慕课资源助力仪器分析实验教学翻转课堂
摘 要：仪器分析是化学类本科生一门重要的专业基础课程，实验教学中存在课时少，学生得不到有效思维训练等问题。翻转课堂颠覆了传统的教学模式，而引进国际流行的慕课资源助力课前预习，可以有效提高学生的自主学习能力，增加教学互动性，强化理论教学的效果。
关键词：慕课；仪器分析；翻转课堂
中图分类号：G642 文献标识码：A
我校的分析测试中心是学校教学和科研的重要阵地，面向化工、材料、纺织等学院的许多专业开设仪器分析课程，对培养学生的实验操作能力和思维创新能力发挥着重要作用。
1 仪器分析实验课教学存在的问题
《仪器分析》是理工科院校化学及相关学科本科生的一门重要的专业基础课，课程内容主要包括光化学、电化学、色谱和质谱等，涉及化学、物理学、电子学和数学等学科领域，知识点多，内容抽象，很多知识点理解难度大[ 1 ]。
实验教学是把抽象的理论知识和具体的实验活动相结合的教学过程。如何提高课堂教学质量，在有限的时间内调动学生的学习积极性，一直是考验仪器分析实验教学工作者的难题。
从我校仪器分析实验多年来的教学实践看，该课程主要存在以下几方面的问题。
1.1 实验课程的课时较少
《仪器分析》课程分为理论课和实验课两部分，二者的课时数通常按3∶1的比例分配，实验课时数较少。
部分同学因为高中阶段的化学基础薄弱，对先修课程如大学化学的知识掌握不全面，原本希望通过实验课培养学生分析问题和解决问题的能力，但这一教学目标很难实现，因为要先复习基础理论，之后又要练习基本的实验技能。
1.2 实验课与理论课的时间安排脱节
由于理论课的时间较长，通常实验课安排在理论课几个星期后才进行，使得学生不能及时深入地去理解理论知识。在实验课上，经常发现学生对相关的理论知识概念混淆，理解不深。
1.3 实验仪器数量有限且较贵重
由于大型精密仪器数量的限制，我们通常将学生以小组为单位进行实验，无法做到让每个学生全程独立操作。这一做法会导致实验能力较强的同学没有成就感，而较差的同学在团队作业中没有压力感。另外，对于一些较为贵重的仪器，同学们只能观看老师的演示操作，没有实际动手的机会。
上述问题严重影响了仪器分析实验课程的教学效果，急需采纳新的教学模式进行改革。
2 翻转课堂的特点
大学生自主创新学习一直是美国高等教育的特色。近年来，创新型教育理论在我国成为研究热点，人们越来越认可自主学习的重要性，国内许多重点大学也都陆续改进了化学类实验课程的教学模式。
教学过程分为知识传授和知识内化两个阶段。在传统的教学模式中，知识传授由教师在课堂上讲授完成，知识内化则需要学生在课后通过习题作业或手动实践来完成。翻转课堂（Flipped Classroom）则是将这两个阶段在时间上做了重新的规划和调整。知识传授过程在课外进行，由同学自行选择合适的方式接受新知识；而知识内化的过程则发生在课堂上，同学之间、同学和老师之间协作探究自主学习过程中遗留的问题，互相交流更多[ 2 ]。
翻转课堂开创了全新的教学模式，教师由传统的知识传授者转变为驱动学生学习的促进者和指导者，学生也从知识的接纳者转变为知识的探求者，教学效果有了大幅度的提升[ 3 ]。
由于翻转课堂通常借助信息化的技术手段，不断涌现的新型网络教学环境成为知识传授的重要途径。
3 仪器分析实验课程实现翻转课堂的关键环节
重视学生课前的自主学习。要想安排好实验教学，学生需要首先充分理解理论教学中涉及到的原理和方法，进而通过实验操作来验证和巩固各知识点。
由于实际教学过程中，实验课和相关理论课的距离时间较长，学生对理论知识的理解已较为生疏，所以及时在实验课前充电，充分复习相关的知识点十分必要。
自主学习的方式可以灵活多变。在网络时代，同学们已经习惯通过网络搜寻最新的信息。网络课堂的存在形式也在悄然发生着变化。前些年我们学习的标杆是国家级精品课程，该项目是教育部在2003年启动的。
