化學課程網(wǎng)上實踐教學組織與實施論文

　　摘要：針對當前在遠程教育平臺開展實驗實訓教學中存在的矛盾，以分析化學為例，充分利用現(xiàn)代通信技術和教育的結合，在實驗教學中設計多媒體、視頻、虛擬仿真實驗室、實驗拓展設計等４大資源模塊。并從網(wǎng)上平臺設計、組織與實施、教學質量保障、效果評價等方面進行論述，探索如何構建高效的分析化學網(wǎng)上實踐教學課堂，以滿足遠程教育實驗教學發(fā)展的需要，為廣大的自學者學習技能建立良好的學習平臺。

　　關鍵詞：網(wǎng)上實踐教學；分析化學；開放教育

　　１背景與動因

　　在遠程開放教育中，實踐教學環(huán)節(jié)是教學過程中不可或缺的組成部分。它與理論教學相輔相成，在培養(yǎng)應用型高等專門人才的整個教學過程中具有貫徹始終的地位和作用［１］。實踐教學對于全面推進素質教育，深化教學改革，確保教學質量，實現(xiàn)培養(yǎng)目標，特別是對于配合理論性教學，促進學生理解、鞏固和掌握知識，促進知識的轉化和知識的拓展，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，發(fā)展學生創(chuàng)造才能，完善學生個性品質和綜合索質等具有特別重要的意義。遠程開放教育實踐性教學，不但要注重傳統(tǒng)教育所強調的專業(yè)能力培養(yǎng)，強調理論與實際結合的能力培養(yǎng)，更重要的是注重學生自主學習能力與綜合素質的鍛煉，注重培養(yǎng)學生在現(xiàn)代教育技術環(huán)境下提高自己適應時代和社會發(fā)展所要求的不斷學習的能力，即終身學習能力，充分利用現(xiàn)代通信技術和教育的結合［２］。如何通過遠程教育平臺開展實驗實訓教學，讓在職學習者學習職業(yè)操作技能，提高自身的競爭力，是今后遠程教育工作者必須研究的重要課題�！胺治龌瘜W”是一門以實踐為基礎的學科，因此實踐教學在分析化學課程教學中起著舉足輕重的作用。通過實驗，可以訓練學生正確掌握分析實驗的基本操作技能，以及實驗中的數(shù)據(jù)記錄、處理和誤差分析。牢固樹立化學分析中“量”的概念，讓學生能夠運用化學平衡的理論和知識，處理和解決各種滴定分析法的基本問題，同時培養(yǎng)學生良好的學習習慣、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、實事求是的科學作風和分析解決問題的能力［３］。也讓在職學習者提高自身的競爭力，來滿足個人職業(yè)發(fā)展的需要。

　　２學情分析

　　由于觀念、條件、環(huán)境、教學對象、管理等諸多因素的影響，實踐性教學成為遠程教學過程中的一個難點。而制約開放教育實踐教學開展的主要矛盾為：（１）個體學習能力參差不齊與實踐教學統(tǒng)一要求不相適應的矛盾，學生個體學習基礎、自主學習能力不一，與實踐教學統(tǒng)一要求不相適應；（２）辦學規(guī)模大、學生數(shù)量多與實踐教學相對具體、個性化的矛盾；（３）學生時空上分散與實踐環(huán)節(jié)相對集中的矛盾，分散的學生無法跨越時空共享相對集中的實驗儀器設備；（４）學生在崗工作限制與脫產(chǎn)實習安排相對集中的矛盾。以上這些問題給教師的教學組織造成了困難，實踐教學質量無法保障。但同時，開放教育學生與全日制學生相比，有其自身的優(yōu)點。表現(xiàn)在：（１）在學習中更具主動性。遠程教育的學生一般都有明確的學習目標，比如職稱評定、升職必須獲得某個層次的學歷，或者適應新的職業(yè)或崗位要求掌握某個專業(yè)的知識技能等。所以，他們學習的主動性較強。（２）遠程教育的學生具有一定的知識積累和生活積累，這些豐富的經(jīng)驗是學習理論和實踐知識最好的基礎。另外，現(xiàn)代人的學習趨勢是趨向于“多樣化，碎片化，針對性”。多樣化是現(xiàn)代人的學習媒介很多，比如可以通過電腦、手機、電子圖書等方式學習。在開放教育中，在職學習者是受教育的主體，其本身學習時間呈現(xiàn)碎片化，在教育教學過程中常出現(xiàn)時空分離、工學矛盾的特點［４］。碎片化學習更適合開放教育的學生。學習者可以在社會生活中隨心、隨時、隨地地通過多種媒體對知識進行片段式學習，從而增進知識，提高技能［５］。

