樊紅霞,柴成文,顧 聰,錢維蘭
(北京科技大學 自然科學基礎實驗中心,北京 100083)
“慕課”發(fā)源于美國,是英文 MOOCs的音譯,即“大規(guī)模在線開放課程”的英文簡稱[1]。2013年被視為中國慕課元年,在這一年,中國知名大學紛紛加入國際慕課平臺。2013年7月,北京大學、清華大學和上海交通大學等12所高校紛紛加入慕課陣營之中[2]。2013年8月,由華東師范大學考試與評價研究院中外名校研究中心與國內(nèi)20余所著名高中共同發(fā)起的C20慕課聯(lián)盟(高中)籌建大會在華東師范大學召開,C20慕課聯(lián)盟(高中)正式成立[3]。隨著世界眾多知名高校及中等院校逐漸加入慕課平臺,為慕課課程提供了豐富的資源?!澳秸n”浪潮在我國已經(jīng)從高等教育影響到基礎教育,這一以優(yōu)質(zhì)教學課程為傳播載體的全新教育模式正在沖擊著中國的傳統(tǒng)教育體制。
化學實驗是培養(yǎng)學生操作技能、實踐能力和科學素養(yǎng)的重要途徑,具有其他教學環(huán)節(jié)無法替代的作用,在高校人才培養(yǎng)中具有重要地位。隨著高等教育規(guī)模的擴大,教學層次和質(zhì)量的提高,對化學實驗課的教學模式和教學手段都提出了更高的要求。傳統(tǒng)實驗教學模式以課堂教學為主,時空受限大,師生交流少,已經(jīng)不能適應以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的現(xiàn)代教育的發(fā)展。在化學實驗室網(wǎng)絡平臺建設和應用方面,發(fā)達國家的高校處于領(lǐng)先地位,國內(nèi)則起步較晚。目前國內(nèi)部分大學已經(jīng)建立起較為完善的網(wǎng)絡實驗平臺,但在實驗技術(shù)網(wǎng)絡平臺的交互性建設方面做得還不夠,多數(shù)教學資源沒有對外開放共享[4]。因此,以“慕課”興起為契機,更新教育理念,加強化學實驗室網(wǎng)絡資源共享,是高校網(wǎng)絡實驗平臺建設的共同任務和未來發(fā)展趨勢。
目前,北京科技大學自然科學基礎實驗中心已經(jīng)建立起較為完善的網(wǎng)絡實驗平臺。包括網(wǎng)絡教學、儀器設備、分析測試、大學生創(chuàng)新等項目,學生可以通過局域網(wǎng)隨時進行實驗課程操作,動態(tài)模擬實驗過程,了解實驗儀器和器皿的使用方法,這些都有助于學生在實驗課前,了解實驗內(nèi)容、熟悉實驗操作,改變以往實驗課前枯燥的預習現(xiàn)狀。雖然我校網(wǎng)絡實驗平臺的建設取得了一定成果,但也存在一些需要完善的環(huán)節(jié)。
自然科學基礎實驗中心建設的實驗網(wǎng)絡平臺,提供了實驗基本操作和常用儀器的使用方法等視頻資料,沒有涉及大型精密儀器。有些大型精密儀器往往只有1臺,設備貴重,操作復雜。實驗課上教師需要向半個自然班(15人),甚至一個自然班(30人)講解,由于受到視角限制,很難使每位學生都清晰完整地觀看到所有操作細節(jié),盡管教師一遍遍向?qū)W生重復實驗原理、操作步驟、注意事項等內(nèi)容,面對這些儀器,學生還是無從下手,嚴重影響實驗教學效果[5]。因此大型儀器的使用應納入網(wǎng)絡實驗教學平臺,通過直觀生動、視角清晰、可重復播放的視頻資料 ,讓學生在課前預習中做到心中有數(shù),才能在課上對教師的講解做到“有的放矢”。
網(wǎng)絡實驗平臺建設還應綜合考慮學生的個體化差異,綜合考慮不同層次學生的實際情況,創(chuàng)建個體化學習環(huán)境。在一些設計性虛擬實驗的制定方面應體現(xiàn)層次性,讓學生選擇適合自己的學習內(nèi)容,自主探索、動手設計,充分發(fā)揮學生的積極主動性,挖掘?qū)W生學習潛力,做到虛擬教學與現(xiàn)實動手實驗教學相結(jié)合,使學生具有終身學習的意識,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力,使每個學生都得到發(fā)展。
大學化學實驗課程門類繁雜,參與的師生人數(shù)多,本校僅“無機化學實驗”課程每學年接待的學生已逾萬人次,為了使學生了解授課教師及課程的相關(guān)信息,網(wǎng)絡實驗平臺應及時更新教師信息和課程信息。由于實驗教學課堂時間有限,一些實驗教學工作者往往還承擔行政、科研等工作,不能固定在一個地方辦公。建立師生、生生交流平臺,學生和教師以及學生和學生之間可以利用互聯(lián)網(wǎng)進行交流和討論,打破課堂時空界限,有利于教學的互動,擴大師生、生生交流的廣度和深度。
