高職化工專(zhuān)業(yè)儀器分析課程線上線下混合式教學(xué)模式的建立與運(yùn)行

張慧捷，常越凡 (山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030009)

0 引言

在信息化時(shí)代，隨著化工行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益增大，生產(chǎn)工藝的數(shù)字化、智能化水平大幅提升，普遍以復(fù)雜的大型儀器和設(shè)備以及高密集的聯(lián)合體為基礎(chǔ)。而儀器分析是化學(xué)化工從業(yè)者必備的一項(xiàng)基本技能，是開(kāi)展化工技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)，因此，更是高職化工人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。

在高職化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系中，儀器分析課程是一門(mén)學(xué)科交叉性較強(qiáng)的必修課程，包括眾多光化學(xué)、電化學(xué)、色譜等大型儀器的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、操作方法等內(nèi)容。其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生理解各種分析儀器的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識(shí)、熟知儀器的構(gòu)造部件，更重要的是掌握儀器的規(guī)范操作、維護(hù)方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等技能，最終具備將大型儀器設(shè)備運(yùn)用于化工領(lǐng)域及冶金、環(huán)保等相關(guān)領(lǐng)域解決實(shí)際問(wèn)題的分析檢測(cè)能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的職業(yè)態(tài)度以及精益求精的工匠精神，對(duì)以后從事化工生產(chǎn)工作和創(chuàng)新研發(fā)至關(guān)重要。

然而，目前儀器分析課程的教學(xué)模式大多仍為“教師講授+學(xué)生實(shí)操”的傳統(tǒng)模式，普遍存在以下教學(xué)弊端[1-4]：其一，對(duì)高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，該課程內(nèi)容抽象、乏味、枯燥，不易理解和掌握；其二，由于大型儀器價(jià)格高昂導(dǎo)致數(shù)量有限，無(wú)法每人一臺(tái)操作練習(xí)，實(shí)踐教學(xué)效果較差；其三，該課程的授課對(duì)象均是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)成長(zhǎng)起來(lái)的學(xué)生，他們普遍使用手機(jī)、平板、電腦等終端，而不樂(lè)于手捧書(shū)本。

為解決以上教學(xué)痛點(diǎn)問(wèn)題，探索利用互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展儀器分析課程的線上線下混合式教學(xué)模式改革，分別從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)發(fā)線上資源、探索信息化手段、搭建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架等方面入手，全面提高儀器分析課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，培養(yǎng)具備扎實(shí)儀器分析操作技能和良好職業(yè)品德的高素質(zhì)化工人才。

1 儀器分析線上線下混合式教學(xué)存在的問(wèn)題

目前，雖然眾多院校化工教師團(tuán)隊(duì)都在積極進(jìn)行儀器分析課程線上線下混合式教學(xué)，但該教學(xué)模式仍然存在一些問(wèn)題，如：教學(xué)內(nèi)容枯燥陳舊且未融入課程思政[5-6]；線上資源數(shù)量有限、類(lèi)型單一；線上師生互動(dòng)模式單一；線下教學(xué)傳統(tǒng)乏味，學(xué)生難免會(huì)產(chǎn)生怠惰現(xiàn)象，抵觸、應(yīng)付心理；考核評(píng)價(jià)指標(biāo)單薄等。因此，如何將課程思政融入儀器分析教學(xué)內(nèi)容，如何提高學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)積極性，如何制定更加合理的考核評(píng)價(jià)機(jī)制等都是亟需解決的問(wèn)題。

2 儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式的改革思路

儀器分析課程線上線下混合式教學(xué)的實(shí)現(xiàn)以及教學(xué)質(zhì)量的提升，離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)的線上資源以及高效的線下面授，更離不開(kāi)與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容。因此，改革思路分為教學(xué)內(nèi)容、線上資源、線下面授，三條路徑同時(shí)進(jìn)行，如圖1 所示。

圖1 儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式改革思路

3 儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式的建立

3.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

首先，重構(gòu)內(nèi)容。依托職教云平臺(tái)建課，并立足企業(yè)需求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，將理論和實(shí)訓(xùn)融為一體，構(gòu)建模塊化、項(xiàng)目化的課程體系，如表1 所示。

表1 立足企業(yè)崗位需求的儀器分析課程理實(shí)一體模塊化教學(xué)內(nèi)容

其次，結(jié)合“六新”。搜集儀器分析領(lǐng)域中的新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品、新標(biāo)準(zhǔn)等融入教學(xué)內(nèi)容，供學(xué)有余力的學(xué)生線上自學(xué)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)，增加課程的挑戰(zhàn)度。

