李德亮 常志顯 張凌 賀月紅

(河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院環(huán)境與分析科學(xué)研究所 河南開封 475004)

分析化學(xué)課程是化學(xué)、化工、環(huán)境、醫(yī)藥、生命和材料等專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，具有信息量大、發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉、應(yīng)用廣泛、學(xué)習(xí)者多等特點(diǎn)。為了滿足社會發(fā)展的需求以及繼續(xù)教育和函授教育的需要，有必要加強(qiáng)分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的創(chuàng)新型教學(xué)模式能彌補(bǔ)傳統(tǒng)的 “教師講授-學(xué)生學(xué)習(xí)”模式交流不足的缺點(diǎn)，既為學(xué)生提供了個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，又為協(xié)作化學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)有力的支持，已逐步成為現(xiàn)代教育的重要組成部分[1]。據(jù)此，我們在原河南省分析化學(xué)精品課程的基礎(chǔ)上，開發(fā)了河南大學(xué)分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)跨時(shí)空、大容量、共享性、交互性的特征，集網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、多媒體教學(xué)、課件制作與研究性學(xué)習(xí)于一體，為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)可供其自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，以推動(dòng)“以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變”的教學(xué)模式的改革[2]。

1 分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀和應(yīng)用價(jià)值

分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在國外與我國情況類似，都是與本地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢一致。發(fā)達(dá)國家特別是北美地區(qū)的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展較好。他們的研發(fā)比我國略早，其基本框架與我國的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)基本相同，一般都包括影音動(dòng)畫、講義、電子教案、試卷庫等部分，這些在學(xué)校的網(wǎng)頁上一般都能找到。其教學(xué)內(nèi)容和國內(nèi)的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也比較接近，但所提供的彩圖、Flash動(dòng)畫和教學(xué)視頻往往比國內(nèi)略多一些；其教學(xué)語言通常比較規(guī)范，表現(xiàn)形式很豐富，值得學(xué)習(xí)。其發(fā)展趨勢是向優(yōu)質(zhì)視頻、豐富多彩頁面、師生對話方面發(fā)展。

目前，我國一些高等院校(如：中山大學(xué)、大連理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、廣西中醫(yī)大學(xué)等)已經(jīng)開始研究和實(shí)施分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育，開設(shè)了一些網(wǎng)絡(luò)課程，但總體較少。很多院校的教師也正在積極探索校園網(wǎng)在高等教育中的應(yīng)用模式，紛紛設(shè)立教學(xué)網(wǎng)站，讓自己的課程上網(wǎng)，使得正在學(xué)習(xí)這門課程的學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)。然而，這些網(wǎng)絡(luò)教育多是立足于本系或本校，以學(xué)習(xí)這門課程的學(xué)生為對象，以改進(jìn)教學(xué)手段、提高教學(xué)效率為目標(biāo)，故不同于遠(yuǎn)程教育的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)課程，而是有自身的一些特點(diǎn)[3]。然而，對大多數(shù)已經(jīng)工作的人而言，他們一方面希望能夠再返回學(xué)校充電以彌補(bǔ)在工作中發(fā)現(xiàn)的不足，但另一方面他們因?yàn)楣ぷ髅β刀鴽]有足夠的時(shí)間來進(jìn)行正規(guī)學(xué)校教育。網(wǎng)絡(luò)教育最初正是從成人教育開始的。近年來，雖然成人教育招生規(guī)模有所增加，在校學(xué)生人數(shù)增多，但一般的成人教育院校仍舊運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)模式組織教學(xué)，而且受自身辦學(xué)條件的限制，教學(xué)設(shè)施和資源往往顯得過于緊張；這就使得管理者必須在硬件和軟件上都要加大投入，尋求更廣闊的辦學(xué)空間，而建設(shè)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中心，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是一條很有效的途徑。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一種以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生自主性和創(chuàng)造力的培養(yǎng)和以資源為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；具有個(gè)性化、支持協(xié)作、強(qiáng)調(diào)交互和反饋等特點(diǎn)，是不同于傳統(tǒng)教學(xué)的新教學(xué)模式。它打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時(shí)空上的限制，采用先進(jìn)的教學(xué)手段和教學(xué)方法，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，不僅可以提高教師、學(xué)生工作和學(xué)習(xí)的效率，降低教師的工作壓力，減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)中的作用，而且也有助于學(xué)習(xí)者及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)狀況，重新調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃。

