智慧課堂助力“儀器分析”教學改革探索

劉晶靜

（泰山學院化學化工學院 山東 泰安 271000）

2017年，教育部頒布的《普通高等學校師范類專業(yè)認證實施辦法（暫行）》開啟了全國高校師范類專業(yè)認證工作的序幕[1]。為適應師范專業(yè)認證的要求，各高校將全面提高師范專業(yè)學生的教育質量作為課程建設的重要目標之一。在此背景下，各高校全面開展針對師范專業(yè)各學科、各課程的教學改革[2-3]。

儀器分析是化學師范專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，在師范認證工作背景下，對原有的課程教學模式進行改革以適應新形勢的要求勢在必行。但儀器分析是一門多學科交叉融合的綜合性課程，教學內容多、理論抽象。教師普遍認為課程教學難度大，學生則普遍反映難學、難懂?；谏鲜鰡栴}，探索更為有效的教學模式，提高教學效果是儀器分析教學改革中要解決的問題之一。另外，儀器分析還是一門理論和實踐并重的學科，其中蘊含著豐富的思政元素，如何利用有限的學時讓學生真正體會到課程的實用性，同時在教學中落實立德樹人的根本任務，是儀器分析教學改革另一個要解決的問題。

近年來，信息化、網(wǎng)絡化教學模式被引入高校課堂，各大高校積極嘗試將先進的信息技術與高等教育深度融合打造智能、高效的課堂，由此“智慧課堂”應運而生[4-5]。智慧課堂教學模式下，學情分析更精準，各種教學要素可以更好地優(yōu)化組合，教學也更智能化、個性化。智慧課堂為儀器分析傳統(tǒng)課堂教學中存在的問題提供了有效的解決途徑。因此，本文嘗試構建高效的儀器分析智慧課堂，并在學情分析、教學內容、教學過程、評價方式及課程思政建設幾方面進行優(yōu)化設計探索，以期落實“以學生為中心”的教育理念。

1 智慧課堂助力儀器分析教學改革的探討

構建儀器分析智慧課堂需要一定的信息技術支持。超星學習通、雨課堂等眾多智慧教學平臺的推出和完善使儀器分析智慧課堂的構建成為可能[6]。本文選擇目前在眾多高校比較受歡迎的“超星學習通”來構建儀器分析智慧課堂。教師在平臺建立課程，上傳教學視頻和拓展資料，利用平臺開展貫穿課前、課中、課后全過程的教學活動。同時，借助平臺的學習數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)學習情況統(tǒng)計和學生管理。

1.1 基于智慧課堂實現(xiàn)精準的學情分析

學情分析是規(guī)劃教學設計方案、滿足學生個性化學習需求的重要依據(jù)。傳統(tǒng)儀器分析課堂，學情分析主要依賴教師和學生平時的相處交流。這種所謂的“學情分析”較為片面，很難真正對教學方案的設計起到指導作用。智慧教學模式下，儀器分析的學情分析主要依托超星平臺的問卷調查功能展開。教師精心設計的調查問卷可以細化到學生的知識基礎、學習動機、學習目標、學習需求等方面，調查更為具體全面。同時，教師還能由問卷結果精準了解每位學生的情況，以此為依據(jù)提供個性化學習指導，滿足學生的個性化學習需求。

1.2 基于智慧課堂規(guī)劃教學內容，豐富學習資源

儀器分析是一門多學科交叉融合的綜合性課程，包含的知識內容龐大。傳統(tǒng)課堂上，教師很難在有限的學時內展開全部教學內容，更無法實現(xiàn)知識拓展。另外，學生接觸的學習資源有限，主要依賴課本、參考書和習題冊等，知識的獲取相對滯后。

智慧課堂模式下，教師將儀器分析的教學內容按知識點分解后，制成視頻、課件、練習等線上資料。由于線上資源的輔助，對于相對簡單的內容，教師可安排學生自主學習，而較難的內容，則安排學生完成線上預習后將疑難問題通過平臺反饋。如此一來，教師在課堂教學環(huán)節(jié)會集中主要精力解決重難點和解答學生線上反饋的疑惑，課堂效率大大提高。此外，由于線上自主學習為課堂教學節(jié)約了大量時間，教師可以在課堂上開展豐富多樣的教學活動，使課堂教學變得更生動有趣，更便于提高教學效果。

