以課程網(wǎng)站構建分析化學立體化教學系統(tǒng)的探索

陳憲明　蘇　峻

摘 要:構建分析化學立體化教學系統(tǒng),已經(jīng)成為分析化學教學改革的方向之一。本文在分析化學課程網(wǎng)站建設的實踐基礎上,討論了課程網(wǎng)站對分析化學立體化教學的作用、實施分析化學立體化教學的條件,提出了基于課程網(wǎng)站的分析化學立體化教學形式和方法,對以課程網(wǎng)站構建分析化學立體化教學系統(tǒng)進行了探索。

關鍵詞:課程網(wǎng)站 分析化學 立體化 教學系統(tǒng)

中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8454(2009)13-0069-04

“分析化學”是高校化學類專業(yè)的專業(yè)基礎課程之一,計算機技術迅猛發(fā)展,特別是多媒體技術的廣泛應用,給分析化學教學增添了新的活力和提出了新的挑戰(zhàn)。在教學中,課程網(wǎng)站能提供良好的網(wǎng)絡協(xié)作學習工具和網(wǎng)絡評價工具,充分利用現(xiàn)代教育技術的先進手段和理念,與傳統(tǒng)教學手段、方法完美結合,并克服傳統(tǒng)教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才的方法手段的局限性,利用網(wǎng)絡為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了良好的環(huán)境,有利于培養(yǎng)學生的自主探究能力和創(chuàng)新能力。[1] 為了提高教學質量,構建分析化學立體化教學系統(tǒng),已經(jīng)成為當前分析化學教學改革的發(fā)展方向之一。我們在構建分析化學立體化教學系統(tǒng)的過程中,設計和開發(fā)了分析化學課程網(wǎng)站,對分析化學立體化教學進行了初步的探索。

一、課程網(wǎng)站對分析化學立體化教學的作用

在分析化學立體化系統(tǒng)中,要利用信息技術來營造一種新型的教學環(huán)境,支持情境創(chuàng)設、啟發(fā)思考、信息獲取、資源共享、多重交互、自主探究、協(xié)作學習等多方面要求的教學方式與學習方式——也就是實現(xiàn)一種既能發(fā)揮教師主導作用又能充分體現(xiàn)學生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的教與學方式,分析化學課程網(wǎng)站改變了傳統(tǒng)教學方式,在分析化學立體化教學中起到了重要的作用。[2]

1.構建立體化的教學資源

傳統(tǒng)分析化學的教學資源僅局限于紙質資源,如教材、參考書等,以及一些視頻資源,如錄像、電影等,或教學模型等。隨著科學技術的發(fā)展,教育信息化進程的加快,教學資源的建設已經(jīng)轉向多種媒體形式,滿足多樣化需求的立體化方向發(fā)展。[3] 在分析化學課程網(wǎng)站中,除了傳統(tǒng)的紙質教材和參考資料外,一般可以有網(wǎng)頁形式的網(wǎng)絡課程、ppt文件形式的電子教案,以及教學圖表、動畫、視頻和教師上課錄像、參考資料、試題庫、知識庫等。在教學中,教師可以根據(jù)需要,對各種教學資源進行整合,利用超鏈接的方式,將各種媒體組成立體化網(wǎng)絡教材,有效地解決了教師上課的板書、展示資源的難題,也解決了學生預習、聽課、復習和擴展知識的難題,為教學提供了立體化教學資源庫。

例如三鹿牌嬰幼兒奶粉事件中,涉及蛋白質含量的測定標準和方法、三聚氰胺如何提高蛋白質檢測值等問題,這是分析化學教學的內容。由于教材編寫的滯后性,現(xiàn)行的分析化學教材通常介紹使用測定氮含量折算為蛋白質含量的方法,而在奶粉中加入三聚氰胺而達到提高蛋白質含量的非法途徑,正是鉆了測定方法的空子。在嬰幼兒奶粉事件發(fā)生后,在網(wǎng)絡上就有很多相關內容,應用立體化教學方式,可以在課程網(wǎng)站中加入這方面的內容,引導學生學習,還可以引導學生上網(wǎng)搜索相關內容,進一步思考和理解,有效地培養(yǎng)學生從網(wǎng)絡上獲取知識的意識和能力。