诚然，国家精品课程汇聚了一流的教师队伍，一流的教学内容和一流的教学管理，是讲解质量很高的示范性课程，但是其教学组织形式仍旧比较传统，教学视频多为教室课堂实录，一节课时间大约50分钟，学习者容易视听疲劳。
而我国从2013年推出的慕课等微型教学视频每一集的播放时间仅十几分钟，短小精悍，学习吸收效率更高。
实验项目的组织形式可由验证行变为分析讨论型。由于同学们在课前做了充分的预习，在课时较短的实验课时间内，我们的任务就可由以往的验证知识点或原理转变为分析实验现象和问题。通过研讨不同实验步骤对实验结果的影响，思考直观的实验数据存在差异的原因，有助于同学们加深对实验原理的认识。
由于各个学校的大型仪器的品牌、型号都不一样，其具体的应用软件操作步骤也不相同，但这并不影响各类实验的框架和流程。我们需要学生最终掌握的是基础的理论知识，而不是针对某一具体仪器的软件操作步骤。因此，我们在实验课上更注重对操作技巧和实验结果的讨论，而弱化软件操作。
4 慕课融入学生课前自主学习的优势
慕课（MOOC）是大规模开放式网络开放课程（Massive Open Online Courses）的缩写。慕课与传统的网络课程不同，它更注重教学互动。这一新型的互联网在线学习模式一经兴起，就吸引了国内外学者的普遍关注[ 4 ]。
纽约时报把2012年称为“MOOC元年”。由高等院校创建的MOOC平台主要有Coursera、Udacity和edX。随后的2013年则是“中文MOOC元年”，由清华大学首先研发推出，现发展为学堂在线。2014年，爱课程网和网易合作推出了拥有中国自主知识产权的慕课平台中国大学MOOC，免费提供国内许多一流高校的课程。
慕课课程内容丰富灵活，学习时间自由，学习者可以根据自身的学习体验来决定是否需要反复学习。在中国大学MOOC网站上，仪器分析被纳入分析化学课程。通过第一阶段化学分析的学习，先让学生掌握基本的化学分析方法、原理和计算，具备初步的数据评价能力和文献查阅能力， 之后才转入第二阶段仪器分析的学习。由于仪器分析是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成和结构等信息进行分析和测量，在化学分析后再学习光谱、波谱、色谱等现代分析技术，有助于让学生更加系统的掌握物质结构的解析方法，培养实事求是的科学态度和严谨的科学作风。
慕课的课程主页面通常包括课件、讨论区、进度、考试这几部分。在课程视频的学习过程中，有关于所讲知识点的小测试，完成测试才会继续播放。视频时常通常不超过15分钟，可以随时快进或后退，也可以反复观看。讨论区是学习者之间或与老师之间讨论交流的区域。大家可以在发帖区域搜索自己遇到的问题，或许以前也有人问过，并且已经被答复，也可以通过订阅邮件的方式获悉论坛中最新发布的消息。在进度区，学习者还可以看到自己的学习排名情况，这样的设计有利于激发学习者的积极性。
5 结语
高校教学改革的目的是提高教学水平，培养出基础知识扎实，具有应用性和开拓性的创新型人才。合理的利用慕课资源，不仅可以培养学生的自主学习能力，还能在课时不变的情况下有效提高仪器分析实验课的教学互动性，挖掘学生的主动性。
参考文献：
[1] 徐守芳，陆宏志.以问题为导向 以学生为主体的仪器分析教学改革[J].实验室科学，2015，18（5）：112-114，118.
[2] 王彦沙，刘松艳.翻转课堂教学模式在大学化学实验教学中的应用[J].大学化学，2016，31（4）：17-21.
[3] 张玉明，王彦芳，曲占良，刘秀华，唐婷.基于翻转课堂理念的分子生物学实验教学改革与探索[J].教育教学论坛，2016（38）：260-262.
[4] 石乃恩.慕课时代的仪器分析理论课堂教学改革与实践[J].科技视界，2016（1）：22，59.
作者简介：
王丹丹（1982-），女，汉族，江苏盐城人，硕士，讲师，研究方向：实验仪器分析。