網(wǎng)絡時代物理化學實驗教學方法的改革

楊海燕 李穎嬌 劉玉琛

（東北農(nóng)業(yè)大學理學院 黑龍江 哈爾濱 150030）

物理化學實驗原理復雜，實驗涉及大量中小型儀器，通過測定研究體系某些物理參數(shù)的變化，反映化學變化規(guī)律或求出與之相關的物理參數(shù)。與其他的化學實驗相比更能體現(xiàn)實驗與理論的緊密聯(lián)系。傳統(tǒng)的物理化學實驗教學資料主要是實驗教材，學生只能通過課前預習教材和課上教師講解來了解實驗原理、儀器的使用及操作步驟。移動上網(wǎng)設備的迅速普及必然推進信息技術(shù)與教育的整合向更深層次發(fā)展。為了逐步實現(xiàn)物理化學實驗教學水平的現(xiàn)代化，我們對物理化學實驗方法進行了一系列的改革和探索。

一、充實現(xiàn)代化教學資源，建設課程網(wǎng)站，實現(xiàn)資源共享

1．建設課程網(wǎng)站，實現(xiàn)資源共享的必要性

目前各類移動終端在校園的迅速普及使大學生接觸網(wǎng)絡變得輕而易舉。王自然等對濟南的三所不同層次高校的700名學生問卷調(diào)查，結(jié)果顯示有71．4% 的學生已經(jīng)擁有電腦，其中 68．7%為筆記本電腦［1］。此外，手機上網(wǎng)在大學校園內(nèi)也成為普遍現(xiàn)象，盛紅勇等抽樣調(diào)查了某校的172名學生，被調(diào)查學生中每天使用手機上網(wǎng)的有81人，占調(diào)查對象的47．1%；經(jīng)常使用手機上網(wǎng)的有 66人，占 38．4%；而不使用手機上網(wǎng)的只有 1人［2］。 這些事實表明網(wǎng)絡已經(jīng)成為高校學生生活中不可缺少的一部分，因此網(wǎng)絡完全可以成為學生獲得知識的重要途徑。要使網(wǎng)絡學習途徑真正有效就必須充實、優(yōu)化數(shù)字化教學資源，建設課程網(wǎng)站，實現(xiàn)資源的網(wǎng)絡共享，使優(yōu)秀的教學資源觸手可得。

對于物理化學實驗來說，優(yōu)秀的網(wǎng)絡資源可以有目的有方法地引導學生有效地學習，使學生不受時間和地域的限制，及時了解實驗的具體內(nèi)容，操作方法和注意事項等信息，可以提高學生預習效率和預習效果。在實驗過程中，共享的網(wǎng)絡資源可以有效地輔助教學，提高學生的自學能力同時減輕教師輔導答疑的壓力。實驗結(jié)束后，網(wǎng)絡資源可以指導學生處理實驗數(shù)據(jù)。因此建設課程網(wǎng)站，實現(xiàn)教學資源共享具有非常重要的意義。

2．我校物理化學實驗網(wǎng)絡資源的建設現(xiàn)狀

為實現(xiàn)教學資源共享，我們依托校園網(wǎng)建立物理化學課程網(wǎng)站，其中包含了物理化學實驗的資源平臺，http： ／／202．118．167．91／dahua／kcsz／wlhxgg／syjx．a(chǎn)sp？

typeid＝44＆BigClassid＝118＆smallclassID＝276。 如圖 1 所示，該平臺中包括教學大綱、電子教案、實驗技術(shù)、實驗課件、實驗測試系統(tǒng)、實驗報告上傳6個欄目。教學大綱及電子教案可以反映物理化學實驗課程的教學目的和教學重點。實驗技術(shù)部分介紹了物理化學實驗過程中所涉及的一些常用技術(shù)和方法，包括測溫技術(shù)、測壓技術(shù)和電化學方法等。實驗課件是我們重點開發(fā)的部分［3］，其中包含6個實驗教學內(nèi)容，在實驗課件的網(wǎng)頁上可以點擊課件圖標觀看課件具體內(nèi)容。每個實驗內(nèi)容下都包括實驗目的與原理、實驗主要儀器、實驗演示、數(shù)據(jù)處理、注意事項和習題及討論6個方面。實驗演示包含整個實驗操作流程的錄像視頻及配音，旁邊附有文字說明。對一些無法直接拍到的實驗現(xiàn)象，視頻中插入了動畫加以說明。數(shù)據(jù)處理部分除了介紹傳統(tǒng)的手工作圖法以外還提供利用軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖的向?qū)А嶒瀳蟾嫔蟼鞑糠纸o每個學生提供登錄名和密碼，學生可以登錄后在網(wǎng)上提交實驗報告。

圖1 物理化學實驗網(wǎng)絡教學平臺

二、利用數(shù)字化資源改進教學過程的方式和方法

1．實驗預習方式的改革

傳統(tǒng)的實驗預習方式是要求學生參考教材寫實驗報告。由于物理化學實驗主要是應用一些中小型儀器來測試研究體系一些參數(shù)的變化，而教材對儀器的介紹很難使學生真正掌握儀器的具體操作技巧。即使學生認真地書寫實驗報告，也無法直接使用儀器操作，需要指導教師花費大量時間去詳細的講解儀器使用方法。從2004年開始，我校物理化學實驗室配置電腦，安裝了自己研發(fā)的物理化學實驗課件，課件演示的實驗儀器與學生上課所用儀器完全一致。學生上課前進入實驗室，會主動打開電腦觀看操作視頻，熟悉儀器的使用方法，預習效果比單純地寫實驗報告好。物理化學實驗課件在網(wǎng)上實驗共享之后，學生在上課之前就可以登錄互聯(lián)網(wǎng)觀看課件進行預習。預習方法的改革收到了良好的效果，主要表現(xiàn)在指導教師不需詳細講解操作步驟，學生就可以進行操作。

