混合式教学模式在天然药物化学结构波谱解析中的应用

关 丽，赵惠茹*，杨 阳，陈云梅

（西安医学院药学院，陕西西安 710021）

波谱解析是应用紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振谱（NMR）和质谱（MS）等现代物理手段研究有机化合物化学结构的一门学科，在高等学校药学、化学及相关专业均将波谱解析设为专业基础课[1]。对于药学专业学生来讲，学好波谱解析这门课是今后从事天然药物化学等研究方向的必要保障，也是学校建设天然药物化学一流课程的重要组成部分。该课程包含大量的物理学基本原理，大多抽象而深奥，是药学专业课中较难的一门学科[2]，导致在传统教学模式下学生缺乏学习的主动性，学习效果不佳。因此对该课程进行教学模式改革，通过混合式教学模式调动学生的学习积极性，以达到教学效果的显著提高。近年来，随着线上线下混合式教学的发展，涌现出了诸如“超星学习通”[3-4]“对分易”[5]“雨课堂”[6-7]等一系列网络教学平台，本文主要探讨了采用超星学习通平台开展天然药物化学结构波谱解析课程混合式教学的具体实践。

1 超星学习通平台功能介绍

超星学习通是一个网络教学平台，它是基于移动互联网的新一代教学生态系统，可以开展课堂内外即时即馈即互动的线上线下混合式教学[8]。教师开课前可以在“我”界面下的“课程选项”进行建课，一个课程可以同时建立多个平行班级，这样只要在一个班级里面发放视频、资料、课件、习题、讨论等那么所有班级就会都可以共享看到。对于多个老师教授同一门课程的情况，超星学习通也可以避免重复建课的繁琐，只需一个老师建课，添加教学团队即可。完成建课后又在手机端会出现教案、章节、资料、通知、作业、考试、讨论和统计八大模块。其中最常用的是章节，开课前可以根据每次课对应的教学内容对章节进行编辑并上传相应的学习视频、PPT和预习作业，这部分操作主要是在电脑端完成。上课时首先通过“投屏”开启手机APP与电脑端同步教学，教师可利用该平台的“签到”“选人”“抢答”“随堂练习”“问卷”“投票”等模块提高课堂活跃度，增加课堂互动。课后有“讨论”模块可以使学生对知识进行巩固和拓展。

2 基于学习通平台的波谱解析紫外光谱章节课程设计

2.1 教学资源准备环节

开课前，教师需要建立完整的课程体系即在“章节”处编辑目录以下的章节。以第一章紫外光谱为例，如图1所示，包括6个学时3次课程，因此添加3个二级目录，分别为绪论和紫外光谱的基本知识、影响紫外吸收光谱的主要因素、各类化合物的紫外光谱以及紫外光谱在结构解析中的应用。在每个小节下面可以通过编辑插入小视频和PPT，小视频可以作为预习时发放的任务点，PPT可用于上课时线上线下投屏使用，这样就构建了一个完整的网络信息化教学环境。教师、学生与教学资源作为教学主体，由学习通平台作为沟通介质，建立相互间有效的沟通。除了视频和PPT，课前还需要对课程进行合理设计，如提前建立“题库”以提供预习作业和课堂上随堂练习的资源。教师也可以提前设计投票、分组讨论以及问卷调查以丰富整个课堂教学。教师根据学习通平台数据进行统计分析，得出学生的学习侧重点，并合理调整教学方案。通过课前准备阶段，教师可以从整体上把控教学环节，为充分了解学生学习动态提供了有力保障。

图1 教学资源准备

2.2 课前自主学习

紫外光谱包括3个小节：紫外光谱的基本原理、影响紫外光谱的主要因素以及各类化合物的紫外光谱。课前，教师通过发布任务点的方式要求学生学习每一节课知识点的预习视频，学生自行安排时间学习相关知识，完成视频学习后通过预习作业检验学习效果，教师可以摸底学生对知识的掌握程度。学生也可以就预习中遇到的问题在平台与老师讨论，教师可以在上课前对学生的预习情况进行统计，以方便课堂上有针对性地以问题为导向展开教学。混合式教学效果的好坏关键在于教师在课前对教学资源的设计，与传统教学模式相比，采用该平台的课前学习模式更有针对性。这里以紫外光谱中的概念发色团和助色团的掌握为例，预习视频中介绍了π-π*跃迁和n-π*跃迁可以产生紫外吸收，那么提问发色团和助色团哪个可以产生紫外吸收，通过字面意思的解读，发色图顾名思义产生颜色，助色团意思是帮助产生颜色，因此通过预习我们就可以得出可以产生π-π*跃迁和n-π*跃迁的是发色团。