2.構建立體化的教學時空

課程網(wǎng)站能創(chuàng)立分析化學立體化的教學時空,主要表現(xiàn)在教學時間和空間的擴展化。首先,教學時空的擴展能改變學生學習的時間和地點,在傳統(tǒng)分析化學教學中,課堂教學在規(guī)定的時間和空間中進行,表現(xiàn)為單一化和固定化,不利于教師教學和學生學習。利用課程網(wǎng)站開展教學,教學的時間和空間得到擴展,不再局限于固定的時間和地點,學生可利用課程網(wǎng)站,在各種時間和各種有條件上網(wǎng)的地方進行學習。其次,教學時空的擴展還能改變教師和學生的角色定位,在網(wǎng)絡空間中,學生除了是學習者的角色外,還可以是合作者、批判者或指導者,使學生可以不在教師的注視下進行自主學習和協(xié)同學習。

3.構建立體化的學習環(huán)境

傳統(tǒng)的教學由教師在教室的教學環(huán)境中進行,有利于教師對學生學習行為的控制與指導,但很難創(chuàng)立學生自主學習和協(xié)同學習的環(huán)境。建構主義的學習環(huán)境是學習被刺激和支持的地點,是支持學生自由探索和自主學習的場所,是學習者在追求學習目標和問題解決的活動中可以使用多樣的工具和信息資源、并相互合作和支持的場所。[4] 課程網(wǎng)站能使學生利用各種資源和模塊構建立體化的學習環(huán)境,充分滿足學生的自由探索和自主學習的需要。

4.構建立體化的學習方式

在信息時代里,信息技術已經(jīng)向各個領域進行滲透,甚至成為支配諸多領域的重要形式。其中,廣泛應用于教育教學領域的多媒體技術的影響也投射到了作為人類生存活動的學習過程之中,必然引起學生學習方式的變革。[5]在分析化學中,以課程網(wǎng)站構建立體化的學習方式呈現(xiàn)個別化,主要有個別化的自主學習和探究學習等。在個別化的學習方式中,學生獨立自主地安排學習進度、學習時間和學習內容,自主完成學習任務,不受傳統(tǒng)教學時空的限制,表現(xiàn)出獨立性和自主性。

二、基于課程網(wǎng)站的分析化學立體化教學條件

在分析化學立體化教學中,其所依賴的主要條件是分析化學課程網(wǎng)站。我們根據(jù)教學的要求,組建了分析化學課程網(wǎng)站,滿足了教師的備課、課件制作、講授、輔導、答疑、作業(yè)批改等教學過程的需要,也滿足學生的預習、聽課、復習、作業(yè)、測試等學習過程的需要,解決了教師在教學中制作課件難、上傳文件難、課件修改難,以及學生在學習中的聽課做筆記難、課后瀏覽教師教案難、師生交流難等問題,為開展分析化學立體化教學提供了的網(wǎng)絡平臺。在分析化學課程網(wǎng)站中,使用了ASP技術和Access數(shù)據(jù)庫,具有內容豐富、使用簡便、交互性強、功能強大,以及良好的可維護性和可拓展性等特點。在分析化學課程網(wǎng)站的設計中,遵循網(wǎng)站設計的原則,做到構思新穎、頁面精美、結構合理,使用方便。在教學應用設計中,根據(jù)分析化學的特點和立體化教學的要求,我們特別注意了以下幾個方面:

1.課程網(wǎng)站的資源要滿足教學和學習的需要。在立體化教學中,要有教學的資源和學生學習的資源,并有較強的資源管理功能。在分析化學課程網(wǎng)站中,設置了課程信息、網(wǎng)絡課程、電子教案、學習輔導、實驗指導、參考資料、知識檢索和課程資源等模塊,在每個模塊中都有后臺上傳或輸入功能,提供教師使用。

