高职仪器分析混合式教学模式构建——以小规模限制性在线课程为例

曹美苑 兰 青

（广东环境保护工程职业学院 环境监测系，广东 佛山 528216）

仪器分析是高职院校化学化工、环保、食品、农林、生命等专业必修的专业基础课程，是化学、生物、材料等科学研究和工业控制的“眼睛”［1］，其教学质量关乎后续专业核心课程的学习、岗位能力的形成和职业资格证书的获取。该课程的传统教学模式为“课堂讲授+实验操作”，近年来逐渐改革为“教学做一体化”，但依然难以完全适应高职的教学条件和学生特点［2］。美国加州大学伯克利分校阿曼多·福克斯教授提出的SPOC（小规模限制性在线课程）融合了传统教学和网络教学的优势，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性［3］。为此，本课题组秉承“互联网+教育”理念，对高职仪器分析课程教学进行了基于SPOC的混合式教学模式改革与实践。

一、高职仪器分析课程教学现状

（一）学生生源结构复杂，传统教学模式下难以因材施教

随着全国大规模扩招的推进，高职院校自主招生比例达70%以上，文理兼收、中职、“3+证书”、退伍军人、在岗职工等多种招生模式并存，生源结构复杂多样。为了节约教学和管理成本，很多班级都由统招与单招、普高与中职、文科与理科等各类学生混编而成，学生基础不同，致使因材施教、分层教学和个性化教学在传统教学模式下难以实现。

（二）课程内容晦涩难懂，传统教学模式不受欢迎

仪器分析课程涉及大量的跨学科知识，由于综合性知识面宽且专业，对大部分高职学生而言，仪器分析课程具有相当的难度［4］。学生对传统课堂的枯燥讲授方式既无兴趣、也感吃力，因此，在理论教学中学生玩手机、打瞌睡等现象屡禁不止。

（三）实验条件有限，实践教学效果欠佳

高职仪器分析课程中实验课时普遍占50%以上，课程涉及的多是大型精密仪器，比较昂贵，仪器台数较少，大型仪器对场地的要求也较高［5］。且受到实验场地、仪器设备等条件限制，大部分学生仅能围观教师演示仪器操作，以多人小组的方式开展实训，无法独立操作，严重影响实践教学效果。

二、高职仪器分析混合式教学模式构建

为了充分发挥教师主导、学生主体的“双主”作用，本课题组尝试创设线上学习与课堂教学相辅相成的SPOC混合式教学模式。

（一）项目分类重组

高职院校开设仪器分析课程的专业众多，涵盖化学化工、食品检测类、资源环境类、中药学等专业，不同专业对各种分析仪器的知识、能力要求不同。因此，将教学内容与专业岗位需求紧密结合，可以在很大程度上得到学生对所在专业的认可，进而提高学习兴趣，最后取得较好的教学效果［6］。因此，本课题组面向不同专业设计不同项目内容，如表1所示。

（二）项目教学设计

本课题组以环保类专业仪器分析课程为例，充分利用网络课程平台、在线虚拟仿真实训平台、超星泛雅平台等教学资源，设计“课前自主学习、课中知识内化、课后巩固提升”3个阶段的教学活动，课堂内容由浅入深，既符合真实工作岗位职业能力培养过程，又符合学生认知规律，可有效引导学生一步步掌握相关专业知识和专业技能。

表1 仪器分析课程教学内容的项目分类重构

（三）优化整合教学资源，搭建SPOC教学平台

根据各个项目需要，开发在线学习资源。主要包括三方面：一是各个项目的项目导学、电子教材和教学课件、教学微课、动画、实验指导、仪器图片、操作视频和企业实践案例；二是在线虚拟仿真实训平台；三是课后练习和在线测验题库。同时，提供高职院校工业分析检验、农产品检验等职业技能竞赛方案和评分标准，化学检验员资格证书考证题库，各行业检测方法标准以及分析检验的新技术、新动态等相关资讯。

