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化學(xué)課程網(wǎng)上實踐教學(xué)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(xùn)教學(xué)中存在的矛盾，以分析化學(xué)為例，充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)和教育的結(jié)合，在實驗教學(xué)中設(shè)計多媒體、視頻、虛擬仿真實驗室、實驗拓展設(shè)計等４大資源模塊。并從網(wǎng)上平臺設(shè)計、組織與實施、教學(xué)質(zhì)量保障、效果評價等方面進行論述，探索如何構(gòu)建高效的分析化學(xué)網(wǎng)上實踐教學(xué)課堂，以滿足遠程教育實驗教學(xué)發(fā)展的需要，為廣大的自學(xué)者學(xué)習(xí)技能建立良好的學(xué)習(xí)平臺。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)上實踐教學(xué)；分析化學(xué)；開放教育
１背景與動因
在遠程開放教育中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中不可或缺的組成部分。它與理論教學(xué)相輔相成，在培養(yǎng)應(yīng)用型高等專門人才的整個教學(xué)過程中具有貫徹始終的地位和作用［１］。實踐教學(xué)對于全面推進素質(zhì)教育，深化教學(xué)改革，確保教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)培養(yǎng)目標，特別是對于配合理論性教學(xué)，促進學(xué)生理解、鞏固和掌握知識，促進知識的轉(zhuǎn)化和知識的拓展，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造才能，完善學(xué)生個性品質(zhì)和綜合索質(zhì)等具有特別重要的意義。遠程開放教育實踐性教學(xué)，不但要注重傳統(tǒng)教育所強調(diào)的專業(yè)能力培養(yǎng)，強調(diào)理論與實際結(jié)合的能力培養(yǎng)，更重要的是注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與綜合素質(zhì)的鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下提高自己適應(yīng)時代和社會發(fā)展所要求的不斷學(xué)習(xí)的能力，即終身學(xué)習(xí)能力，充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)和教育的結(jié)合［２］。如何通過遠程教育平臺開展實驗實訓(xùn)教學(xué)，讓在職學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)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。“分析化學(xué)”是一門以實踐為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此實踐教學(xué)在分析化學(xué)課程教學(xué)中起著舉足輕重的作用。通過實驗，可以訓(xùn)練學(xué)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(xué)分析中“量”的概念，讓學(xué)生能夠運用化學(xué)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(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、實事求是的科學(xué)作風(fēng)和分析解決問題的能力［３］。也讓在職學(xué)習(xí)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(xué)情分析
由于觀念、條件、環(huán)境、教學(xué)對象、管理等諸多因素的影響，實踐性教學(xué)成為遠程教學(xué)過程中的一個難點。而制約開放教育實踐教學(xué)開展的主要矛盾為：（１）個體學(xué)習(xí)能力參差不齊與實踐教學(xué)統(tǒng)一要求不相適應(yīng)的矛盾，學(xué)生個體學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、自主學(xué)習(xí)能力不一，與實踐教學(xué)統(tǒng)一要求不相適應(yīng)；（２）辦學(xué)規(guī)模大、學(xué)生數(shù)量多與實踐教學(xué)相對具體、個性化的矛盾；（３）學(xué)生時空上分散與實踐環(huán)節(jié)相對集中的矛盾，分散的學(xué)生無法跨越時空共享相對集中的實驗儀器設(shè)備；（４）學(xué)生在崗工作限制與脫產(chǎn)實習(xí)安排相對集中的矛盾。以上這些問題給教師的教學(xué)組織造成了困難，實踐教學(xué)質(zhì)量無法保障。但同時，開放教育學(xué)生與全日制學(xué)生相比，有其自身的優(yōu)點。表現(xiàn)在：（１）在學(xué)習(xí)中更具主動性。遠程教育的學(xué)生一般都有明確的學(xué)習(xí)目標，比如職稱評定、升職必須獲得某個層次的學(xué)歷，或者適應(yīng)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(xué)習(xí)的主動性較強。（２）遠程教育的學(xué)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(xué)習(xí)理論和實踐知識最好的基礎(chǔ)。另外，現(xiàn)代人的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)媒介很多，比如可以通過電腦、手機、電子圖書等方式學(xué)習(xí)。在開放教育中，在職學(xué)習(xí)者是受教育的主體，其本身學(xué)習(xí)時間呈現(xiàn)碎片化，在教育教學(xué)過程中常出現(xiàn)時空分離、工學(xué)矛盾的特點［４］。碎片化學(xué)習(xí)更適合開放教育的學(xué)生。學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)，從而增進知識，提高技能［５］。