2.課程網(wǎng)站要有強大的交互功能。在立體化教學中,師生之間、學生之間的交互是重要的學習交流方式,課程網(wǎng)站要為創(chuàng)建交互環(huán)境提供網(wǎng)絡手段。在分析化學課程網(wǎng)站中,主要通過在線測試、網(wǎng)絡作業(yè)、網(wǎng)絡答疑等模塊,提供交互功能。在網(wǎng)站中,特別設計了網(wǎng)絡作業(yè)的模塊,具有學生輸入作業(yè)、教師批改作業(yè)、學生瀏覽作業(yè)等功能,在教學應用中取得了很好的效果。

3.課程網(wǎng)站要方便輸入化學公式和符號。在分析化學中,涉及大量的公式和特殊符號,而這些公式和符號不能通過網(wǎng)絡編輯器輸入,這成為制作分析化學課程網(wǎng)站的一個瓶頸。我們的做法是先用WORD的公式編輯器輸入這種公式或符號,再用Photoshop或Fireworks等圖片編輯軟件處理為底色透明的圖片,然后上傳到課程網(wǎng)站中,使用時先將這些公式或符號的圖片顯示出來,再復制、粘貼,通過鏈接的方式顯示出來。

4.課程網(wǎng)站要方便操作各種媒體。課程網(wǎng)站中的網(wǎng)絡課程是多媒體形式,主要涉及文字、圖片、視頻、動畫、聲音等,在網(wǎng)站設計時,要考慮這些媒體的上傳、顯示和鏈接的操作。在分析化學課程網(wǎng)站,設置有文件上傳、顯示模塊和進行復制、粘帖功能。教師可在后臺使用上傳模塊,將有關媒體文件用中文命名并上傳到服務器的有關文件夾中。顯示模塊采用直接顯示文件的方法,并可將顯示出來的內容或文件名復制、粘帖,達到直接顯示內容或單擊文字顯示內容的效果,方便各種環(huán)境下的使用。

5.課程網(wǎng)站的文字顯示方式要符合課堂教學的需要。在分析化學課程網(wǎng)站的設計中,比較難處理的是頁面背景、文字的顏色,以及文字的大小、粗細。背景和文字的顏色要求反差大,而文字的大小和粗細要考慮到使用的環(huán)境,個人閱讀和教室投影時的要求是不一樣的。在課堂教學上,要根據(jù)教室大小、教學人數(shù)、燈光等條件來設置頁面顯示的背景顏色、文字顏色、文字大小和文字粗細,適應各人使用習慣和各種使用場合。在分析化學課程網(wǎng)站的網(wǎng)絡課程中,我們設置了背景顏色、文字顏色、文字大小和文字粗細等四個按鈕,可根據(jù)需要進行設置,取得了很好的效果。

三、基于課程網(wǎng)站的分析化學立體化教學形式

分析化學利用課程網(wǎng)站開展立體化教學,在課程網(wǎng)站的基礎上,將傳統(tǒng)教學形式和現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡教學形式綜合使用,運用多媒體技術和各種教學手段,達到最佳的教學效果。立體化教學的形式主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.課堂教學立體化

建構主義認為,學生獲取知識主要不是通過教師傳授得到的,而是在一定的背景和情景下,利用各種學習資源,通過與其他人的協(xié)商、交流、合作和本人進行意義建構的方式獲得,課程網(wǎng)站為學生建構學習平臺提供了網(wǎng)絡條件。在課堂上利用課程網(wǎng)站進行立體化教學主要體現(xiàn)在將傳統(tǒng)教學手段、多媒體教學手段、網(wǎng)絡教學手段的綜合應用。首先,教師在備課時可整合網(wǎng)站中的各種媒體,編制出多媒體網(wǎng)絡課件并儲存在課程網(wǎng)站上,在課堂上使用多媒體課件進行教學,避免了單個課件的單一性,也便于學生課外瀏覽,提高教學和學習效果。其次,教師可使用課程網(wǎng)站提供的教學資源,運用文本、圖片、聲音、視頻和動畫等多種媒體形式,創(chuàng)設課堂學習情景,增強課堂氣氛,更好地調動學生的學習興趣。另外,利用課程網(wǎng)站進行網(wǎng)絡教學,能改變了師生的角色,使得教師成為整個課堂教學的組織者、調整者、指導者,學生由被動接收者變?yōu)閷W習的主體。

