吴硕等

摘 要：为了培养高素质的具有创新精神和创新能力的人才，也为了更好地应对MOOC等在线课程的兴起对传统教学模式所带来的巨大挑战，我们将“分析化学资源共享课”和“分析化学虚拟实验室”等优质网络资源引入分析化学的教学中。将学生基础较扎实、易于理解的部分章节安排学生通过网络自学，并通过设计不同层次的问题对学生进行引导和督促。在节约的学时内进行重点、难点的深入解析和“案例型”等先进教学方式的开展。通过学生讲述问题解决方案和组织课堂讨论等方式，突出学生在教学中的主体地位，让学生在课程学习中变成发现、理解、评价和应用知识的主动参与者，使他们不仅具有批判性和创造性思维能力，而且具有提出问题、分析问题、解决问题和评价问题的实际操作能力，真正达到知识、能力和素质的高度统一。

关键词：MOOC；翻转课堂；分析化学；案例式教学

一、在分析化学课堂教学中引入MOOC等网络资源的必要性

在教育部的推动下，由爱课程网与网易云课堂合作推出的“中国大学MOOC”项目于2014年5月正式上线。目前，已有包括工程技术、文学艺术、哲学历史、经管法学、基础科学和农林医药等领域在内的近百门课程相继在中国大学MOOC网站完成上线。

在分析化学领域，目前在爱课程网上的资源共享课模块上线的课程就有9门之多。可以说，MOOC的出现，对传统教学模式产生了巨大的冲击。在这一背景下，如何才能在网络资源盛行的大背景下有效保持传统课堂的吸引力，已成为一线授课教师所面临的主要挑战。

另一方面，由于科学知识的爆炸式发展，学生要学的东西越来越多，大学中各门课程所占的学时数都在不断删减[1]。为了顺应时代发展，我校工科“分析化学”课程的学时数也删减到了32学时，讲授的内容却需涵盖化学分析和仪器分析两大部分。为了保证课堂教学效果，我们在过去的几年进行了一系列的改革，如：有效使用多媒体等现代化教学手段，通过动画、PPT等现代化教学方式演示滴定分析过程、仪器结构、分析测试流程和原理等，使学生对分析方法产生感性认识，促进学生快速有效地掌握相应的分析方法；提炼知识点之间的共性、区分差异性，重新规划讲授脉络，有效减少课内学时。在这些改革措施的促进下，我校“分析化学”课程的教学质量得到了保证，并于2004、2012年分别获评“国家精品课程”、“辽宁省优质资源共享课”，2013年入选国家级精品资源共享课立项项目。然而，由于“分析化学”课程涉及大量有关有机化学、物理化学和结构化学等学生在开课学期尚未接触的专业知识，这些现状的存在使“分析化学”课程具有知识点多、内容跨度大、学时少等特点。为了节省课时，传统的以教师讲授为主的教学方法在课程中还是占了很大的比重。如何才能有效利用有限的学时，既能讲透知识点，又能开阔学生视野、锻炼学生的逻辑思维能力和创新能力就成了分析化学专业所有授课教师所关心的重要问题。

MOOC的兴起在使我们一线授课教师感到压力的同时，也让我们隐隐感觉到分析化学课程似乎也迎来了新一轮的发展契机。如果能够将MOOC以及种类繁多的网络教学资源合理引入到分析化学的教学中，有效调动起学生的课外时间，将可以有效节约出课内学时，进而可以实施问题式、启发式和师生互换角色式等先进的教学方式[2]，有望进一步提高分析化学课程的教学质量，促进基础深厚、视野宽广的创新人才的培养。因此，在这一想法的促动下，我们在过去的一年内尝试将我校在爱课程网上线的“分析化学”精品资源共享课引入分析化学的教学中，选取部分内容进行课堂翻转，在教学方法的改革上进行了一些尝试。

二、将网络资源引入课堂教学中的具体方法

1.精炼教学内容，充分利用MOOC等网络资源

为了更有效地利用网络资源，我们将教学内容进行了重新规划：将重点、难点进行提炼，将一些难度较低和应用性较强的内容安排学生利用课外时间通过网络自学；利用节约的课时进行详解重点难点和开展案例式、问题导向式等利于培养学生创新能力的教学方式。

