增长的对多层次、全方位、实时交互信息的需求[5]。

该平台可以为教师从课前准备到学习任务部署，从在线实时授课到课后答疑，提供全方位的一条龙便捷服务，实现教师与学生异地教学[6]。开源共享型SPOC操作简单，既可利用现有的线上课程资源快速建课授课，又能保证用课教师的主导地位，体现教师的教学设计，以更好地实现教学目标。

本课程团队本着以学生为中心、以问题和任务为导向的教学理念，采用超星泛雅SPOC平台，坚持“互联网+”思维，引用优质MOOC资源，选用王淑美主编的全国中医药行业高等教育十三五规划教材《分析化学(下)》(第十版)，结合教学大纲构建丰富的课程资源(微视频、课件、思维导图、电子教材、参考资料、习题库、动画、拓展资料等)，拓展和延伸学习空间及内容，建设开放、共享的“SPOC+翻转课堂”混合教学模式。

2 教学组织实施

本课程基于“超星泛雅SPOC平台+学习通+腾讯会议+即时社交软件”，构建在线教学生态系统，创立了“课前导学-课中讲学-课后练学-课外研学”的多元混合交互式“四学”教学模式，在纵向时间轴“课前→课中→课后”设置一系列任务点：“课前”学生在SPOC平台的支持下进行自主学习，“课中”师生面对面展开深入研讨，共同解决疑难问题，“课后”学生通过练习测试、总结反思等方式巩固所学。通过“导学→讲学→练学”方式，学生逐步实现“知识认识→知识内化→知识巩固”，连点成线、织线成网。“课外研学”贯穿全程，注重知行合一，形式灵活多变，分散铺开，积点成面。课内课外，点、线、面各有侧重，互为补充，构建“人人皆学、处处能学、时时可学”的线上学习体系(图1)。

2.1 课前导学

教师在线上教学平台提前发放各个知识点的教学视频、章节练习、问题讨论等内容，并提前推送课程通知，布置学习目标和学习任务单(表1)。学生自主完成课前预习和知识点测试，随时在平台或QQ群等互动讨论，进行形式多样的学习。教师通过平台定期公布学生任务完成进度、学习积分情况及排名，与学生保持互动交流，这样能更有针对性地帮助学生解决线上学习过程中出现的问题，以确保实现学生的个性化教学目标。对于少数积极性不高和没有学习动力的学生，教师运用平台上的课程预警功能，不断提醒、引导和敦促学生参与信息化学习，使学生能够体验到信息化带来的便利和收获知识的喜悦，从而改变对学习的态度[7]。

图1 多元混合交互式“四学”教学模式

表1 “质谱法”章节课前导学清单

2.2 课中讲学

为打造出有趣(活力课堂)、有用(实用课堂)、有效(效果课堂)的“三有”课堂，教师基于“超星学习通+腾讯会议”双平台，采用学习通互动补充直播教学，利用课堂智慧工具对学生的参与度进行全程全员统计分析，打造线上翻转课堂直播互动平台，利用在线平台开展有效的教学互动，使得以单向授课为主的直播课堂变成了以学生参与为主的课堂(图2)。首先，教师采用学习通中的多种创意签到方式，增加课堂趣味性；其次，在开课前，教师发放练习题以检测学生预习或复习情况，提高学生的注意力；再次，教师通过提供案例素材，发起投票、讨论、问卷等系列互动活动，构建思维环境，让学生在不断的思辨过程中理解、吸收知识，形成独特的见解；最后，教师根据超星泛雅SPOC平台上学生线上学习情况，就课程中的重点、难点、疑点等核心内容，针对性设计直播课堂内容，如创新性地将历史人物类比核磁共振原理，使得枯燥的物理原理变得通俗易懂，学生反响热烈。在难度最大的波谱解析模块，教师采用协作小组专题展示和研讨方式。通过平台功能实现随机分组，各组发挥团队作用，组织线上讨论，分工合作，协作完成典型化合物的结构解析。电脑在每组中随机选取一名组员面向全班进行案例分享，以培养并提升学生的团队协作等能力，实现生生互动、师生互动。

2.3 课后练学

仪器分析课程知识点繁多，内容抽象枯燥，教师难教，学生难学。本课程引入思维导图工具，引导学生对章节各知识点进行总结归纳，将知识点“串成线、连成片、织成网”，构建适合自己的知识体系，成效显著。本课程组依托泛雅SPOC平台构建了习题库，通过学习通APP实现在线练习测试通关模式，并通过QQ群等社交工具教师全天候在线答疑，与学生随时讨论，用“高互动”打造“零疑惑”，特别是创新性引入“生生互助激励答题”模式，避免教师一言堂，实现课后课堂翻转。SPOC平台配合“云计算”，对所有学生的学习行为进行大数据全方位、多维度系统评估，教师可以及时有效地了解学情，统计学生的学习数据，加强导学、督学和全过程考核评价，构建多元教学评价体系，系统整合和合理运用线上教学平台中的基于绩效的评价、形成性的评价等教学评价方法，实现线上教学闭环。