2.輔導答疑立體化

在課程網(wǎng)站中,輔導答疑的立體化表現(xiàn)在面對面輔導和網(wǎng)絡輔導的兩個層面上。在分析化學立體化教學中,除了傳統(tǒng)的面對面輔導和答疑外,還可應用網(wǎng)絡輔導和網(wǎng)絡答疑的形式。在分析化學課程網(wǎng)站上,設置了文字材料的學習輔導模塊、語言和文字答疑的網(wǎng)絡答疑模塊。文字材料的學習輔導內容可由教師根據(jù)學生學習的情況進行設定和輸入,有的放矢地對學生進行提示、解答,學生可在網(wǎng)上查閱。網(wǎng)絡答疑可使用留言板或在線語言對話的方式,讓學生提出問題,由教師或學生進行回答,組成了一個網(wǎng)絡協(xié)同學習環(huán)境。網(wǎng)上的輔導和答疑具有不受時間、空間和人員的限制,教師和學生都能方便使用,提高了效率,取得了良好的效果。

3.學生作業(yè)立體化

分析化學課程網(wǎng)站為學生在網(wǎng)上輸入、提交作業(yè)和教師批改作業(yè)提供了平臺。學生作業(yè)立體化是指學生在網(wǎng)絡提交作業(yè),教師在網(wǎng)絡批改作業(yè),形成網(wǎng)絡作業(yè)系統(tǒng)。網(wǎng)絡作業(yè)平臺應提供輸入分析化學作業(yè)的常用工具,如上標和下標設置、特殊符號和公式輸入等,解決輸入的困難。教師在作業(yè)批改平臺批改作業(yè),對各題的作業(yè)情況給出評語,并根據(jù)作業(yè)情況給出成績。

4.學生測驗立體化

自我測驗是學生自己檢查學習效果的主要形式。在傳統(tǒng)的教學形式中,學生自我測驗受到測驗題來源貧乏的限制而難以進行。課程網(wǎng)站的網(wǎng)絡測驗模塊主要由教師編輯試題和學生答題、查詢、瀏覽等子模塊組成。在網(wǎng)絡測驗中,學生根據(jù)教師給出的測驗題進行測試,具有時間、空間的靈活性,并能實時給出測驗成績,查詢測驗結果和正確答案,找出錯誤的原因,很受學生歡迎。

5.實驗演示立體化

分析化學是一門實驗性很強的學科,在教學中涉及許多實驗現(xiàn)象和實驗過程。在傳統(tǒng)的教學中,難以在課堂內進行實驗儀器、實驗現(xiàn)象或實驗過程的演示。在課程網(wǎng)站中,可將實驗儀器、實驗現(xiàn)象和實驗過程的動畫或視頻集成在網(wǎng)站中,教師和學生都可隨時演示或觀看。例如普通分光光度計、雙波長分光光度計、雙光束分光光度計之間的聯(lián)系和區(qū)別,教師難以進行實物演示,學生難以觀察和掌握。在課程網(wǎng)站的支撐下,教師可演示這三種分光光度計的示意動畫,直觀地表現(xiàn)了它們之間的相同和不同之處,收到事半功倍的效果。

四、基于課程網(wǎng)站的分析化學立體化教學方法

心理學實驗的研究表明:教學過程中運用的感覺器官越多,它們的作用發(fā)揮得越充分,對學習的知識越容易理解和鞏固。[6] 分析化學課程網(wǎng)站能充分利用各種媒體資源刺激學生的感覺器官,為教師和學生提供可視化、可交互和可協(xié)作的網(wǎng)絡環(huán)境,使得教師能夠應用立體化的教學方法,開展立體化的教學活動。