比如，我校滴定分析一章的学时数为8个学时，教学内容可分成滴定分析概述、化学平衡、滴定分析原理和滴定分析应用四部分，对应的教学学时数分别为1、3、2、2。在我校分析化学课程在爱课程网上线后，我们将“沉淀滴定”和“滴定分析应用”两部分的教学内容安排学生利用爱课程网自学。由于本章的核心知识点已经在课上讲授完成，学生在自学具体分析方法的应用时，已经具备了相关的知识储备，自学的难度并不大。通过网上自学，可以节省出约2.5个学时的教学时间。我们将1学时用于更加详细地讨论化学平衡、滴定分析曲线、指示剂选取等本章的重点和难点，使学生能够在课上深入理解相关概念、掌握滴定分析中的相关计算，并能够掌握设计和应用滴定分析方法的思路和主要注意问题；利用0.5学时用于课上提问，检查相关知识点的学习情况；1学时用于设计案例的课堂讨论和点评。我们会设计一些涵盖整章知识点的案例式问题，安排学生在自学完成后分组设计实验方案，并利用课上时间进行讲解、讨论和点评。通过这种方式，既可以调动学生的学习积极性，又可以加深学生对知识点的理解和整章知识的融会贯通。

2.多层次的问题设计，有效引导学生进行自学

为了保证自学效果，我们设计了多层次的问题对学生进行引导和督促。比如，自学部分包含“双指示剂法滴定测定碱灰中各组分的含量”的内容。在安排自学任务时，我们给学生布置了一系列问题，如：混合酸碱或多元酸满足什么条件可实施分步滴定？本例中为什么要选用酚酞和甲基橙做指示剂？每个指示剂变色时对应的是哪个组分的含量？如果不采取连续滴定而采取平行滴定的方式，每个指示剂变色时对应的具体组分是什么？这些问题起到了提纲挈领的作用，可以帮助学生掌握核心知识点。此外，学生带着问题去学习，可以促进学生思考，帮助学生更深入地理解相关的内容。

除这些小问题外，我们还会设计一些综合性问题。我们希望学生在学习基本理论和具体的分析案例后，能够具备独立设计实验方案、分析问题和解决实际问题的能力。在问题提出后，学生采取自愿报名的方式，3～5人自愿组合为1组，推举出组长。在2～3周的时间内，学生需要完成资料查阅和方案设计等相关工作。而后教师会利用课上时间组织学生讲述设计思路，展开讨论，并进行点评。具体的实验问题我们借鉴了中科大的实验教学内容“白云石中钙和钡含量的分别测定”。白云石含量的测定有多种实验方案可选，实验内容涉及酸碱、配位和氧化还原滴定等内容的综合运用。为了完成这个题目，学生需要先明确白云石包含哪些成分、主要成分含量的大概范围、可能含有哪种干扰、该如何排除、具体可采用哪种滴定方法、应选用什么指示剂、具体的操作条件是什么、不同实验方案的可行性、方案成功实施的关键因素和各自的优势是什么等一系列问题，中间涉及各知识点的融会贯通。这种方式极大地调动了学生的学习兴趣，并可以有效锻炼学生的文献调研能力、自学能力、表达能力和实际解决问题的能力等。而教师的点评又可以加深学生对知识点的认知，达到了较好的教学效果。endprint

3.设计高沉浸感的实验教学软件，加深学生对滴定分析实验的理解

由于在讲授滴定分析课程的过程中，只有很少数的学生已经完成了滴定分析实验，大多数同学对整个滴定过程缺乏足够直观的了解。为了帮助学生理清思路，更透彻地理解滴定分析原理和有效完成综合性实验方案的设计，我们教研室设计了具有高沉浸感的实验教学软件。通过一系列实验教学软件，学生在电脑或手机上就可以完成“碱灰中总碱度的测定”等一系列滴定分析实验的训练。教学软件生动逼真的画面、高沉浸感的设计、高参与度的智能操作以及对操作中出现问题的及时反馈极大地吸引了学生的兴趣，让学生在轻松的氛围内就完成了滴定分析实验的训练。对滴定分析过程的全面了解有效促进了学生对实验设计的掌控，使学生可以更加有的放矢地进行实验方案的设计，从而有利于保证自学的效果。

4.充分利用网络交流平台促进师生和生生交互

随着互联网技术的快速发展，留言板、QQ、微信等现代化的网络交流平台层出不穷。有效地利用这些现代化的交流平台，可方便师生和生生之间的交互。我们在开课之初，就建立了分析化学课程的QQ群。通过课程QQ群，我们可以发布作业、上传课件和教学资料、讨论课上讲授内容、解答习题和设计实验方案中遇到的问题。由于完全不受时空的限制，师生和生生之间的交流效率得到了极大地提高。而当学生在自学和实验设计中遇到问题时也可以第一时间与任课教师或其他同学沟通，顺畅的沟通与问题解答可帮助学生树立起学好分析化学的信心，利于改革方案的顺利实施。

