饶通德，梁丽娇

(重庆三峡学院 环境与化学工程学院，重庆 404100)

仪器分析课程作为一门理论、实践和技术含量很高的应用性学科，是我校环境科学、化学工程与工艺、化学(师范)等专业的重要基础课程，具有十分重要的地位。依据所测定物质物理性质的不同，将仪器分析分为：光谱分析、电化学分析、色谱分析、热分析和质谱分析等方法。仪器分析课程具有分析方法众多、汇集了多学科最新理论知识和最新研究成果、仪器组成结构及工作原理复杂等特性，对学生的理性思维、逻辑推理及综合应用等能力具有较高要求。仪器分析实验作为仪器分析课程的重要组成部分，能加深学生对仪器分析理论知识的理解，掌握不同物质的分析方法和各种仪器的结构、性能和使用方法，熟悉仪器分析的实验操作技能，养成及时记录和处理实验数据的良好实验素养，培养学生严谨及实事求是的科研态度，强化学生进行探索创新实验的能力，有利于更好地适应社会发展和人才培养的需求[1]。

1 仪器分析实验教学现状

现阶段，由于各高校师资、大型仪器数量和学时等实验条件的限制，仪器分析实验教学还存在比较突出的问题，主要表现在以下几个方面[2]：(1)仪器分析课程的理论性较强，原理较为抽象，涉及的知识面广，有些内容特别是光谱分析还涉及量子化学等艰深的理论知识，理论晦涩难懂，难于理解，实验中很难将理论知识和实验技术联系在一起，教学效果差。(2)仪器分析实验课教学多以“教师演示，学生观摩”为主的授课方式，学生直接操作仪器机会偏少，实验结束后学生并未真正掌握相应的实验知识点和操作技能。(3)由于实验课时和大型仪器设备数量有限，开设的实验中以验证性为主，缺少综合性、设计性和专业特色性实验，实验中学生只会“照方抓药”式的操作，缺乏独立思考、协作和创新，严重阻碍了学生学习的积极性。(4)实验预习时大部分学生只是简单照书抄写实验目的、原理和实验步骤，达不到预习的目的。在实验数据处理过程中，生搬硬套公式甚至存在同学之间抄袭现象，实验报告千篇一律，缺乏对仪器的熟悉程度，没有达到仪器分析实验课程教学目的。

2 翻转课堂教学模式在仪器分析实验教学中应用的可行性

翻转课堂也称之为“颠倒课堂”，学生在课前利用教师在网络教学平台上发布的音视频教材等电子材料自主进行学习，然后在课堂上参与互动活动并完成练习和作业的一种全新教学模式[1]。它打破传统教学过程中知识传授和知识内化两个主要阶段，重组了传统课堂的教学流程与结构，转变了教师的角色，让学生自主控制时间，学生从被动学习转变为积极主动地学习，其自主学习能力和学习意识得到了培养，体现了“以学生为中心”和“因材施教”的教育理念。课前，学生通过阅读教学资料、观看教学视频、与老师或同学进行在线交流等方式完成知识的学习过程；课中，教师给予学生更多的时间自主学习和思考，组织小组活动、交流互动、解答问题、指导学生完成作业等，帮助学生完成知识的内化过程[3]。翻转课堂通过“课前观看视频学习知识，课上知识内化”的方式实现了对传统课堂教学的革新。这种全新的教学模式在激发学生学习兴趣，提高学习效率和教学质量、提升教师工作满意度等方面均具有较好的促进作用，现已逐渐成为各级各界教育工作者的研究热点。

目前，我校为教师和学生提供了便捷的网络服务和优质的超星泛雅(学习通)网络教学平台，为学生进行自主学习提供了便捷的途径，同时也为教师制作网络学习资料提供了丰富的素材，这为翻转课堂的开展提供了物质保障。同时，我校已建成大型仪器仿真实验平台，其中包含气相色谱分析、原子吸收光谱分析、傅里叶变换红外光谱分析等多个实验项目，学生可提前进入该平台，自主学习实验原理和实验过程、熟悉仪器设备的使用，为课堂实验教学做好前期准备。网络平台提供的丰富教学资源和虚拟仿真实验环境，为仪器分析实验教学开展翻转课堂教学模式提供了基础和资源保障。

