基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的《儀器分析》教學(xué)方法的改革研究

張麗媛，于潤(rùn)眾（等）

摘要：將基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的教學(xué)方法的改革應(yīng)用到《儀器分析》課程中，從教學(xué)內(nèi)容、虛擬實(shí)驗(yàn)、視頻課制作、信息交流幾方面進(jìn)行教學(xué)方法研究，目的是通過教學(xué)方法的改革使學(xué)生更準(zhǔn)確更細(xì)致更深入地學(xué)習(xí)和理解《儀器分析》課程相關(guān)的內(nèi)容，熟練掌握相關(guān)儀器方法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)課程；儀器分析；虛擬實(shí)驗(yàn)；視頻課

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）19-0051-02

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)又稱在線教學(xué)，是根據(jù)實(shí)際需求構(gòu)建的基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)管理與溝通平臺(tái)。隨著二十一世紀(jì)的來臨，信息科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在社會(huì)中的普及和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開始作為一種全新的教學(xué)形式，出現(xiàn)在我們面前。而儀器分析作為一門具有多學(xué)科交叉性、發(fā)展性和前沿性的學(xué)科，是在原理和技術(shù)上均采用當(dāng)今最先進(jìn)最前沿的科技發(fā)展起來的分析測(cè)試手段，廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在《儀器分析》課程教學(xué)中的應(yīng)用包括網(wǎng)絡(luò)課程、創(chuàng)設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室、錄制視頻實(shí)驗(yàn)課程、開辟儀器分析聊天群、編制科普和研究性學(xué)習(xí)的網(wǎng)頁等。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)還包括網(wǎng)上備課、課件制作、教學(xué)素材建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)授課、網(wǎng)上交流、網(wǎng)上學(xué)習(xí)等多種服務(wù)的綜合教學(xué)支撐平臺(tái)。黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院自開設(shè)《儀器分析》課程以來，經(jīng)過多年的教學(xué)研究，不斷借鑒前人在儀器分析課程教學(xué)改革方面的成功經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)本學(xué)院的條件和課程特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面也取得了一些有益的改革探索。

一、網(wǎng)絡(luò)課程的建立

我國(guó)教育部高等教育司頒布的《現(xiàn)在遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》中指出，網(wǎng)絡(luò)課程是“通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的某門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)的總和，它包括兩個(gè)組成部分：按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境”。簡(jiǎn)單地說網(wǎng)絡(luò)課程是信息時(shí)代條件下課程新的表現(xiàn)形式。網(wǎng)絡(luò)課程是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展而開始盛行的一種新型的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相比，它具有資源共享性、學(xué)習(xí)的自主性、課程結(jié)構(gòu)的開放性、學(xué)習(xí)的協(xié)作性等特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的模式概述為：文字教材自學(xué)+網(wǎng)絡(luò)課件學(xué)習(xí)+網(wǎng)上導(dǎo)學(xué)+網(wǎng)上答疑+必要的面授輔導(dǎo)+網(wǎng)上討論+小組活動(dòng)+課程作業(yè)+模擬試題自測(cè)+學(xué)習(xí)中心導(dǎo)學(xué)輔導(dǎo)+集中考試+課程終結(jié)性考試。網(wǎng)絡(luò)課程包括以下幾個(gè)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：包括課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)說明、教學(xué)計(jì)劃、知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容、典型實(shí)例、多媒體素材等。虛擬實(shí)驗(yàn)：包括實(shí)驗(yàn)情景、交互操作、結(jié)果呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析等。學(xué)生檔案：包括學(xué)生密碼、個(gè)人賬號(hào)、個(gè)人特征資料、其他相關(guān)資料等。協(xié)商交流：包括電子郵件、電子公告牌、聊天室、討論室、教師信箱、問答天地、疑難解答等。開放的教學(xué)環(huán)境：包括相關(guān)內(nèi)容、參考文獻(xiàn)、資源、網(wǎng)址的提供等。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立