5.改进考核方式，保障网络自学效果

为了保证自学效果，考核和激励也是必不可少的。为了提高学生的参与度，我们增加了平时成绩的比重。平时成绩由课堂表现（如对课前提问的掌握情况、参与讨论的积极性）、网上讨论参与度、作业完成情况等综合考虑，占总成绩的15%。由于学生在设计实验和讨论实验的过程中，需要学生综合运用本章所学的所有知识，既考查了基础和课堂授课效果，又锻炼了学生的思维能力、思辨能力和创新能力等，比传统的以出勤率和解题为主的成绩评定方式更有利于学生的发展。

三、存在问题及解决方案

相对于传统的授课方式，翻转课堂形式的授课对授课教师和学生都提出了更高的要求。对教师而言，为了保障翻转课堂的效果，教师不仅要具有非常扎实的理论功底，而且需具有很强的课堂应变能力；对学生而言，由于在高中阶段养成的依赖教师讲解的学习习惯还在主导着他们的思维，学生有些不太适应翻转课堂这种以自学为主的教学方式。而为了达到学习效果，学生还需投入更多的时间和精力进行网络自学、文献调研和方案设计。对于教师，更好地完成教书育人的任务是职责所在；而对于学生，如何调动学生的积极性，让学生能够积极有效地参与课堂讨论和综合性问题的解答是我们在翻转课堂时必须考虑的问题。

为了调动学生的积极性，我们目前采用的是思想鼓励和平时分激励相结合的方式。在实施翻转课堂之前，我们会用几分钟时间简短地告诉学生提升自学能力的必要性和翻转课堂的教学方式对他们自学能力、表达能力和思辨能力的培养作用，使学生明确翻转课堂形式的教学是未来教学的发展趋势，这种方式的教学确实可以提高他们的能力，让学生在思想上不因投入更多时间而产生抵触情绪。此外，我们会在QQ群里随时回答学生提出的问题，使学生感觉到老师随时都在身边，使学生坚定自己能够在老师的帮助下顺利完成设计性实验的信心。同时，我们增加了平时分的比重，使做得好的同学在最后的成绩中能有所体现。在以后的实施过程中，我们还将设置比如“大豆中钙、镁、铁含量的测定”、“奶粉中蛋白质含量的测定”、“蛋壳、饲料中高钙物质含量的测定”、“药品中铝含量的测定”等和生活更加贴近的实用型案例，或者增加与科研发展方向密切相关的实验案例。努力为学生提供实验条件支持，使学生能够有机会实施自己的实验方案，亲身体验设计实验中出现的各种问题，从而更有兴趣参与其中。

在线课程的盛行在提供了异常丰富的网络资源的同时，也给传统课堂教育带来了巨大的冲击。对传统的课堂教学方式进行改革，改变传统的填鸭式教学方式，在教学中合理引入MOOC等网络资源，增加课堂研讨的比重，将是大势所趋。在过去的一年里，我们将课堂教学内容中学生基础较扎实，且易于理解的“滴定分析应用”部分安排学生利用网络资源和虚拟实验室进行自学，而将节省出来的时间用于加强难点的讲解和案例式问题的课堂讨论。通过设计不同层次的问题对学生进行引导和督促，较好地保证了教学效果，有效地锻炼了学生的自学能力、研究能力、逻辑思辨能力和创新能力等综合素质。然而，由于我们在尝试翻转课堂的教学方法时，当时网络后台的数据分析功能还不够强大，我们无法对学生通过视频自学的情况做出统计，也无法尝试习题闯关、在线提交作业和学生互评作业等利于提高学生参与度和理解能力的网络教学手段；此外，由于翻转课堂的教学方式较多地占用了学生的课外时间，对学生能力和教师的课堂掌控能力也提出了更高的要求。因此，我们还需要进一步积累经验，通过单个班级试点、科学设计不同层次的问题等方式，循序渐进地增加自学内容在总教学内容中的比重；同时结合先进的网络技术和多媒体技术，不断优化网络教学平台，有效推进教学改革的进行。

参考文献：

[1] 李克安，赵凤林等. 分析化学教学的探讨与实践[J]. 大学化学，2003（1）：26-31.

[2] 王玉枝，旷亚非等. 分析化学课程教学方法改革的研究与实践[J]. 化工高等教育，2010 （2）：75-77.

[项目资助：大连理工大学化工与环境生命学部教改基金（HG201420）]

[责任编辑：余大品]endprint