2 分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

分析化學(xué)理論課的不少內(nèi)容是抽象、概括的知識，對于這些內(nèi)容，單靠語言和文字的描述讓學(xué)生充分理解并留下深刻印象是比較困難的。采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能實(shí)現(xiàn)用傳統(tǒng)教學(xué)方法效果不理想或難于達(dá)到的教學(xué)目的，把分析化學(xué)中的抽象問題形象化、動(dòng)態(tài)化，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的耳、眼、手等器官，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性[4]。關(guān)于分析化學(xué)方面的網(wǎng)絡(luò)課程越來越多，各有特色，我們之所以開發(fā)這個(gè)系統(tǒng)，主要是為了彌補(bǔ)已有系統(tǒng)在內(nèi)容上的不足(如大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)課程沒有智能組卷及自我測試系統(tǒng))，探索新的分析化學(xué)教學(xué)模式。

2.1 開發(fā)理念

我們的開發(fā)理念是：體現(xiàn)以學(xué)生為本，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，突出分析化學(xué)的實(shí)踐性，實(shí)現(xiàn)資源共享。據(jù)此，我們堅(jiān)持布局合理、風(fēng)格簡潔、構(gòu)架大方、主次分明、重點(diǎn)突出、功能齊全、操作方便的原則。(1) 完善已有的分析化學(xué)多媒體教學(xué)課件；增加試題數(shù)據(jù)庫；編寫Web界面的網(wǎng)上學(xué)習(xí)程序，開發(fā)一個(gè)較完善、通用性較好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。(2) 建立了分析化學(xué)在線自學(xué)與自測系統(tǒng)，完善了該系統(tǒng)的教-學(xué)網(wǎng)絡(luò)交互功能，使其既可作為學(xué)校發(fā)展遠(yuǎn)程教育的重要平臺，又能使學(xué)生方便地通過校園網(wǎng)和Internet，對分析化學(xué)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)和自測，以達(dá)到輔助教學(xué)。(3) 建立一個(gè)開放的虛擬網(wǎng)絡(luò)分析化學(xué)積件庫，使分析化學(xué)工作者在使用本資源的同時(shí)也成為該資源的建設(shè)者，以實(shí)現(xiàn)多人輔導(dǎo)、豐富教學(xué)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)模式，優(yōu)化教師資源配置。盡量使所開發(fā)的體系具有科學(xué)性和實(shí)用性。

2.2 體系結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)

教學(xué)平臺設(shè)計(jì)成一體化結(jié)構(gòu)，在欄目設(shè)定上做到界面簡潔、分類清晰、操作簡單，使師生能容易地運(yùn)用教學(xué)平臺開展網(wǎng)上教學(xué)和學(xué)習(xí)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)上確保性能穩(wěn)定，注重資源安全保護(hù)[5]，運(yùn)用模塊優(yōu)化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并提供不同功能的模塊，讓教師根據(jù)教學(xué)的需要選用。這些不同功能的模塊能支持多種教學(xué)模式、多種媒體格式和多種課程開發(fā)工具，兼容性好，并采用通用文件存儲格式，支持局部的更新和擴(kuò)充。

我們開發(fā)的教學(xué)平臺主要包括課程簡介、教師簡介、教學(xué)大綱(包括化學(xué)分析、儀器分析、化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)和儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱)、教學(xué)研究(包括教材與資料、教學(xué)改革和教研成果)、考試考核、教學(xué)效果、在線輔導(dǎo)和使用說明等8個(gè)欄目。學(xué)員可以通過這8個(gè)欄目訪問平臺的相關(guān)內(nèi)容(圖1)。

圖1 分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺層次結(jié)構(gòu)圖

通過平臺首頁的各個(gè)欄目，學(xué)員可選擇自己想要進(jìn)入的界面，對教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行初步了解，以便有效地進(jìn)行接下來的學(xué)習(xí)，如我校分析化學(xué)課程及教師簡介、教學(xué)大綱、教學(xué)研究、考試考核及教學(xué)效果等。在線輔導(dǎo)則為教師和學(xué)生提供了交流平臺，學(xué)生通過提出疑問，寫出自己不明白或不理解的問題，由相關(guān)的教師來解答，從而營造了一個(gè)真實(shí)、互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