2.3 课堂教学全过程评价

上课时教师可以通过手势签到建立考勤模式，这与传统考勤相比可以提高效率，节约时间。通过“投屏”可实现教师电脑PPT与学生手机端同步播放，避免后排同学看不清PPT而影响教学效果。课堂上，完成一个知识点的学习可以发放“随堂练习”以便及时发现学生对知识点的掌握情况，从而决定是否需要对知识点进行二次巩固。也可以通过“选人”和“抢答”环节，调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，避免满堂灌的现象，学生回答完毕后教师可以根据满意程度酌情加分，避免了手工记录的麻烦与期末统计的不方便。此外，遇到一些课堂上需要讨论的问题，教师可以首先发布“主题讨论”至学生，同时通过“分组任务”选择分组方式，令学生通过分组的形式对问题进行探讨，通过交流加深对知识的理解。对于一些开放性问题，教师还可以发布“投票”来摸底学生对一些问题的态度。一次性灌输很多知识学生可能很难学懂学透，如果能够以多次少量安排一些随堂练习和讨论，学生不必要一直吸收知识而无法自我思考。课堂全过程评价的关键是教师对课程讲授内容的设计和对教学活动的把控。教学采用学习通进行线上线下混合式教学，对课堂进行线上全过程评价，与传统教学模式相比，大大提高了学习评价效率，可以成为学生平时成绩的重要依据[9]。

2.4 课后知识巩固阶段

利用超星学习通发布课后作业，学生可以在完成后拍照上传至“作业”模块，教师可以在批改后将优秀作业上传至资源共享并作为期末考试的学习资料。教师也可以将上课时的PPT以及一些课外拓展上传至资料方便学生掌握知识并做一定的延伸。对于药学工作者，利用紫外光谱的原理通过紫外分光光度计来测定化合物的含量应用非常广泛。紫外光谱可以用于中药成分黄酮、多酚以及多糖等的定量分析。教师结合自己的科研方向，上传最新的利用紫外分光光度法研究天然药物化学成分的学术文献，可以使学生做到理论知识联系实际应用，如图2所示，实现科研反哺教学。

图2 课堂拓展资料准备

此外，可以在“讨论”模块发布问题，引发学生对所学知识的理解。例如紫外光谱提供了化合物的共轭信息，发布讨论“为什么酚酞在酸性溶液中是无色而在碱性溶液中变红”，学生在讨论中可以利用紫外光谱去解释生活中常识背后的奥秘。比如通过让同学们讨论红移和蓝移命名背后的原理，可以避免大家死记硬背红移和蓝移的概念，而是可以从可见光区能量由小到大分别是红橙黄绿青蓝紫，所以红色能量最小，所以红移就是向能量小的方向移动，反之蓝移即向能量大的方向移动。又比如，芦丁是一种黄酮类结构，那么为什么加入三氯化铝会使它I带和II带均发生红移呢？通过同学们的讨论，互相借鉴与学习，就可以明白是因为铝离子与邻二酚羟基形成了共轭结构，共轭越长，越红移。通过以上实例的恰当应用，教师在传授专业知识的同时，也培养了学生“透过现象看本质”和“勇于探索未知”的科研素质和精神。

在基于超星学习通的智慧课堂教学模式下，可以将学生的成绩分为课前预习得分、课堂随堂练习以及选人抢答得分、课后讨论和章节作业三大部分。教师可以从学生课前预习、课中练习和课后讨论与作业整体评价学生的学习效果。

2.5 教学效果评价阶段

采用学习通的线上线下混合式教学模式更加注重全过程考核。过程性评价相比过去课堂上的提问能更准确地反映学生的学习态度，也可以较直接地判断学生的学习能力。教师可以通过学习通平台上传针对教学知识的习题，在规定时间内学生完成答题并形成统计数据，在科学化的统计体系下，可以有效规范整个教学过程。同时，学生也可以通过学习通实现学习效果自评报告，从而有针对性地规划学习计划。基于超星学习通平台的线上线下混合式教学令教学模式更加多元化，打破了传统的单一化教学，可以提升整体的教学质量。

2.6 教学反思

超星学习通平台的使用丰富了课堂的教学模式，通过线上提供教学视频和PPT，可以使学生利用手机随时随地开展学习，提高了学生的学习积极性。该平台的使用还可以增强师生之间的互动交流，教师不仅仅是简单地授课，还要对课程进行设计，通过课前预习完成任务点、随堂练习选人抢答、课后作业和讨论，让学生参与到教学中，真正做到以学生为中心。

然而，利用学习通平台开展教学也存在一定的问题。学习通全过程借助于手机，一些学生上课时可能做一些与课程学习无关的事情，这也是网络教学平台普遍存在的问题。然而借助网络教学平台开展线上线下混合式教学已成为大势所趋[9]。

3 结束语

综上所述，采用超星学习通开展波谱解析课程线上线下混合式教学可以使整个课堂变得“活泼”起来，对于该课程教学效果的提升具有重要的意义。