胡海斌 蔣曉慧 李青

摘要:高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)的主要形式,在教學(xué)環(huán)節(jié)中占有非常重要的地位，它在加強(qiáng)素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生的基本科研能力、創(chuàng)新能力等各方面都起著積極的作用。開(kāi)放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有力的支撐。

關(guān)鍵詞:開(kāi)放式；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)22-5306-02

Design and Implementation of Open Chemical Experimentation Network Teaching Platform

HU Hai-bin1, JIANG Xiao-hui2, Li Qing1

(1. Experiment Center,China West Normal University,Nanchong 637002,China; 2.School of Chemistry and Chemical Engineering, China West Normal University, Nanchong 637002,China)

Abstract:The experimental teaching in higher educational institution,as a means of the practice teaching, occupys an important position in teaching links.It playes an active role in the strengthening quality education,training students basic ability of scientific research and innovation capacity.The open chemical experimentation network teaching platform makes up for the lack of the traditional experimental teaching and provides strong support for the chemical experimental teaching.

Key words:open; chemical experimentation; network teaching

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等院校的教學(xué)環(huán)節(jié)中占有非常重要的地位，是隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的發(fā)展，推行素質(zhì)教育、重視學(xué)生能力培養(yǎng)的重要途徑和手段。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種教師面對(duì)面集中進(jìn)行的傳授式、演示式的教學(xué)形式，它在教師有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能、加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等方面起著至關(guān)重要作用，然而要將素質(zhì)教育落到實(shí)處，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力得到了較大提高，單靠傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是不夠的。

該文結(jié)合我校對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教改提出的“一體化、兩階段、三層次”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)代開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式構(gòu)建了開(kāi)放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)三合一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，以Internet為載體，構(gòu)建雙向互動(dòng)音/視頻教學(xué)系統(tǒng)，把文字、圖片、聲音及動(dòng)畫(huà)等計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)突破時(shí)間和空間的限制，滿足了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，實(shí)現(xiàn)了一對(duì)一、一對(duì)多的“面對(duì)面”教育。實(shí)驗(yàn)前，進(jìn)入該平臺(tái)可提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)知識(shí)，避免盲目實(shí)驗(yàn)和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)，既可提高實(shí)驗(yàn)效率，又可糾正不規(guī)范操作，從而減少因操作不當(dāng)引起的藥品浪費(fèi)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生；實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)該平臺(tái)可提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑惑進(jìn)行在線交流；同時(shí)還能通過(guò)網(wǎng)上預(yù)約功能實(shí)現(xiàn)自主實(shí)驗(yàn)。

1功能模塊設(shè)計(jì)

開(kāi)放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)由前臺(tái)和后臺(tái)管理兩大模塊構(gòu)成（如圖所示）。前臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放預(yù)約、建議與咨詢等功能，不同的功能模塊針對(duì)不同的用戶開(kāi)放，實(shí)驗(yàn)室情況和信息動(dòng)態(tài)模塊屬公共信息，無(wú)論是注冊(cè)用戶還是非注冊(cè)用戶都可以訪問(wèn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊僅對(duì)本院教師和學(xué)生開(kāi)放，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放預(yù)約和建議與咨詢模塊則對(duì)所有注冊(cè)用戶開(kāi)放，注冊(cè)用戶是指由管理員授予不同權(quán)限并能通過(guò)前臺(tái)登陸的教師、學(xué)生、其他等三類人員，采用開(kāi)放式注冊(cè)，所有注冊(cè)信息的合法性均采用一次性自動(dòng)驗(yàn)證與審核。后臺(tái)管理由后臺(tái)管理員登陸后進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中教學(xué)內(nèi)容等信息的動(dòng)態(tài)發(fā)布、修改與更新，以及欄目、管理員和用戶的增減與設(shè)置等功能。其中前臺(tái)實(shí)現(xiàn)的具體功能如下：

1）實(shí)驗(yàn)室情況由實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介、管理文件、設(shè)備介紹等三個(gè)欄目構(gòu)成。該模塊主要介紹化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的整體建設(shè)、制度化管理、大型精密設(shè)備等情況；

2）信息動(dòng)態(tài)主要是呈現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)新聞、教務(wù)公告、通知等信息；

3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)由網(wǎng)上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)視頻、在線答疑和虛擬實(shí)驗(yàn)室等欄目構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

網(wǎng)上教學(xué)欄目按《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)I》、《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)II》、《理化檢測(cè)I》、《理化檢測(cè)II》、《無(wú)機(jī)制備》、《有機(jī)制備》、《綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)》等順序收集和整理學(xué)院教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、授課教案、教學(xué)課件和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)視頻欄目上傳化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，可實(shí)時(shí)在線播放。學(xué)生登錄后，進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)上預(yù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，有利于理解和掌握實(shí)驗(yàn)操作，還可對(duì)學(xué)生登陸時(shí)間、在線時(shí)長(zhǎng)加以統(tǒng)計(jì)，給出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)。

在線答疑欄目按《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)I》、《基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)II》等實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置分區(qū)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上在線互動(dòng)答疑和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交，教師可在不同分區(qū)發(fā)布不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息，如討論題目、實(shí)驗(yàn)技巧、經(jīng)驗(yàn)交流等，也可回答學(xué)生的在線提問(wèn)，學(xué)生之間還能在不同分區(qū)相互討論與交流，這些功能有助于其更好地對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)的知識(shí)掌握。