　　３分析化學網(wǎng)上實踐教學的設計

　　布魯納認為，學習任何一門學科的最終目的是構建良好的認知結構［６］。針對遠程教育實踐教學中存在的矛盾，結合現(xiàn)代人學習趨勢和遠程教育學生的學習特點，在“分析化學”課程的實驗教學設計上，擬采取如下措施：與學生學習的４個層次（包括了解，熟悉，運用和掌握）相對應，分析化學實驗教學中設計４大模塊，包括多媒體、視頻、虛擬仿真實驗室和實驗拓展設計。其中，通過多媒體ＰＰＴ課件學習讓學生達到了解層次，通過觀看視頻讓學生達到熟悉層次，通過虛擬仿真實驗和校外實踐讓學生達到運用層次，最后通過拓展實驗，讓學生自己設計完成實驗，達到掌握層次，一一對應，完成分析化學實驗課程。通過設計可以處理好實踐教學的目的和要求、過程和考核、內容和方式、效果和評價、資源和活動、媒體和策略、知識與技能、共同要求和個性發(fā)展等關系，優(yōu)化過程，保證質量。

　　４分析化學網(wǎng)上實踐教學的組織與實施

　�。矗�１資源建設

　　資源建設是網(wǎng)上實踐教學組織與實施的保證，本課程的資源建設主要出發(fā)點是適合開放教育學生的學習特色。資源主要４大模塊：多媒體課件、視頻、和虛擬仿真實驗和拓展實驗。多媒體課件和視頻能充分調動學生的視、聽等多種感官，給予學生獲取知識的良好環(huán)境，充分展示知識發(fā)展的全過程，激發(fā)學生的學習興趣，有助于突出教學重點，突破教學難點，提高教學效率。將《分析化學》中的１１個具體滴定分析的實驗內容制作成多媒體課件，并進行實驗視頻錄制，內容包括：實驗目的，實驗原理，儀器與試劑，實驗步驟，數(shù)據(jù)記錄與處理，注意事項，思考題。比如實驗中用到的儀器托盤天平、分析天平、移液管、量筒、容量瓶等等圖片，滴定過程中的ｆｌａｓｈ動畫，如酸式滴定管、堿式滴定管滴定時手的姿勢。滴定顏色變化等。然后運用ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ、ＦｒｏｎｔＰａｇｅ、Ｆｌａｓｈ等軟件制作。虛擬仿真實驗交互性強、教學時空分離、教學資源共享、可實現(xiàn)多元化學習的特點，是實現(xiàn)開放學習、靈活學習和終身學習教育理念的重要學習平臺。我們構建了一套功能強、沉浸感高、交互性好、網(wǎng)絡功能完善的滴定分析虛擬實驗系統(tǒng)。將分析化學仿真實驗制作分為實驗原理、實驗儀器和試劑、實驗步驟、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與處理、思考與討論６個模塊。學生在學習時可以方便地選擇自己需要的模塊進行學習。