另外，智慧課堂還為學生提供了多樣化的學習資源。在智慧樹和超星平臺建立的線上資源可供學生反復觀看，提升學生個性化能力。教師在平臺分享的趣味視頻、科學前沿、科學家事跡等可以開闊學生視野，培養(yǎng)學生興趣。而教師結合章節(jié)特點發(fā)布的案例，如高效液相色譜法檢測三聚氰胺，熒光分析法應用于新冠病毒核酸檢測、原子吸收光譜用于重金屬檢測等，更讓學生從中深切感受到所學知識對人民生活、國家安定的巨大用途，在潛移默化中完成思政教育。

1.3 基于智慧課堂的教學設計和實施

傳統(tǒng)儀器分析課堂，教師多忽略學生的主體地位，單純從如何“教”來進行教學設計，師生間互動少、課堂氣氛沉悶。更重要的是，教師對教學效果的了解主要依據(jù)學生的課后作業(yè)，由于作業(yè)多采用紙質版且線下收取、批閱，整個周期較長，不利于教學效果的及時反饋。

智慧課堂模式下，教師依托超星學習通構建了“課前—線上自主學習”“課中—線上線下集中學習”“課后—線上鞏固提升”的混合式教學模式，開展智慧化的“教”和“學”。以《紅外光譜法》一章為例，該章涉及方法原理、紅外光譜圖、特征吸收峰與分子結構關系以及利用紅外光譜進行結構解析等內容。其中，基本原理、紅外光譜圖、特征吸收峰與分子結構關系是結構解析的理論基礎，理論性強、需要記憶的知識點多，相對枯燥。傳統(tǒng)課堂上，學生學習熱情不高，而且由于在課堂上短時間無法完成知識的內化，當講到結構解析時，學生常常無從下手。為此，教師設計了如下教學過程：

課前，教師線上推送預習任務，包括學習重點、預習視頻、自測題等。學生按預習任務自主完成預習，并將疑難問題反饋到討論區(qū)。學生后續(xù)帶著疑惑進課堂，學習主動性明顯提高。而教師則通過學生反饋精準掌握學情，及時調整教學方案，實現(xiàn)以學定教。

課中，采取線上線下配合的方式。教師首先通過檢測題檢測學生的自主學習情況。學生通過移動設備完成實時反饋后，平臺進行智能統(tǒng)計。教師由統(tǒng)計數(shù)據(jù)實時了解每位學生的答題情況和整個班級的成績分布，并以此為參考，針對共性問題集中講解。對學生而言，通過測試可以及時了解自己的不足，這樣會激勵自己更加認真、主動地參與后續(xù)的學習活動。此外，為幫助學生更好地理解疑難問題，教師還根據(jù)知識特點設計了一系列活動，比如，介紹基本原理時，教師采用圖片、動畫等配合講解，并通過隨堂測試完成知識實時鞏固。介紹紅外光譜圖時，教師通過隨機選人，引導學生發(fā)現(xiàn)并描述紅外光譜圖的特點。結構解析時，教師由真實案例創(chuàng)設情境，通過分組任務由小組協(xié)作完成具體圖譜的解析。最后，教師發(fā)布例題，讓學生獨立分析后提交答案，再隨機選人分析圖譜解析過程。貫穿整個課堂的學生活動，讓學生真正成了課堂的參與者。

課后，教師利用平臺多樣化的題型設置功能靈活設計題目，從多角度全面考查學生對知識的掌握情況。學生完成作業(yè)后通過平臺提交，教師批改后及時反饋。學生根據(jù)反饋及時查漏補缺，教師則借助平臺功能多角度分析教學數(shù)據(jù)，完成總結反思，進而對下次課做出調整。

智慧化的教學模式使教師“教”和學生“學”的時間和空間延展至課外，強化了教學內容的連續(xù)性和課堂教學的有效性。學生通過課前自主學習明確自己的學習重點，通過課堂講解完成知識的消化吸收，通過課后練習完成鞏固提升，從而促使自身更好地掌握知識。更為重要的是，相較于傳統(tǒng)課堂，師生間的角色發(fā)生了根本改變，凸顯了學生在教學過程中的主體地位。