虛擬實(shí)驗(yàn)室欄目對(duì)一些化學(xué)中具有代表性、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、實(shí)驗(yàn)操作較繁瑣易出錯(cuò)或較危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)演示、手動(dòng)組裝實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)仿真等，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其過(guò)程進(jìn)行模擬，使學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握與鞏固。

4）實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放預(yù)約面向全院師生和社會(huì)開(kāi)放，將可供開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備以信息的形式發(fā)布到網(wǎng)上，用戶可以查詢實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的開(kāi)放情況，登錄后通過(guò)預(yù)約平臺(tái)完成預(yù)約，滿足單獨(dú)使用實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的需求，該平臺(tái)還可以反饋預(yù)約成功與否，不僅提高了實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備的利用率，還有助于擴(kuò)大化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)外服務(wù)的影響力，也為學(xué)生進(jìn)行自主性實(shí)驗(yàn)提供了重要平臺(tái)；

5）建議與咨詢實(shí)現(xiàn)了外界對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等各方面意見(jiàn)、建議的收集以及對(duì)外的咨詢回復(fù)服務(wù)。

2實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1平臺(tái)搭建

平臺(tái)中內(nèi)容的組織、信息的實(shí)時(shí)發(fā)布與動(dòng)態(tài)更新，利用ASP+ACCESS完成，整體搭建采用B/S模型。ASP（Active Server Pages）是微軟公司開(kāi)發(fā)的代替CGI腳本程序的一種應(yīng)用，它可以在HTML腳本中嵌入其他語(yǔ)言（如：VBScript），借用ADO組件完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作，是目前比較流行的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)技術(shù)；ACCESS是一種桌面級(jí)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，具有界面友好、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、接口靈活等特點(diǎn)，是中小型網(wǎng)上應(yīng)用的首選，若后期升級(jí)，也很容易升遷到SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)。

開(kāi)發(fā)環(huán)境為安裝有IIS的Windows 2003或XP的操作系統(tǒng)；Dreamweaver為主要開(kāi)發(fā)工具，完成各部分界面的布局和代碼的編寫。MS Access，用于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)。

2.2素材處理

1）圖片的美化與處理用Photoshop來(lái)完成；

2）動(dòng)畫(huà)的制作用平面動(dòng)畫(huà)制作軟件Flash來(lái)完成，它支持ActionScript語(yǔ)言，最新為3.0版本，可制作出交互性很強(qiáng)的矢量動(dòng)畫(huà)，平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫(huà)和手動(dòng)組裝實(shí)驗(yàn)都是用它來(lái)完成的；

3）視頻文件用繪聲繪影或Premiere來(lái)完成，考慮到網(wǎng)絡(luò)播放的流暢性，視頻文件需進(jìn)行壓縮和格式的轉(zhuǎn)換，目前網(wǎng)絡(luò)中比較流行的視頻文件格式為RM或RMVB，它具有文件小、畫(huà)質(zhì)高、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，一般系統(tǒng)裝有RealPlayer播放插件的都可正常播放。

2.3文件上傳

在平臺(tái)中經(jīng)常會(huì)上傳或更新教學(xué)課件或大量的實(shí)驗(yàn)視頻文件，普通的比較小的文件采用無(wú)組件（如：化境無(wú)組件）上傳技術(shù)來(lái)完成，然而對(duì)于比較大的特別是視頻類文件，采用FTP或有組件上傳技術(shù)來(lái)完成，若采用有組件上傳技術(shù)，則需要在WEB服務(wù)器上安裝上傳組件（如AspUpload組件）結(jié)合程序代碼共同來(lái)完成大文件的上傳。

2.4資源保護(hù)

在平臺(tái)中有很多視頻文件是學(xué)院購(gòu)置或老師自制的，還有虛擬實(shí)驗(yàn)室仿真動(dòng)畫(huà)等資源都是教師的科研成果，這些要么涉及到版權(quán)問(wèn)題要么涉及到成果的保密性，所以上傳到網(wǎng)上應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施，防止惡意下載和盜用。

1）動(dòng)畫(huà)文件采用三重保護(hù)：一是在動(dòng)畫(huà)源代碼中加入限定IP播放的相關(guān)代碼；二是用SwfEncrypt軟件對(duì)發(fā)布后的動(dòng)畫(huà)進(jìn)行加密；三是采用自制的Flash動(dòng)畫(huà)播放外殼程序調(diào)用動(dòng)畫(huà)進(jìn)行播放，以隱藏真實(shí)的播放地址。

2）視頻文件采用防下載處理：配合ASP代碼隱藏真實(shí)地址；用VC++開(kāi)發(fā)相應(yīng)的IIS插件，利用ISAPI進(jìn)行防下載過(guò)濾處理。

3結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合，它超越了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提供開(kāi)放式、個(gè)性化服務(wù)，學(xué)生可選擇任意時(shí)段登錄該平臺(tái)，點(diǎn)擊其關(guān)心的與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的任何內(nèi)容，自主性強(qiáng)，是實(shí)施學(xué)生自主學(xué)習(xí)的有效手段，是把以“教”為中心的傳授式學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)化為以“學(xué)”為中心的探索性學(xué)習(xí)過(guò)程的重要途徑，實(shí)現(xiàn)了授課內(nèi)容與教學(xué)要求的統(tǒng)一、理論教學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)一，具有直觀、便捷、節(jié)省實(shí)驗(yàn)資源等特性，充分體現(xiàn)社會(huì)化、分散化、個(gè)別化的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，為高等教育提供了新的平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)表達(dá)形式。

參考文獻(xiàn)：

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