高校化學實驗網(wǎng)絡平臺的完善是一項長期的工作,應根據(jù)需要不斷改革和調(diào)整。化學實驗室網(wǎng)絡平臺建設,應充分發(fā)揮計算機網(wǎng)絡和多媒體的優(yōu)勢,將文字、聲音、動畫、視頻等信息有效結(jié)合起來,使實驗教學活動內(nèi)容更加豐富,形式更加靈活,打破時空限制,為學生創(chuàng)造自主學習的環(huán)境,從而激發(fā)學生的學習興趣與創(chuàng)新意識,這對于高校實驗教學改革也具有重要意義。
慕課強調(diào)以“學”為本,重視學習的體驗和互動?;瘜W實驗網(wǎng)絡平臺建設亦應遵循“以學為本”的原則,即所有的網(wǎng)絡教學活動課程都應當充分利用各種技術(shù)手段和工具來為學生的“學”服務。其中課程資源的共享,教師資源共享也應包括在內(nèi)。
構(gòu)建網(wǎng)絡實驗平臺的真正意義是在這個平臺上實現(xiàn)教育資源共享,在這方面與發(fā)達國家相比,國內(nèi)起步較晚。目前,不少理工科院校和綜合性院校都建有化學實驗室網(wǎng)絡平臺,但多數(shù)化學實驗網(wǎng)絡平臺不夠完善,少數(shù)具備比較完善實驗平臺的還未能對外開放,這樣不利于校際之間和對外的交流與合作,在一定程度上制約了網(wǎng)絡實驗平臺的發(fā)展。例如,我校物理化學實驗室開設的“二氧化碳平衡常數(shù)測定”實驗[6]是一個典型的氣體平衡常數(shù)測定實驗,對冶金專業(yè)學生有重要指導意義,多數(shù)高校并沒有開設該實驗?!叭芤罕砻鎻埩y定”實驗,本校物化實驗室使用的是環(huán)圈法測定[6],有些高校使用最大氣泡法測定[7]?!耙后w飽和蒸氣壓測定”實驗,本校物理化學實驗室使用的試劑是無水乙醇[6],其 他 高 校 使 用 的 是 環(huán) 己 烷[8]和 異 丙 醇[7]。如果不同高校的教學資源通過化學實驗網(wǎng)絡平臺共享,學生可以了解其他高校實驗課程的開設情況,比較不同方法完成實驗甚至是同種方法不同試劑的優(yōu)劣。這些都有助于學生更好的理解實驗內(nèi)容,也有助于培養(yǎng)學生分析和實踐能力。
一位優(yōu)秀的教師不僅要具有豐富的實踐經(jīng)驗、先進的教學理念,還可以用自己的人格魅力感染學生,在學生的學習中扮演重要角色。優(yōu)秀的化學實驗教學工作者可以把課堂教學視頻資料共享,方便不同高校學生學習,有條件的學生甚至可以到現(xiàn)場旁聽學習。北京市海淀區(qū)學院路高校集中,學生可以在網(wǎng)上瀏覽自己喜歡的課程,選擇喜歡的教師,并在課余時間到現(xiàn)場旁聽學習。此外,優(yōu)秀師資共享,方便實驗教學工作者的交流與合作,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,彌補自身的不足。實現(xiàn)教師資源的共享,通過名師、名校的交流,有利于各校在相互學習中提高化學實驗教學水平。
化學實驗網(wǎng)絡平臺的建設與完善,可以提高并拓展基礎實驗教學空間,加速基礎實驗教學改革。化學實驗網(wǎng)絡平臺建設發(fā)展趨勢不是單一化、綜合化,而應該有針對性、適用性,不是為建設而建設,是為師生學習而建設,為提高教學水平而建設。高?;瘜W實驗室網(wǎng)絡平臺建設還應努力促進實驗教學資源、教師資源共享,通過加強同等院校和相關(guān)行業(yè)的交流與合作,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,使之更好地為高校實驗技術(shù)及相關(guān)行業(yè)服務,這也將是高?;瘜W實驗網(wǎng)絡平臺建設的共同任務和發(fā)展趨勢。
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[1]杜楊.“慕課”對高校體制的五大挑戰(zhàn)[N].光明日報,2013-08-21(014).
[2]殷丙山,李玉.慕課發(fā)展及其對開放大學的啟示[J].北京廣播電視大學學報,2013(5):29-30.
[3]牛宇鑫.在線課程“慕課”將改變教育行業(yè)[N].中國信息化周報,2013-09-09(019).
[4]黃凱,劉立巖.高校網(wǎng)絡實驗平臺現(xiàn)狀分析與內(nèi)容構(gòu)建應用之設想[J].學園,2012(21):96-97.
[5]黃宏志,蔡艷榮.儀器分析實驗網(wǎng)絡輔助教學系統(tǒng)的設計[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2012(1):6-7.
[6]李曄,韋美菊.物理化學實驗[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.
[7]謝輝.物理化學實驗[M].北京:北京師范大學出版社,2012.
[8]郭婷,孟濤.物理化學實驗[M].成都:西南交通大學出版社,2011.