《分析化學實驗》立體化教材的建設(shè)與實踐

王巍　趙煥君　韓宇

【摘要】在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，培養(yǎng)學生自主學習能力，促進教學改革都在呼喚適應現(xiàn)代化教學的新型教材的出現(xiàn)。文章就目前分析化學實驗教學中存在的問題，立體化教材研究的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，教研組對《分析化學實驗》立體化教材的建設(shè)實踐等方面進行論述，并對該教材應用與教學的意義及應用前景進行了分析。

【關(guān)鍵詞】《分析化學實驗》;立體化教材;問題;建設(shè)

扎實辦好中國特色社會主義高校一定要著眼于“四個服務(wù)”，為國家培養(yǎng)“三有”建設(shè)者和接班人。藥學教育就是以為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)具有高超本領(lǐng)的藥學人才為主要目的。分析化學作為藥學相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在藥學教育的整個課程體系中具有舉足輕重的作用。尤其是分析化學實驗技術(shù)，是掌握各種藥學專業(yè)技能的重要基礎(chǔ)。俗話說：“行家一伸手，就知有沒有?！弊鳛樗帉W專業(yè)技術(shù)人才，具有精湛的分析化學實驗技術(shù)是尤為重要的。

一、目前分析化學實驗教學中存在的問題

（一）教學模式落后于社會發(fā)展

目前的分析化學實驗教學仍為傳統(tǒng)的“理論講授→操作演示→巡視指導”三步走，學生在課上按教師板書的內(nèi)容按部就班，“照方抓藥”，課堂信息量與學生能夠接觸或需要接觸的信息量嚴重不對等。

（二）教學手段單一

對于關(guān)鍵的實驗操作技術(shù)，仍以課堂演示為主，而目前多數(shù)院校實驗課師生人數(shù)比為1比20至30，即一位教師演示實驗操作要20—30名學生圍觀學習，受視角及距離的限制，學生不可能全都清楚地觀看演示和聆聽講解，因而無法正確掌握規(guī)范的實驗操作，嚴重影響教學效果。

（三）現(xiàn)有教材與實際課堂內(nèi)容難以匹配

現(xiàn)有實驗教材內(nèi)容與每個學校實際開設(shè)實驗有較大區(qū)別，無法滿足學生自主學習需求，不能對學生學習起到良好的輔助與指導作用。

基于以上情況，順應“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，推進信息技術(shù)與教育教學的全面深度融合，以理念創(chuàng)新為先導，以學習方式和教學模式改革為核心，開發(fā)建設(shè)新型的《分析化學實驗》教材勢在必行。采用二維碼技術(shù)，將紙質(zhì)教材與教學視頻、知識點拓展資料等有機融合，實現(xiàn)教材的圖、文、聲、像與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)相結(jié)合，解決教與學過程中遇到的各種難題。

二、國內(nèi)外立體化教材研究現(xiàn)狀

立體化教材最早由西方國家提出，稱為“integrated textbook/coursebook”，在國內(nèi)最早見于2001年教育部《關(guān)于加強高等學校本科教學工作提高教學質(zhì)量的若干意見》。高等教育出版社提出“立體化教材”的概念：“所謂立體化教材，就是以滿足教學多種需求、最大程度促進學生能力全方面發(fā)展為目的，在傳統(tǒng)印刷教材的基礎(chǔ)上，以課程教學為中心，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)將教學內(nèi)容、教學計劃、教學資源和數(shù)字化教學支持服務(wù)以多種媒介、多種形態(tài)、多個層次進行整合的具有靈活性、開放性和動態(tài)性的出版物的集合?！?/p>

目前的立體化教材主要表現(xiàn)形式有紙質(zhì)圖書和以下常用的媒介形式。

電子教案。電子教案中包括教師上課的全部板書、板畫與一些用語言難以表達的動感情景。用這種形式的教案上課可以完全不用黑板，并且增加了課堂容量，讓學生在美妙的聲、光、電環(huán)境中學習知識，提高了學習效果。