最后，融入思政。建立知識(shí)技能、德育思政“雙主線”課程體系，根據(jù)“三全育人”要求，以新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想和社會(huì)主義核心價(jià)值觀為指導(dǎo)，深入挖掘儀器分析課程內(nèi)容中的思政元素和德育元素，如：愛(ài)崗敬業(yè)、工匠精神、勞模精神、職業(yè)素養(yǎng)等。利用“學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)”APP、“三晉先鋒”APP 等潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地融入于教學(xué)全過(guò)程，如圖2 所示，并將品德素養(yǎng)作為考核評(píng)價(jià)的一部分，真正落實(shí)課程思政，助力學(xué)生全面發(fā)展。課程內(nèi)容中部分知識(shí)技能與思政元素的融合設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 儀器分析課程部分內(nèi)容與思政元素融合設(shè)計(jì)表

圖2 儀器分析課程雙主線課程體系

3.2 線上教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)了“三庫(kù)一平臺(tái)”線上資源體系，即搭建基礎(chǔ)資源庫(kù)、拓展資源庫(kù)、企業(yè)案例庫(kù)三個(gè)資源庫(kù)和一個(gè)虛擬仿真平臺(tái)，顆?；潭雀撸憩F(xiàn)形式適當(dāng)，為學(xué)生個(gè)性化自主學(xué)習(xí)提供優(yōu)質(zhì)資源。

其中，基礎(chǔ)資源庫(kù)包括課件、電子教案、試題、教師(包括企業(yè)兼職教師)教學(xué)視頻、教學(xué)動(dòng)畫(huà)等，覆蓋該課程所有知識(shí)點(diǎn)和崗位技能點(diǎn)；拓展資源庫(kù)包括企業(yè)前沿的分析檢驗(yàn)新技術(shù)、新儀器設(shè)備、樣品處理新工藝的圖片、視頻，體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù)和最新成果；企業(yè)案例庫(kù)包括企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中典型儀器分析檢測(cè)案例的視頻、圖片，使學(xué)生獲得真實(shí)的職業(yè)崗位體驗(yàn)；虛擬仿真平臺(tái)涵蓋課程中主要的大型儀器虛擬操作，打破時(shí)間空間、儀器數(shù)量的限制，有效幫助學(xué)生提高操作技能。

3.3 信息化教學(xué)手段的探索

探索綜合運(yùn)用仿真模擬動(dòng)畫(huà)、直播投屏、在線監(jiān)控等多種信息化手段創(chuàng)新教學(xué)模式，解決因大型儀器數(shù)量有限導(dǎo)致學(xué)生不能人人上手操作的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)更適合儀器分析課程的在線評(píng)價(jià)系統(tǒng)，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)給分，省去教師人工查閱評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)再逐一給分的繁瑣環(huán)節(jié)。

3.4 考核評(píng)價(jià)機(jī)制的改革

為更加適應(yīng)混合式教學(xué)的考核評(píng)價(jià)，形成線上和線下各占權(quán)重，自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合，過(guò)程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)結(jié)合，技能評(píng)價(jià)和德育評(píng)價(jià)結(jié)合，校方和企業(yè)共評(píng)的多元化、多維度評(píng)價(jià)機(jī)制。

另外，制定出一套采用新穎教學(xué)游戲活動(dòng)激發(fā)學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣的激勵(lì)方法，即開(kāi)展集贊贏獎(jiǎng)品活動(dòng)，按照考核評(píng)價(jià)機(jī)制，每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中得分最高的小組可在自行開(kāi)發(fā)的“智能考核”APP 上點(diǎn)亮一個(gè)“贊”，樣例如圖3 所示，集齊規(guī)定個(gè)數(shù)的“贊”就可以獲得本專(zhuān)業(yè)社團(tuán)自制的精美禮品一件。

圖3 “智能考核”APP 集贊記錄

3.5 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架的構(gòu)建

依據(jù)企業(yè)分析檢驗(yàn)崗位實(shí)際工作流程，將儀器分析線上資源進(jìn)行梳理和充分利用，構(gòu)建了儀器分析課程線上線下相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架，即“三階段八環(huán)節(jié)”基本模式(課前線上自學(xué)、課中線下導(dǎo)學(xué)、課后線上鞏固三個(gè)階段和下任務(wù)、育思政、明原理等八個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié))，而思政德育和考核評(píng)價(jià)貫穿教學(xué)全過(guò)程。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架如圖4 所示。