３分析化學(xué)網(wǎng)上實踐教學(xué)的設(shè)計
布魯納認為，學(xué)習(xí)任何一門學(xué)科的最終目的是構(gòu)建良好的認知結(jié)構(gòu)［６］。針對遠程教育實踐教學(xué)中存在的矛盾，結(jié)合現(xiàn)代人學(xué)習(xí)趨勢和遠程教育學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，在“分析化學(xué)”課程的實驗教學(xué)設(shè)計上，擬采取如下措施：與學(xué)生學(xué)習(xí)的４個層次（包括了解，熟悉，運用和掌握）相對應(yīng)，分析化學(xué)實驗教學(xué)中設(shè)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(shè)計。其中，通過多媒體ＰＰＴ課件學(xué)習(xí)讓學(xué)生達到了解層次，通過觀看視頻讓學(xué)生達到熟悉層次，通過虛擬仿真實驗和校外實踐讓學(xué)生達到運用層次，最后通過拓展實驗，讓學(xué)生自己設(shè)計完成實驗，達到掌握層次，一一對應(yīng)，完成分析化學(xué)實驗課程。通過設(shè)計可以處理好實踐教學(xué)的目的和要求、過程和考核、內(nèi)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(guān)系，優(yōu)化過程，保證質(zhì)量。
４分析化學(xué)網(wǎng)上實踐教學(xué)的組織與實施
�。矗辟Y源建設(shè)
資源建設(shè)是網(wǎng)上實踐教學(xué)組織與實施的保證，本課程的資源建設(shè)主要出發(fā)點是適合開放教育學(xué)生的學(xué)習(xí)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(diào)動學(xué)生的視、聽等多種感官，給予學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于突出教學(xué)重點，突破教學(xué)難點，提高教學(xué)效率。將《分析化學(xué)》中的１１個具體滴定分析的實驗內(nèi)容制作成多媒體課件，并進行實驗視頻錄制，內(nèi)容包括：實驗?zāi)康�，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(xué)時空分離、教學(xué)資源共享、可實現(xiàn)多元化學(xué)習(xí)的特點，是實現(xiàn)開放學(xué)習(xí)、靈活學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)教育理念的重要學(xué)習(xí)平臺。我們構(gòu)建了一套功能強、沉浸感高、交互性好、網(wǎng)絡(luò)功能完善的滴定分析虛擬實驗系統(tǒng)。將分析化學(xué)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(xué)生在學(xué)習(xí)時可以方便地選擇自己需要的模塊進行學(xué)習(xí)。所構(gòu)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(jié)果進行了完整的模擬，并通過設(shè)置基準物類別與稱取質(zhì)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(shè)計時充分發(fā)揮仿真實驗直觀性強的優(yōu)勢，將一些學(xué)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(jié)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(xué)生真正認識到分析化學(xué)實驗中“量”的要求。通過這些方式吸引學(xué)生的注意力，并創(chuàng)設(shè)一種愉悅的心理情緒，促進學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，從而提高教學(xué)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(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，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(xué)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(xué)實驗，而由于時空限制，教師無法在線幫助學(xué)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(xué)生在學(xué)習(xí)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(xué)實驗課程中開展設(shè)計實驗教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，給予學(xué)生多次反復(fù)訪取分析化學(xué)理論精髓的機會，融會貫通分析化學(xué)精華知識，樹立正確的“量”的核心概念。同時，分析化學(xué)要注重培養(yǎng)實際問題解決能力，為此分析化學(xué)實驗課程改革進程中勢必將引入設(shè)計實驗教學(xué)。通過設(shè)計實驗學(xué)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。
�。矗簿W(wǎng)上平臺設(shè)計
本課程已運行８個學(xué)期，具體組織和實施方式如下：（１）學(xué)生自主學(xué)習(xí)。主要是針對多媒體課件和視頻，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)完成。每個視頻時間３～５ｍｉｎ，適合開放教育學(xué)生學(xué)習(xí)特點。（２）網(wǎng)上平臺引導(dǎo)學(xué)習(xí)。主要針對虛擬仿真實驗。學(xué)生通過網(wǎng)上平臺進行虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)，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(xué)務(wù)導(dǎo)師和輔導(dǎo)老師共同組織學(xué)生學(xué)習(xí)和輔導(dǎo)，有條件的開展實驗。（４）創(chuàng)建學(xué)習(xí)小組，采用小組競爭模式，促進學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。課程運行以來，２０１４秋劃分學(xué)習(xí)小組，通過ＢＢＳ方式對實驗課程中的一些問題進行討論。