《儀器分析》實(shí)驗(yàn)課與其他實(shí)驗(yàn)課有很多不同，最主要的特點(diǎn)就是分析用的儀器是主要的工具，這就出現(xiàn)一個(gè)問題，由于儀器組成往往都比較復(fù)雜，而學(xué)生接觸時(shí)間短，對(duì)這些特點(diǎn)都不是很了解，造成并不能很好地掌握其操作和功能；另一方面儀器的價(jià)格往往比較昂貴，實(shí)驗(yàn)室只有一臺(tái)，所以儀器分析常規(guī)的實(shí)驗(yàn)就是以演示實(shí)驗(yàn)為主，也就是實(shí)驗(yàn)教師操作，學(xué)生觀看，條件允許可以進(jìn)行練習(xí)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法會(huì)產(chǎn)生很多問題，比如一臺(tái)儀器老師操作，20多名學(xué)生觀看，不能保證每一個(gè)學(xué)生都可以觀察到操作過程，而且處于位置較后的學(xué)生不會(huì)由于看不清會(huì)自動(dòng)放棄觀摩，而是出現(xiàn)交頭接耳等不良現(xiàn)象，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。虛擬實(shí)驗(yàn)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，由實(shí)驗(yàn)所依賴的模擬程序、實(shí)驗(yàn)單元、工具和參考資料組成，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣進(jìn)行虛擬操作，最早是在1989年，由美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)的威廉·沃爾夫教授提出建立，通過在計(jì)算機(jī)上操作，借助多媒體、仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等構(gòu)建一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以紅外光譜法實(shí)驗(yàn)為例，簡(jiǎn)單說明虛擬實(shí)驗(yàn)的過程。

1.進(jìn)入操作界面，打開操作系統(tǒng)模型，在此模型下可以觀察到實(shí)驗(yàn)的操作步驟，可以選擇測(cè)定樣品。進(jìn)入樣品制作、軟件操作和參數(shù)設(shè)置的界面。

2.進(jìn)入軟件操作模型，在此模式下可以設(shè)置分辨率、掃描次數(shù)等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，設(shè)定完成后，進(jìn)入樣品制作模式，在樣品制作模式下可以根據(jù)樣品的物態(tài)不同，選擇氣體池或液體窗片或固體粉末壓片法進(jìn)行樣品前處理，處理好的樣品放入儀器中測(cè)定，得到紅外光譜圖，進(jìn)行譜圖解析，通過與標(biāo)注譜圖庫(kù)搜索比較，得到與待測(cè)物質(zhì)匹配的譜圖，確定該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

三、實(shí)驗(yàn)視頻的制作

針對(duì)食品質(zhì)量與安全專業(yè)的特點(diǎn)，選擇學(xué)生在將來工作中可能會(huì)應(yīng)用比較多的儀器分析實(shí)驗(yàn)：氣相色譜實(shí)驗(yàn)、高效液相色譜實(shí)驗(yàn)、分子熒光光譜實(shí)驗(yàn)進(jìn)行視頻錄制及制作，將制作好的實(shí)驗(yàn)視頻上傳到相應(yīng)的網(wǎng)站上，學(xué)生們可以通過網(wǎng)站鏈接進(jìn)行下載觀看，提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程，通過這種方法使得學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有個(gè)基本的掌握，更直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。這樣也有利于在真正實(shí)驗(yàn)過程中更好地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

四、信息交流

為了更好地與學(xué)生們溝通，采取建立儀器分析聊天群和編制科普和研究性學(xué)習(xí)的網(wǎng)頁兩相措施進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，老師可以通過與學(xué)生的交流來掌握學(xué)生的課上接受程度、及時(shí)了解學(xué)生的疑惑、引入激發(fā)學(xué)生思考的問題、及時(shí)調(diào)整講課的進(jìn)度……而同樣的學(xué)生有什么問題可以直接在群里和老師溝通，有問題也可以大家一起談?wù)?，這樣有助于學(xué)生們對(duì)儀器分析課程的掌握，還可以上傳到群共享、群空間等，通過網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行溝通，達(dá)到更全面細(xì)致的學(xué)習(xí)課程的目的。

總之，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為教育注入了新的活力和生機(jī)，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，具備開放性、交互性、共享性、協(xié)作性、自主性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和教學(xué)之間的結(jié)合程度將越來越多，也將越來越豐富，彼此間的影響也會(huì)越來越大，打破傳統(tǒng)的地域限制，增加人機(jī)間的多向互動(dòng)，也容易激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情。

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基金項(xiàng)目：黑龍江省教育廳“十二五”規(guī)劃課題“基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)《儀器分析》課程教學(xué)模式改革研究”（課題編號(hào)：GBC1212061）；黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2012年度省重點(diǎn)課題“食品質(zhì)量與安全專業(yè)研究型實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)施”（課題編號(hào)：GBB1212044）；黑龍江教育科學(xué)十二五規(guī)劃課題（GBC1212058）。

作者簡(jiǎn)介：張麗媛（1981-），女，講師，碩士，研究方向?yàn)閮x器分析方向。endprint