所構建的系統(tǒng)針對滴定分析實驗的特殊性，對滴定分析實驗中涉及到的實驗過程、實驗現(xiàn)象及實驗結果進行了完整的模擬，并通過設置基準物類別與稱取質量、指示劑、滴定劑濃度與滴定速度選擇等功能，實現(xiàn)了虛擬實驗過程的多參數(shù)，多變量及多過程實時數(shù)據(jù)傳遞。在設計時充分發(fā)揮仿真實驗直觀性強的優(yōu)勢，將一些學生平時觀察不細致的操作步驟、實驗無法演示的錯誤操作和由于錯誤操作產(chǎn)生的危險結果淋漓盡致地演示出來；例如一滴和半滴的操作、滴定終點顏色的變化、數(shù)據(jù)處理中有效數(shù)字保留等，使學生真正認識到分析化學實驗中“量”的要求。通過這些方式吸引學生的注意力，并創(chuàng)設一種愉悅的心理情緒，促進學生主觀能動性的發(fā)揮，從而提高教學效率。此外，還建立了完整的滴定分析虛擬實驗的實時跟蹤評價系統(tǒng)，為實現(xiàn)實驗的差異化自主學習奠定了基礎，也為新形態(tài)虛擬實驗室的開發(fā)進行了有效的探索［７］。此外，采用ＭｉｍＣａｐｔｕｒｅ屏幕錄制軟件，錄制軟件操作視頻。鑒于某些學生計算機操作能力較差，在使用虛擬仿真實驗環(huán)境時會遇到問題，無法進行教學實驗，而由于時空限制，教師無法在線幫助學生操作計算機。由此，采用屏幕錄制軟件將計算機操作的具體過程錄制成視頻文件。學生在學習時，可根據(jù)視頻文件所演示的操作步驟完成實驗操作。在分析化學實驗課程中開展設計實驗教學，能激發(fā)學生主動學習的興趣，給予學生多次反復訪取分析化學理論精髓的機會，融會貫通分析化學精華知識，樹立正確的“量”的核心概念。同時，分析化學要注重培養(yǎng)實際問題解決能力，為此分析化學實驗課程改革進程中勢必將引入設計實驗教學。通過設計實驗學生不僅可以融會貫通理論知識要點，而且對培養(yǎng)邏輯思維能力也大有裨益。

　　４．２網(wǎng)上平臺設計

　　本課程已運行８個學期，具體組織和實施方式如下：（１）學生自主學習。主要是針對多媒體課件和視頻，由學生自主學習完成。每個視頻時間３～５ｍｉｎ，適合開放教育學生學習特點。（２）網(wǎng)上平臺引導學習。主要針對虛擬仿真實驗。學生通過網(wǎng)上平臺進行虛擬仿真實驗學習，了解實驗的整個流程和實驗過程中的細節(jié)和注意事項。（３）地方組織。由地方學務導師和輔導老師共同組織學生學習和輔導，有條件的開展實驗。（４）創(chuàng)建學習小組，采用小組競爭模式，促進學生學習興趣。課程運行以來，２０１４秋劃分學習小組，通過ＢＢＳ方式對實驗課程中的一些問題進行討論。