教學(xué)內(nèi)容包括化學(xué)分析和儀器分析兩大部分，各種分析方法既自成體系，又相互聯(lián)系。在教學(xué)過程中，我們堅(jiān)持以學(xué)生為本的理念，以教育理論為指導(dǎo)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)人才為目標(biāo)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔助手段，以科技的發(fā)展及社會需求為動(dòng)力，使學(xué)生通過對本課程的學(xué)習(xí)，掌握分析化學(xué)的基本原理和測定方法，建立起嚴(yán)格的量的概念和創(chuàng)造性思維方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建的功能模塊主要有：電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件、視頻教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課件素材、習(xí)題解答、試題庫與模擬試題等(圖2)，幾乎包括了分析化學(xué)課程的整個(gè)教學(xué)過程，因此可以輔助分析化學(xué)的教學(xué)，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

圖2 分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊層次結(jié)構(gòu)圖

(1) 電子教案和網(wǎng)絡(luò)課件涵蓋了所有理論教學(xué)內(nèi)容。電子教案相當(dāng)于課本內(nèi)容的再現(xiàn)，通過選擇所要學(xué)習(xí)的章節(jié)，學(xué)員可以自由學(xué)習(xí)；網(wǎng)絡(luò)課件則采用PPT形式，將課本內(nèi)容展示給學(xué)生，重難點(diǎn)突出且清晰明了；在PPT的左側(cè)設(shè)有目錄欄，可以選擇相應(yīng)條目進(jìn)行學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)分析部分包括：緒論、定量分析概述、酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、氧化還原滴定、重量分析與沉淀滴定法、吸光光度法、分析化學(xué)中的數(shù)據(jù)處理、常用的分離與富集方法、定量分析的一般步驟；儀器分析部分包括：引言、氣相色譜分析、高效液相色譜分析、電位分析、極譜分析、電解分析和庫侖分析、原子發(fā)射光譜分析、原子吸收光譜分析、紫外吸收光譜分析、紅外吸收光譜分析、質(zhì)譜分析、核磁共振波譜分析。

(2) 視頻教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)能生動(dòng)形象地展示教學(xué)的整個(gè)過程。這個(gè)模塊是按教學(xué)大綱規(guī)定的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來設(shè)計(jì)的。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)視頻，有些實(shí)驗(yàn)還有動(dòng)畫模擬。這些能為學(xué)生自學(xué)提供很大的方便。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的模擬教學(xué)比單純的課堂講解更能給學(xué)生留下深刻的印象，具有豐富的表現(xiàn)力、良好的交互性，有助于提高學(xué)生興趣，幫助學(xué)生掌握重點(diǎn)難點(diǎn)知識。

(3) 習(xí)題解答、試題庫和模擬試題都設(shè)有多種題型，分別用于檢測和鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識。在習(xí)題解答中，每一章節(jié)的每一道習(xí)題都有相應(yīng)答案，有助于學(xué)生在線學(xué)習(xí)。在試題庫(智能組卷)中，學(xué)生可以自由選擇練習(xí)的類型題庫，提交后就可及時(shí)檢查答案是否正確；這樣學(xué)生可以很方便地檢測自己對所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，及時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法和進(jìn)度。另外，對于檢驗(yàn)教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量也能起到積極作用。

試題庫(智能組卷)是我們設(shè)計(jì)的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)有別于其他教學(xué)平臺的突出特點(diǎn)。由于試題庫建設(shè)是一項(xiàng)工作量大、專業(yè)性強(qiáng)、復(fù)雜而又繁瑣的工作，所以大部分教學(xué)平臺缺乏此項(xiàng)內(nèi)容。首先，我們積極組織教師共同商討考試大綱的制定，對于知識點(diǎn)的覆蓋進(jìn)行全面探討；其次，根據(jù)學(xué)生對于知識點(diǎn)練習(xí)題的掌握情況，進(jìn)行試題庫試題的編寫制作；最后給出合理的評價(jià)方案。目前我們的智能組卷收集了國內(nèi)主要高校使用的化學(xué)分析、儀器分析教材和習(xí)題集，共收集整理習(xí)題8000余個(gè)，其中化學(xué)分析和儀器分析各約占一半，基本涵蓋了目前分析化學(xué)教學(xué)的各類題目。