圖4 儀器分析課程線上線下相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)框架

以翻轉(zhuǎn)課堂為基本模式的“三階段八環(huán)節(jié)”教學(xué)實(shí)施如下。在下任務(wù)環(huán)節(jié)，教師通過(guò)職教云平臺(tái)發(fā)布來(lái)自合作企業(yè)的項(xiàng)目任務(wù)，教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。在課中線下導(dǎo)學(xué)階段，通過(guò)育思政、明原理、練技能、測(cè)樣品、算結(jié)果五個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。在育思政環(huán)節(jié)，以教學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的思政元素導(dǎo)入課程，在講解專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能之前，先用有“溫度”的德育教育感染人心，引起學(xué)生的共鳴和學(xué)習(xí)興趣；在明原理環(huán)節(jié)，各小組自學(xué)并討論當(dāng)前任務(wù)的測(cè)定原理、測(cè)定過(guò)程，形成完整實(shí)驗(yàn)方案并做匯報(bào)展示，教師根據(jù)學(xué)生的匯報(bào)情況針對(duì)性講解重難點(diǎn)，配合使用仿真動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等多媒體資源，做中教，做中學(xué)，使學(xué)生深刻明確測(cè)定原理；在練技能環(huán)節(jié)，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟提取關(guān)鍵操作技能，教師通過(guò)直播投屏的方式強(qiáng)化細(xì)節(jié)，隨后學(xué)生重點(diǎn)練習(xí)操作技能，將細(xì)節(jié)決定成敗的意識(shí)和精益求精的工匠精神融入其中，做中學(xué)，做中育；在測(cè)樣品環(huán)節(jié)，學(xué)生分組進(jìn)行正式的完整實(shí)操，在線監(jiān)控系統(tǒng)全程錄像，以供組間互評(píng)和教師評(píng)價(jià)；在算結(jié)果環(huán)節(jié)，各組處理數(shù)據(jù)，計(jì)算最終測(cè)定結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；在課后線上鞏固階段找問(wèn)題環(huán)節(jié)，師生查看操作錄像作出組間互評(píng)和教師評(píng)價(jià)；在再提升環(huán)節(jié)，學(xué)生完成平臺(tái)上的課后思考題，鞏固、提升學(xué)習(xí)內(nèi)容。考核評(píng)價(jià)伴隨整個(gè)教學(xué)過(guò)程，職教云平臺(tái)根據(jù)各環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的比重，自動(dòng)生成學(xué)生綜合成績(jī)，反饋教學(xué)效果。

4 儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式運(yùn)行效果

儀器分析課程使用線上線下混合式教學(xué)模式運(yùn)行以來(lái)，課堂變得更高效、更活潑，受到我院師生的高度肯定。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問(wèn)卷表明，學(xué)生的積極性、主動(dòng)性明顯提高，從以往的“被迫學(xué)”變成了現(xiàn)在的“主動(dòng)學(xué)”。學(xué)生的儀器分析操作技能得到優(yōu)質(zhì)培訓(xùn)，測(cè)定準(zhǔn)確度、精密度大幅提升，在全國(guó)職業(yè)院校技能大賽化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)賽項(xiàng)中屢獲佳績(jī)。

5 儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式改革對(duì)化工人才培養(yǎng)的作用

化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)不可逆，且具有高危性，必然對(duì)化工從業(yè)者的職業(yè)技能有較高標(biāo)準(zhǔn)，如何培養(yǎng)出企業(yè)所需的化工類(lèi)人才是高職教師的教學(xué)重難點(diǎn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，立足化工企業(yè)崗位職業(yè)能力要求，急需將信息化手段運(yùn)用于教學(xué)，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，培養(yǎng)符合新時(shí)代需求的高素質(zhì)化工技能人才，促進(jìn)學(xué)校、行業(yè)、企業(yè)的無(wú)縫接軌。

儀器分析作為化工從業(yè)者必備技能，該課程的教學(xué)效率直接影響著化工人才培養(yǎng)質(zhì)量。借助“互聯(lián)網(wǎng)+”信息化教學(xué)手段實(shí)施線上線下混合式教學(xué)，融合了線上優(yōu)質(zhì)資源的靈活運(yùn)用和線下體驗(yàn)感極強(qiáng)的實(shí)際面授，并改革了理實(shí)一體教學(xué)內(nèi)容，合理滲透思政元素、德育教育。通過(guò)多方面多維度的儀器分析教學(xué)模式改革，使之擁有諸多傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)掌握儀器分析操作技能過(guò)硬，同時(shí)可以靈活運(yùn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并且具有良好職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)品德的高素質(zhì)化工人才起到了直接推動(dòng)作用。

6 結(jié)語(yǔ)

本文立足化工類(lèi)人才必備的儀器分析技能，以助力培養(yǎng)高素質(zhì)化工人才為目標(biāo)，針對(duì)儀器分析傳統(tǒng)教學(xué)模式的諸多教學(xué)弊端，以及目前線上線下混合式教學(xué)仍然存在的問(wèn)題，緊跟“互聯(lián)網(wǎng)+”潮流，多方面、全方位研究形成以翻轉(zhuǎn)課堂為基本模式的儀器分析線上線下混合式教學(xué)模式。并應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)，充分發(fā)揮線上教學(xué)和線下教學(xué)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，切實(shí)提高了高職化工專(zhuān)業(yè)儀器分析課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，對(duì)培養(yǎng)掌握扎實(shí)儀器分析操作技能和具有良好職業(yè)素養(yǎng)的高素質(zhì)化工人才起到了極大的助推作用。