图2 在线课堂活动组织形式示意图

2.4 课外研学

由于现代仪器分析技术日新月异，本课程在传授基础知识的同时，也特别注重学生科研素养等创新能力的培养。课程团队中拥有多名双师型教师，其累计具有10余年的企业技术研发经验，结合课程内容，积极拓展企业岗位知识，传授文献信息检索技巧，鼓励学生自主追踪相关技术前沿，并在课堂上通过实时弹幕方式展现学生学习成果，丰富第二课堂。同时教师采用泛雅SPOC平台，将团队自建的专业课程《中药分析》MOOC导入本课程，开展企业工作岗位情景教学，引导学生利用课余时间自主提前学习，将仪器分析的知识运用到中药分析中，实现“课程-课程、课内-课外”的有机衔接。在“学以致用”的模式下，学生自主学习积极性明显提高，中药分析课程的理论知识提前学习率超过了30%。

3 教学评价与效果

仪器分析课程传统教学以知识讲授为主，成绩评价方式以期末成绩为核心，考核方式单一，不利于学生综合能力的培养。为了提升教学质量，课程采用过程性评价与结果性评价相结合的多元化教学评价方式，通过加强过程性评价，可全面评价学生的学习成效，引导学生注重能力提升和过程学习[8]，将自主学习、课堂活动、阶段总结和效果检验等作为过程性评价，期末考试成绩作为结果性评价(图3)。

本次线上教学期间，本课程累计发布各类任务点100个，学生完成率为100%；发布作业共1764份，习题数达到573道，作业完成率为98.0%；章节练习35次，学生平均分大于85分；学生课堂在线专题讨论留言497条，课堂参与讨论率达78.9%。本课程学习资源丰富，教学效果显著，学生反响热烈，课程页面访问次数达40万次，为课程开展三校区四专业“融合共享”SPOC 教学实践奠定了基础。

图3 仪器分析课程混合式多元教学评价体系

经过此次教学改革，本课程的教学质量得到很大程度的提高，为了客观评价仪器分析混合式教学改革的效果，笔者将2019年(传统组)和2020年(教改组)的成绩进行了对比分析，发现采用新的教学模式后，学生学习成绩明显提升，特别是在“培优扶弱”方面成效显著，成绩为优(≥90分)的学生占比由传统组的14.7%上升至教改组的26.2%，成绩不及格率由传统组的5.7%降至教改组的0.8%。为更进一步了解教学效果，笔者采用问卷星对本次课程教学质量(教学效果、教学资源质量、课堂互动效果等)开展了匿名问卷调查分析。结果表明90.7%的学生对本课程的教学效果表示满意；92.6%的学生认为教学资源的质量高；89.2%的学生对课堂互动效果满意，认为课程生动有趣；84.2%的学生认为本课程有利于培养思维能力。此外，有72.5%的学生对教学内容、教学方法等提出了具体改进建议，体现出学生对新教学模式的关注和思考。

4 教学反思

综上分析，本次线上教学改革的教学效果显著，学生在知识掌握程度、自主学习能力、课堂积极性等方面有了很大的提升，其中100%的任务点完成率、98.0%的作业完成率、78.9%的课堂参与讨论率等更是体现了学生在本课程中的参与度和认同度。取得如此效果原因如下：运用现代教育技术手段，弥补了传统教学的不足；通过在线课程学习，打破了时间和空间的限制，创建了“人人皆学、处处能学、时时可学”的线上学习体系，提高了学生学习的积极性、主动性以及学习效率；改革教学内容设置，培养了学生的自主学习能力和创新能力；整合校内外资源，实现了资源共享、优势互补，拓宽了学生的视野，其中可重复播放的教学视频，也成为学生的课后“零食”；建立了一个多元化、多维度的教学评价体系，实现线上监控式教学，培养学生的综合能力[9-10]。

尽管本课程混合式教学的优越性显而易见，但在授课过程及学生反馈中，笔者也发现了一些有待改进之处：首先，仪器分析是一门实践性很强的课程，受疫情影响，本次授课过程中集中线上教学，教师虽然引入了虚拟仿真和动画视频等讲解仪器结构和试验操作，但是学生普遍反映理论学习与实际操作脱节，缺失了动手能力的培养。针对这一情况，课程团队在学生返校后，开设了“复方丹参片质量分析”这一综合性设计试验，采用“线上+线下”的混合模式，即线上观看视频，线下实际操作，对仪器分析涉及的主要试验技能进行强化训练。其次，在软硬件方面，目前单一教学平台还未实现所有功能集成，经常需要教师、学生在多个软件平台之间切换，不便于操作。加上线上教学需长时间面对电脑、手机等电子设备，容易导致学生精力分散，注意力不集中等问题。

5 结语

课程团队紧跟智能化、网络化、信息化的“互联网+教育”时代潮流，基于“超星泛雅SPOC平台+学习通+腾讯会议+即时社交软件”，开展了仪器分析课程线上教学的探索与实践，构建了“课前导学-课中讲学-课后练学-课外研学”的多元混合交互式“四学”教学模式。该模式打破了课程教学与学习的时间壁垒，创新了课堂教学模式，激发了教师教学热情，带动了学生学习动力，加强了师生互动交流，提升了课程课堂活力，提高了课程教学效果，推动了课程教学改革，也为今后开展线上线下互动的混合式教学模式奠定了基础。