　�。矗�３實踐課程實施與組織

　　以設計實驗為例來介紹實驗實施與組織過程。首先是確定實驗選題，設計實驗的選題應既高于“點對點”解讀化學分析知識點的基礎實驗，體現(xiàn)知識融合綜合應用的特點，又必須在學生具備的基礎知識范疇內進行拓展。實驗的選題可以結合當今社會國民生活中的熱點問題，如食品安全、農藥殘留、工業(yè)分析等［８］。實用性的選題可使學生認識到分析化學是一門實用性很強的應用科學，促使學生主動思考大膽發(fā)問，極大地激發(fā)學習熱情和興趣。為此，選取以下幾個拓展實驗：市售食醋中有機酸含量的測定，混和堿成分的測定，礦泉水中Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋含量的測定，維生素Ｃ含量的測定。然后根據(jù)遠程教育學生的特點，將分散的學生盡量按地域進行劃分，組成學習小組，從而通過學習小組共同合作來完成拓展實驗設計。以市售食醋中有機酸含量的測定為例介紹具體實施過程。（１）教師引出設計實驗話題，并提供充足的背景知識。如由于學生能力水平參差不齊，部分學生對文獻調研方法不熟知，因此在學生動手設計實驗方案前教師會告知學生獲取文獻和相關信息的方法，如數(shù)據(jù)庫的使用，文獻的檢索方法等。另外可將市售食醋的大致含量范圍告知學生，作為判斷依據(jù)。（２）學生進行資料調研。學生獨立查閱文獻資料，并總結歸納文獻資料的相關背景知識。（３）學生進行小組討論，設計方案。學習小組成員間進行討論，可由２種模式完成設計：一是每個成員自己先設計一個方案，然后組長組織成員進行討論，將每個成員的方案取其精華，形成小組的設計方案。二是由組長組織大家針對實驗每個環(huán)節(jié)共同討論，一起提出實驗方案。整個設計實驗過程，學生需要通過調動自身的學習積極性和自學能力將理論和實驗很好的關聯(lián)起來，比如市售食醋測定過程采用哪些基準物質？所用的強氧化鈉標準溶液的濃度該配多大？酸堿指示如何選擇？這些理論課上的基本知識，通過設計實驗將更加具體化，使學生更易掌握和理解分析化學“量”的核心概念。（４）學習小組提交設計方案。（５）教師進行點評。教師組織相應的集體討論會，針對不同設計方案進行點評，橫向對比不同學生的設計實驗，使學生進一步了解實驗過程中的細節(jié)，融會貫通分析化學基本知識。下面是地方組織實踐教學過程的設計方案，以市售食醋中有機酸含量的測定為例。

　�。矗�４教學質量保障措施

　　課程教學已制定相關標準以及工作流程，期初、期中、期末均安排相關教學檢查，課程檔案較為完整，課程教研活動較為活躍，信息溝通流暢，課程資源使用情況反映良好。（１）開學初針對本學期的實踐性教學專門組織學務導師和輔導老師培訓，提前使其理解實踐環(huán)節(jié)教學的要求，規(guī)范管理，確保教學質量；（２）通過ＱＱ群，充分利用網(wǎng)絡，加強老師和學生之間的互動溝通；（３）定期召開課程團隊會議，及時解決教學過程中出現(xiàn)的問題。

　　４．５教學效果評價

　　對分析化學網(wǎng)上資源使用情況做了問卷調查，從調查結果看，９０％以上的學生對的資源建設和運行比較滿意。另外，還對無錫教學點進行實地調研，該教學點選課學生較多，為方便管理，將此教學點學生調整到一個班通過實地調研，無錫教學點實驗條件優(yōu)良，能夠為教學點學生實踐教學提供良好的實踐條件。對次教學點教師和學生進行訪談，實踐教學得到教師和學生的肯定。對開放大學實踐教學過程嚴格的程序及要求高度贊揚，這也是教師愿意長期堅持實踐教學的重要原因之一。

　　５總結

　　針對開放大學學生自身特點，在進行實踐教學資源設計與建設時，充分考慮到學生各方面的差異性，在分析化學實驗教學中設計多媒體，視頻，虛擬仿真實驗室和實驗拓展設計４大模塊。既保證滿足教學的基本要求和規(guī)定，又給學生提供了根據(jù)自身能力和愛好選擇和拓展的空間，滿足學習者多元化的學習需求。通過４年多的摸索與實踐，分析化學網(wǎng)上實踐教學的組織與實施取得了良好的教學效果。在提高學習者自身的職業(yè)操作技能的同時，也有效的促進了學生的個性化發(fā)展與創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)，為開放大學實踐教學的發(fā)展提供了參考和借鑒。

　　參考文獻

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