（四）设计考核评价体系

为了丰富课程考核的内容和形式，本课程进行多元化、多角度考核评价，采集、分析教与学全过程行为数据，具体评价体系如表2所示。

表2 基于SPOC的仪器分析课程混合式教学评价体系

三、高职仪器分析课程混合式教学的实施

本课程采用基于SPOC的混合式教学模式，课前教师引导学生采用“导学、自学、辅学、评学、互学、督学”的“六学”在线学习方式开展自主学习，课中按照“导任务、析原理、思设计、做仿真、用仪器、析结果”六步教学方法实施教学，如图1所示。

下面以“气相色谱法测定甲醇中的苯系物”项目为例，简述SPOC混合式教学过程。

（一）课前自主学习

课前课程负责人登录仪器分析网络课程平台上传“气相色谱法测定甲醇中的苯系物”项目教学资源，在课程平台以“课前讨论”“课前测验”“课前作业”三大主题创设课前自主学习情境，通过微信公众号发布课前任务单。学生登录该SPOC平台进入仪器分析课程学习页面，可查看公告和评分标准、观看课件进行学习、在讨论区的各板块针对某主题进行讨论、完成课前作业和测验。

（二）课中知识内化

教师利用SPOC平台的过程记录、统计功能对学生在线学习的参与度、资源适应度和单元作业、测验及讨论情况进行分析，以确定课堂教学的重点、难点与活动开展方式。这一过程又可细分出以下几个步骤。首先，教师精讲答疑（2课时）。以学生小组分享课前作业、教师点评的方式重点精讲“气相色谱工作原理”和“气相色谱分析条件设置”，引导学生正确解读标准；然后集中回答学生在线学习中的主要问题，如“气相色谱各种检测器有何不同”“气相色谱法如何检测混合物”等。其次，学生分组探究（2课时）。根据学生课前在线学习成绩对学生进行分组，让学生分组讨论并解读“气相色谱法测定环境空气中的苯系物”的标准，设计“气相色谱法测定甲醇中的苯系物”实验方案。同时，利用在线虚拟仿真实训平台进行本项目的仿真实验操作，在线评分80分以上的学生才算考核达标，可进入实验室进行操作。再次，实验操作与结果计算（6课时）。学生4人一组进行本项目的实验操作，操作过程中可随时查看SPOC平台上的仪器操作视频，纠正错误操作，做好完整的数据记录，并完成数据处理、结果计算和实验报告。学生用手机拍摄整个实验操作过程，课后上传至课程平台。教师全程观察并解答学生操作疑惑。最后，互动交流与评价（2课时）。教师课前登录课程平台下载学生上传的操作视频，将学生错误操作部分剪辑成一个短视频，在课堂上播放给学生，并要求学生指出错误之处，然后让各小组总结各项操作的技术关键，对比、分析实验结果，并认真给出小组间成绩互评。

图1 仪器分析课程混合式教学过程

（三）课后巩固提升

学生通过线上、线下两条途径巩固本项目相关的知识和技能。线上在SPOC平台复习课件内容，搜学《化学检验工》国家职业标准（中级）、高职院校大学生工业分析检验技能大赛题库，以此巩固并拓展所学知识；线下复习实验操作，反复进行在线虚拟仿真实训项目练习，在反复实践中强化职业技能。

四、效果与反思

将基于SPOC的混合式教学模式应用于高职仪器分析教学后，有效实现了教学的知识目标、技能目标和素质目标，从课前预习率到作业成绩都有了大幅度的提升。以“气相色谱法测定甲醇中的苯系物”项目为例，学生从课前预习平均成绩57分提高到课堂测验的96分，学生更加积极主动参与课堂互动。问卷调查结果显示：92.3%的学生认为使用SPOC平台上的互动活动能有效活跃气氛，提高教学效果；100%的学生认为混合式教学模式的应用能帮助自己更好地掌握教学重点和难点。

通过混合式教学模式在本课程的实践，笔者认识到，充分利用信息技术和现代教育技术的最新发展成果，构建高职仪器分析课程的混合式教学模式，可以全面提高课程的教学质量和学生的职业素质，但要做好线上和线下教学有机结合，则对教师在信息技术的应用、教学活动的设计、课堂组织的实施等方面提出了更高的要求。