1.課堂教學與網(wǎng)絡教學結合

在傳統(tǒng)的課堂教學中,以教學班為單位,教師按照教學進度,使用粉筆和黑板,根據(jù)教材,依序講解教材的內容,并布置作業(yè)給學生練習。傳統(tǒng)的課堂教學突出教師作為教育者的人文因素作用,通過教師板書、講述、演示等方法,加深學生的認知,收到較好的效果。但傳統(tǒng)教學方法有其自身的局限性,主要表現(xiàn)在以教師為中心、強調知識傳授、把學生當作知識灌輸對象等。分析化學立體化教學能將課堂教學與網(wǎng)絡教學結合,以課堂教學為主,網(wǎng)絡教學為輔。在課堂教學中,以課程網(wǎng)站為基礎,教師使用網(wǎng)絡多媒體課件,借助文字、圖片、視頻、動畫和聲音等媒體,講授專業(yè)知識。在課外,學生可以利用課程網(wǎng)站的資源,構建個性化的網(wǎng)絡學習環(huán)境,開展自主學習和協(xié)同學習。

2.紙質媒體與網(wǎng)絡媒體結合

在目前階段,教材還主要以紙質媒體形式存在,在教學中具有重要的地位。在分析化學立體化教學中,要做到紙質媒體與網(wǎng)絡媒體結合,按照教材的紙質媒體,根據(jù)立體化教學設計思想,制作在教學中使用的網(wǎng)絡媒體,避紙質媒體之短,揚網(wǎng)絡媒體之長,使兩者有機結合,共同存在。

3.當面答疑與網(wǎng)絡答疑結合

教師對學生的面對面的答疑是教學輔導的形式之一,對于解答學生問題,提高教學質量起到重要作用。在分析化學立體化教學中,為了使得輔導答疑能打破時間和空間的約束,應加強網(wǎng)絡輔導和網(wǎng)絡答疑的形式,使得學生能隨時、隨地提出問題,并及時得到教師的解答,提高輔導答疑的效率和效果。

4.紙質作業(yè)與網(wǎng)絡作業(yè)結合

作業(yè)的最終目的是為了實現(xiàn)教學目標,加深學生對理論知識的理解。在分析化學中,有大量的作業(yè)和練習,需要學生通過獨立思考完成。在立體化教學系統(tǒng)中,作業(yè)可由紙質作業(yè)和網(wǎng)絡作業(yè)結合進行。在分析化學課程網(wǎng)站上,設置有學生網(wǎng)絡作業(yè)模塊,學生通過登錄進入到作業(yè)頁面,在編輯器中輸入作業(yè)內容,并通過網(wǎng)絡提交。學生在網(wǎng)絡作業(yè)中,還能培養(yǎng)計算機應用技能,并且網(wǎng)絡作業(yè)具有容易保存和容易打印的優(yōu)點。使用網(wǎng)絡作業(yè)時,一是要提供輸入特殊符號的功能,方便學生輸入一些特殊符號;二是提供輸入公式的方法,在一般的網(wǎng)絡編輯器中,輸入公式的功能較弱,難以輸入復雜的公式,這可通過改變公式書寫方式來解決;三是要提高學生的文字輸入和編輯能力,提高輸入速度。

參考文獻:

[1]袁蓓.基于Serv-U的分布式專題學習網(wǎng)站的設計與實現(xiàn)[J].中國教育信息化,2008(21):52-55.

[2]何克抗.信息技術與課程深層次整合的理論與方法[J].中國大學教學,2005(5):43-48.

[3]王麗娜.淺談立體化教學資源的建設[J].化工高等教育,2004(3):96-97.

[4]趙蒙成.建構主義教學的條件[J].高等教育研究,2002(3):72-77.

[5]李樂.多媒體技術環(huán)境下學習方式的變革[J].教學與管理,2008(3):132-134.

[6]宋曉霞.高校多媒體教學改革與實踐研究[J].中國教育信息化,2008(1):65-67.