2．教學過程中指導實驗方式的改革

由于實驗儀器數(shù)量的限制，每次上課指導教師需要講解兩個實驗內(nèi)容，在沒有各種數(shù)字化資源以前，1個指導教師控制30人左右的課堂，經(jīng)常是匆忙的填鴨式講解，不但教師疲憊不堪，而且學生對知識和技能的掌握情況欠佳，實驗失誤率較高。建設數(shù)字化資源以后，學生課前預習效果較好，指導教師無需詳細講解儀器操作。增加了提問的教學環(huán)節(jié)，學生向教師提問關于實驗中相關問題，之后是教師向?qū)W生補充提問，把實驗中知識和技能的要點傳授給學生，這個環(huán)節(jié)能針對學生的共同問題進行釋疑，也可以加深對實驗重點、難點及注意事項的了解。實驗過程中，學生遇到問題，除了請教指導教師外，還可以參考多媒體課件，減少了因指導教師忙，疑難問題不能及時解決的情況。在多媒體課件的輔助下，學生的操作時間變得充裕，問題解決得更加及時，實驗失誤率降低，主要表現(xiàn)在學生能在規(guī)定時間內(nèi)順利完成實驗內(nèi)容，得到比較可靠的數(shù)據(jù)。

3．實驗報告內(nèi)容和提交方式的改革

與其他的化學實驗相比，物理化學實驗的數(shù)據(jù)處理更加繁瑣。傳統(tǒng)的實驗報告中的數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，是學生把實驗數(shù)據(jù)整理在表格中，然后用坐標紙作圖求出最后結(jié)論。制作實驗多媒體課件后，我們實驗教學的第一次課都設為計算機課，主要講授物理化學實驗數(shù)據(jù)處理的方法，包括手工作圖法和計算機軟件處理法。我們所傳授的軟件是excel和origin，利用軟件進行數(shù)據(jù)處理不但速度快而且準確性高。除了課堂學習，學生課下還可以通過互聯(lián)網(wǎng)觀看實驗多媒體課件，解決數(shù)據(jù)處理過程中所遇到的問題。雖然在數(shù)據(jù)處理的方法選擇上，教師不做明確規(guī)定，讓學生自由選擇，而實踐證明，學生幾乎全部用計算機軟件處理數(shù)據(jù)。為了方便學生，實驗報告的提交，可以是紙質(zhì)版也可以登錄課程網(wǎng)站提交電子版。

三、利用在線考試系統(tǒng)改革實驗考試的方式和方法

我校對學生的實驗考核內(nèi)容包括理論考核和操作考核，原來理論考核部分是學生以抽簽的方式確定紙質(zhì)版的考試題進行解答，這種考察方式需要多個教師配合監(jiān)督學生，還要進行試題批閱。為了減少組織考試所用的時間，我們開發(fā)了物理化學實驗在線考試系統(tǒng)［4］。在線考試過程由定制試卷、分配試卷以及批改試卷三個模塊完成。定制試卷模塊可以設定試卷的題型、題型的難度、每題分數(shù)，然后系統(tǒng)根據(jù)要求自動組卷，系統(tǒng)一次可以組出 1～15套同一題型難度的試卷。通過分配試卷模塊，教師可以指定考試的日期、開始考試的時間、考試時長，并從組好的試卷中隨機選擇幾套作為考試所用試卷?？荚囘^程中，教師可以根據(jù)學生所坐的位置在線分配試題，確保每列學生所做的試題不同，學生需要輸入自己的學號進行登錄?？荚嚱Y(jié)束后，客觀題系統(tǒng)會直接批改并給出成績，主觀題需要教師在批改試卷模塊中手動批改。通過在線考試系統(tǒng)的輔助，節(jié)省了大量組織考試及閱卷的時間，同時也增大了考核內(nèi)容的覆蓋面。

綜上，隨著移動上網(wǎng)設備的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡在人們生活中的普及程度發(fā)生了重大變革，而且這種變革的程度還在不斷加深。在這樣的大環(huán)境下，我校積極建設物理化學實驗課的網(wǎng)絡輔助教學體系，包括網(wǎng)絡教學平臺和在線考試系統(tǒng)。實踐證明，網(wǎng)絡教學平臺中的數(shù)字化資源和在線考試系統(tǒng)都在教學中發(fā)揮了重要作用。隨著網(wǎng)絡普及程度的進一步加深，我校物理化學實驗課的網(wǎng)絡輔助教學體系必將發(fā)揮更重要的作用。另一方面，如果要保持或進一步發(fā)揮網(wǎng)絡的輔助教學作用，網(wǎng)絡教學資源就需要不斷完善和更新，這項工作隨著知識和技術(shù)水平的發(fā)展永遠不會有盡頭。

［1］ 王自然，孟慶春．基于顧客價值的大學生電腦市場細分研究［J］．企業(yè)經(jīng)濟，2012，（6）：97－99

［2］ 盛紅勇，劉春花．大學生手機上網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查［J］．教育與職業(yè)，2012，（7）：35－36

［3］ 楊海燕，李穎嬌，劉玉琛等．《物理化學實驗》多媒體課件的制作與應用［J］．化工高等教育，2007，（2）：72－74

［4］ 李穎嬌，徐雅琴，白靜文等．農(nóng)科《物理化學實驗在線考試系統(tǒng)》的開發(fā)與應用［J］．廣州化工，2012，（17）：152－153