3 翻转课堂教学模式在仪器分析实验教学中的设计

针对仪器分析实验，通过将微视频、多媒体课件等网络教学资源和虚拟仿真实验平台有机结合，设计了在我校各专业的仪器分析实验教学中开展翻转课堂教学模式。仪器分析实验翻转课堂教学模式分为课前自主学习、课堂协作探究和课后拓展三个环节。

3.1 课前自主学习阶段

课前自主学习是翻转课堂的基础，也是翻转课堂的关键环节。借助网络教学平台，教师将课前准备好的学习目标：实验原理、实验步骤、实验仪器操作的微视频和知识点测试题推送至“学习通”网络教学平台，学生通过扫描课堂二维码或输入邀请码进入网络课堂进行预习，完成知识点测试题，课堂活动前学生便可知晓实验的重点、难点内容，实验操作时做到思路清晰。同时，要求学生进入虚拟仿真实验平台反复多次进行虚拟实验操作练习，在虚拟环境下自主探究实验的关键操作流程。在自主探究过程中，学生遇到问题或产生的疑惑，均可利用网络教学平台的讨论区和教师或其他同学进行讨论，教师会定期在讨论区与学生共同分析探讨、解决问题或疑惑。预习结束后，要求学生在规定时间内提供预习笔记。教师根据网络教学平台讨论区的问题反馈和学生提供的预习笔记，能及时了解学生学习情况，及时调整、组织后续课堂活动。

3.2 课堂活动

课堂活动是翻转课堂教学模式完成知识内化的过程。因为课前做了充分的资料收集、预习和虚拟实验训练，课堂上老师可缩短讲解时间，将更多时间用于交流、讨论和学生操作技能训练。课堂上轮流让学生讲解实验原理、实验流程和关键操作流程；根据学生的预习和自学的情况及反馈的问题，老师对一些共性问题进行集中讨论和释疑；同时引导学生对实验中涉及到的重要知识点进行梳理和强调。实验操作中，鼓励以小组为单位，分工协作，课前教师将每个小组的学习目标和任务通过“学习通”推送给各小组，课堂上引导学生进行组内讨论和问题释疑，教师对学生实验操作中的错误及时纠正，通过小组边操作，边讨论发现问题、解决问题，使学生能积极主动地深入探究实验现象，分析与深化理论间的联系，进一步内化知识[4]。实验结束后，教师检查学生实验数据记录的规范性和测试结果的科学性、合理性，并通过对实验关键步骤和操作流程进行提问评价学生自学效果，对学生实验操作过程和实验素养等多方面进行综合评价。

3.3 课后拓展与反馈阶段

实验课后，要求学生在规定时间内处理实验数据、分析讨论实验结果，并形成完整的实验报告。教师批阅实验报告，将实验报告中存在的问题通过“学习通”网络教学平台与学生进行交流，将优秀的实验报告在网络教学平台进行展示。学生在处理实验报告过程中可能会对某些知识点存在疑惑，教师在课后可借助网络教学平台继续与学生进行探讨交流，激励学生独立思考能力，创新能力，提高教学效果。教师还可在网络教学平台有针对性的推送仪器分析学科发展前沿的新技术、新方法，以丰富仪器分析实验课教学内容，增强学生学习兴趣，进一步强化学生对学科发展前知识和技能的了解和掌握。此外，为满足学生自主式、个性化学习需求，我们鼓励学生在课外进入大型仪器室室开展创新性、探究性实验，进一步强化大型仪器操作技能，通过大型仪器开放共享平台，学生可在大型仪器共享平台上通过自主预约的方式进入大型仪器室开展创新性、探究性研究，进而拓展和升华仪器分析理论知识、强化分析测试操作技能。最后，依据“既重结果，更重过程和能力”的成绩评定原则，对学生的实验报告、课前自主学习效果、知识点测试、课堂讨论、实验动手能力和分析解决问题能力等多方面进行综合考核。

4 结束语

翻转课堂教学模式体现了“以学生为中心”和“因材施教”的教育理念。借助网络教学平台和虚拟仿真实验平台，通过课前先导学习、课堂探究实践、课后拓展及反馈三个教学环节的仪器分析实验翻转课堂教学模式的实施，充分调动了学生学习兴趣，学生自主学习能力、分析解决问题能力、实践操作技能均得到明显提升，培养了学生团队协作能力和创新意识，显著提高了学习效率和授课质量。