�。矗硨嵺`課程實施與組織
以設(shè)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(shè)計實驗的選題應(yīng)既高于“點對點”解讀化學(xué)分析知識點的基礎(chǔ)實驗，體現(xiàn)知識融合綜合應(yīng)用的特點，又必須在學(xué)生具備的基礎(chǔ)知識范疇內(nèi)進行拓展。實驗的選題可以結(jié)合當今社會國民生活中的熱點問題，如食品安全、農(nóng)藥殘留、工業(yè)分析等［８］。實用性的選題可使學(xué)生認識到分析化學(xué)是一門實用性很強的應(yīng)用科學(xué)，促使學(xué)生主動思考大膽發(fā)問，極大地激發(fā)學(xué)習(xí)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(xué)生的特點，將分散的學(xué)生盡量按地域進行劃分，組成學(xué)習(xí)小組，從而通過學(xué)習(xí)小組共同合作來完成拓展實驗設(shè)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(shè)計實驗話題，并提供充足的背景知識。如由于學(xué)生能力水平參差不齊，部分學(xué)生對文獻調(diào)研方法不熟知，因此在學(xué)生動手設(shè)計實驗方案前教師會告知學(xué)生獲取文獻和相關(guān)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(xué)生，作為判斷依據(jù)。（２）學(xué)生進行資料調(diào)研。學(xué)生獨立查閱文獻資料，并總結(jié)歸納文獻資料的相關(guān)背景知識。（３）學(xué)生進行小組討論，設(shè)計方案。學(xué)習(xí)小組成員間進行討論，可由２種模式完成設(shè)計：一是每個成員自己先設(shè)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(shè)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(shè)計實驗過程，學(xué)生需要通過調(diào)動自身的學(xué)習(xí)積極性和自學(xué)能力將理論和實驗很好的關(guān)聯(lián)起來，比如市售食醋測定過程采用哪些基準物質(zhì)？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(shè)計實驗將更加具體化，使學(xué)生更易掌握和理解分析化學(xué)“量”的核心概念。（４）學(xué)習(xí)小組提交設(shè)計方案。（５）教師進行點評。教師組織相應(yīng)的集體討論會，針對不同設(shè)計方案進行點評，橫向?qū)Ρ炔煌瑢W(xué)生的設(shè)計實驗，使學(xué)生進一步了解實驗過程中的細節(jié)，融會貫通分析化學(xué)基本知識。下面是地方組織實踐教學(xué)過程的設(shè)計方案，以市售食醋中有機酸含量的測定為例。
�。矗唇虒W(xué)質(zhì)量保障措施
課程教學(xué)已制定相關(guān)標準以及工作流程，期初、期中、期末均安排相關(guān)教學(xué)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(xué)初針對本學(xué)期的實踐性教學(xué)專門組織學(xué)務(wù)導(dǎo)師和輔導(dǎo)老師培訓(xùn)，提前使其理解實踐環(huán)節(jié)教學(xué)的要求，規(guī)范管理，確保教學(xué)質(zhì)量；（２）通過ＱＱ群，充分利用網(wǎng)絡(luò)，加強老師和學(xué)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(xué)過程中出現(xiàn)的問題。
�。矗到虒W(xué)效果評價
對分析化學(xué)網(wǎng)上資源使用情況做了問卷調(diào)查，從調(diào)查結(jié)果看，９０％以上的學(xué)生對的資源建設(shè)和運行比較滿意。另外，還對無錫教學(xué)點進行實地調(diào)研，該教學(xué)點選課學(xué)生較多，為方便管理，將此教學(xué)點學(xué)生調(diào)整到一個班通過實地調(diào)研，無錫教學(xué)點實驗條件優(yōu)良，能夠為教學(xué)點學(xué)生實踐教學(xué)提供良好的實踐條件。對次教學(xué)點教師和學(xué)生進行訪談，實踐教學(xué)得到教師和學(xué)生的肯定。對開放大學(xué)實踐教學(xué)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(xué)的重要原因之一。
５總結(jié)
針對開放大學(xué)學(xué)生自身特點，在進行實踐教學(xué)資源設(shè)計與建設(shè)時，充分考慮到學(xué)生各方面的差異性，在分析化學(xué)實驗教學(xué)中設(shè)計多媒體，視頻，虛擬仿真實驗室和實驗拓展設(shè)計４大模塊。既保證滿足教學(xué)的基本要求和規(guī)定，又給學(xué)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(xué)習(xí)者多元化的學(xué)習(xí)需求。通過４年多的摸索與實踐，分析化學(xué)網(wǎng)上實踐教學(xué)的組織與實施取得了良好的教學(xué)效果。在提高學(xué)習(xí)者自身的職業(yè)操作技能的同時，也有效的促進了學(xué)生的個性化發(fā)展與創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)，為開放大學(xué)實踐教學(xué)的發(fā)展提供了參考和借鑒。
參考文獻
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