1.4 基于智慧課堂建立開放性的師生、生生交流方式

傳統(tǒng)儀器分析課堂，師生之間主要通過提問交流互動，形式單一，由于學生對教師常常有畏懼感，很難真正創(chuàng)建平等的交流環(huán)境。而智慧課堂最大的優(yōu)勢是可以利用信息技術實現(xiàn)師生、生生間的靈活互動，讓學生真正成為課堂的主體。

智慧化教學模式下，在儀器分析課堂上，教師利用平臺的隨機選人、搶答、投票、主題討論和分組任務等功能，成功激發(fā)了學生的參與熱情，加強了師生、生生間的交流。另外本學期儀器分析在智慧教室開設，智慧教室的彈幕教學模式極大迎合了學生的獵奇心，課堂教與學的互動性得到較大提升。此外，平臺的群聊功能以及班級微信群、QQ群等也為師生交流創(chuàng)造了輕松、平等的交流模式，那些平時不敢問問題或怕說錯的同學也能放下顧慮表達自己的觀點。

1.5 基于智慧課堂開展課程思政教育

課程思政是高校落實立德樹人的重要途徑，也是培養(yǎng)師范生師德規(guī)范的根本舉措[7]。儀器分析課程蘊含著豐富的思政元素，但傳統(tǒng)課堂模式下由于教學內容多、學時有限，無法真正落實課程思政教學，滿足新時代的育人要求。

智慧課堂模式下，豐富的網(wǎng)絡資源為儀器分析開展思政教育提供了更多素材，形式也更加多樣化。比如《紅外光譜法》一章，教師課前上傳了“齊二藥事件”的新聞資料并開展線上討論，讓學生意識到藥品質量監(jiān)控的重要性。課上教師介紹如何利用紅外光譜鑒定涉事假藥，讓學生在掌握理論知識的同時，認識到所學知識在實踐中的重要價值，進而樹立專業(yè)自信?！峨娀瘜W導論》一章，教師提前發(fā)布分組任務“了解我國在電化學領域有突出貢獻的科學家”。課上隨機選人由學生講述科學家的故事，在講述和聆聽中讓學生體會老一輩科學家為我國分析儀器研制付出的努力和取得的成就?；顒又校處熃柚脚_積分獎勵、同學互評等適當?shù)莫剟顧C制，學生參與熱情大大提高。智慧課堂實現(xiàn)了課程思政全方位、多途徑的融入。

1.6 強調過程考核的多元化教學評價模式

教學考核是教學效果的直接體現(xiàn)。儀器分析的考核主要由平時成績和期末成績構成。但傳統(tǒng)考核模式下，平時成績占比少且主要依賴作業(yè)成績，評價過于片面。另外，評價主體只有教師，過于單一。

智慧課堂模式下，平臺實時記錄學生預習、自測、出勤、課堂活動、隨堂測試、課后作業(yè)等數(shù)據(jù)，根據(jù)預設權重自動統(tǒng)計成績后，為每位學生生成學習分析報告，使平時成績有據(jù)可依。同時，智慧課堂模式還實現(xiàn)了評價指標的多元化，不僅可以評價學生學習成績，還可以評價學習方式、自主學習能力等。此外，平臺的教師評價、生生評價、自我評價等功能使評價主體也更多元化。借助智慧課堂，儀器分析課程的評價方式實現(xiàn)了從單一的學習成績評價向學習綜合能力評價的轉變，更有利于促進學生的全面發(fā)展。

2 總結

智慧課堂為高校課程的教學改革提供了新的教學模式。在師范專業(yè)認證背景下，本文將智慧課堂引入儀器分析的教學改革中，解決了傳統(tǒng)課堂教學中存在的問題，使學生的主體地位、學習主動性得到更好的發(fā)揮，更好地落實了“以學生為中心”的教育理念。同時，智慧化的教學模式也使課程思政教學更加多樣化。但如何更好地實現(xiàn)儀器分析教學與信息技術的有機結合，還需要我們在實踐中不斷探索。