為了讓學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握各章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師在講好每堂課的前提下，組織力量完善每章的題目，按章節(jié)、題型、知識點(diǎn)的深度、難易程度等組建試題庫。這樣既能綜合考察學(xué)生的基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新意識和綜合能力，也降低了教師出題的工作強(qiáng)度，節(jié)省了教師的時(shí)間和精力。

(4) 豐富的課件素材庫能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。各個(gè)素材都對應(yīng)有生動(dòng)的動(dòng)畫，形象地展示了實(shí)驗(yàn)及反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象。

(5) 在以上所介紹內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們還在首頁設(shè)置了留言簿和會員登錄界面。學(xué)生需先注冊并設(shè)定自己的個(gè)人信息后，才能登錄進(jìn)入各個(gè)界面進(jìn)行學(xué)習(xí)。留言簿主要是為學(xué)生設(shè)定，登錄進(jìn)入后可以交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)搶W(xué)習(xí)中所遇到的問題。這也是大家對我們所做系統(tǒng)的一個(gè)交流評價(jià)的平臺，可進(jìn)行師生交流、師師交流和生生交流。該系統(tǒng)能促進(jìn)師生的溝通，打破了時(shí)間和空間的限制來發(fā)表見解，實(shí)現(xiàn)自由交流。

在課堂上，教師要面對眾多的學(xué)生，每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)上除了表現(xiàn)出諸多共性外，還有許多個(gè)性化的問題。如每個(gè)學(xué)生對學(xué)習(xí)中不理解的方面可能不盡相同，理解問題的角度、感興趣的方面也可能各異，甚至有的學(xué)生會對教學(xué)中的某些問題有自己的不同看法。我們開辟的留言簿等欄目，可以增加學(xué)生與教師之間進(jìn)行交流的可能性，使教師能關(guān)注不同學(xué)生的體驗(yàn)及個(gè)性。

(6) 形成學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課程中的中心地位。在整個(gè)教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容按知識點(diǎn)劃分為基本單元后編寫網(wǎng)頁。全課程分為五大功能網(wǎng)頁庫(后臺管理網(wǎng)頁庫，數(shù)據(jù)處理網(wǎng)頁庫，留言評論網(wǎng)頁庫，投票評論網(wǎng)頁庫，登錄注冊網(wǎng)頁庫)和八大功能模塊(電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件、視頻教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課件素材、在線輔導(dǎo)、試題庫與模擬試題)，構(gòu)成了以學(xué)生為中心的課程資源配置。

綜上所述，基于多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)將需要呈現(xiàn)的課程內(nèi)容，以多媒體、超文本等方式進(jìn)行集成、加工處理，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。這樣一是有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使他們能鞏固理論知識，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能；二是能減少教師的授課壓力，提高教學(xué)效率；三是可改善資源缺乏的現(xiàn)狀。

3 結(jié)束語

我們的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)從2008年開始試運(yùn)行，并逐年進(jìn)行修改和完善。幾年來，在我們的分析化學(xué)教學(xué)過程中起著重要的作用，不僅推動(dòng)了教師的教學(xué)，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，較好地調(diào)動(dòng)了教師和學(xué)生兩方面的主動(dòng)性、積極性。正如一位函授生所言：“此系統(tǒng)的應(yīng)用，節(jié)省了我們的不少時(shí)間和電話費(fèi)、交通費(fèi)，直觀地了解了一些分析儀器和分析實(shí)驗(yàn)的操作，及時(shí)地檢測了我的學(xué)習(xí)效果，提高了我的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大了我的視野”。該系統(tǒng)也得到了校內(nèi)外同行和學(xué)校管理部門的贊譽(yù)。他們認(rèn)為：像我們這樣逐年修改和完善的分析化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)將是一個(gè)經(jīng)久不衰的系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)新型教學(xué)模式的好形式；作為課堂教學(xué)的延伸，其克服了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限性，形成了一種開放式的教學(xué)模式，并采取有互動(dòng)交流的教學(xué)方法，可以真正起到教學(xué)輔助和拓展知識途徑的作用，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。這些為在新形勢下探索現(xiàn)代化分析化學(xué)教學(xué)開辟了一條新的道路。

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