光盤。目前光盤主要分為CD、DVD、藍光光盤等幾種類型，其中前兩種在目前的計算機軟件類教材中應用較多。

教材配套教學網(wǎng)站。教材配套教學網(wǎng)站主要有兩方面作用，一方面用于介紹紙質(zhì)教材的基本內(nèi)容，另一方面為已使用教材的教師或?qū)W生提供網(wǎng)上資源服務(wù)，如在線學習、在線作業(yè)、在線考試、在線答疑、課程論壇等。目前中國中醫(yī)藥出版社和人民衛(wèi)生出版社的分析化學教材均建設(shè)有配套教學網(wǎng)站。

在線視頻。通過互聯(lián)網(wǎng)，可以提供視頻錄像和在線視頻講座。

自國家推進精品課程建設(shè)和立體化教材建設(shè)以來，各高校都積極響應，建設(shè)了一批國家級優(yōu)秀教材，取得了豐碩成果。

三、《分析化學實驗》立體化教材建設(shè)實踐

一本真正的立體化教材不只是教學資源的多樣化，其本質(zhì)應是教學設(shè)計的立體化，同時滿足教師教與學生學的需求。針對本校分析化學實驗課教學實際情況，對《分析化學實驗》立體化教材做如下設(shè)計。

第一，總體設(shè)計思路。傳統(tǒng)教材一般是將實驗操作技術(shù)作為一部分，各種滴定方法作為一部分，這樣實際上是將實驗原理與實驗技術(shù)割裂開來，不利于教師的教和學生的學，尤其是學生的自學。本研究改變傳統(tǒng)教材的思維體系，在主體教材中將實驗操作方法與具體實例相結(jié)合，根據(jù)初學者的認知規(guī)律安排實驗內(nèi)容，通過一個實驗掌握一種實驗技術(shù)，根據(jù)科研工作程序逐步安排實驗，即逐漸掌握分析化學相關(guān)的實驗操作技術(shù)。

第二，內(nèi)容安排方面。以一個主實驗來介紹實驗原理和實驗操作技術(shù)，同時配多個輔實驗，內(nèi)容可以是主實驗的延伸或該實驗技能在藥學科研中的具體應用，將其作為課后分析討論內(nèi)容，也可以作為開放實驗室學生的自選實驗內(nèi)容。

第三，教學視頻。制作優(yōu)質(zhì)的教學演示視頻，在化學分析中主要包括玻璃儀器的使用和滴定終點控制兩大部分。儀器使用規(guī)范操作部分需制作視頻資源：①酸式滴定管、堿式滴定管的基本使用方法;②分析天平的使用;③容量瓶的使用;④移液管的使用。滴定終點控制部分需制作視頻資源：①滴定操作過程;②以酚酞為指示劑的酸堿滴定終點控制;③以鉻黑T為指示劑配位滴定終點控制;④以淀粉為指示劑的氧化還原滴定終點控制;⑤以熒光黃為指示劑的沉淀滴定終點控制。

第四，輔助教學資源。實驗內(nèi)容的開篇引入、與實驗內(nèi)容相關(guān)的資源擴展、實驗原理的深入解析等，需要搜集和制作大量的文字、圖片、動畫等教學資源。

第五，內(nèi)容的整合。以教學內(nèi)容形成紙質(zhì)主體教材，利用二維碼技術(shù)將教學視頻、輔助教學資源整合到教材當中，形成圖、文、聲、像并茂的立體化教材。

四、立體化教材在教學實踐中的實施效果

以我校2018級中藥制藥專業(yè)為試驗班，在分析化學實驗課中對該教材進行試用。

以EDTA標準溶液的配制和標定實驗為例，本次實驗需要重點掌握的實驗技術(shù)是容量瓶和移液管的使用。提前一周將教學內(nèi)容布置給學生，讓學生通過觀看微視頻對容量瓶和移液管的使用要點做到心中有數(shù)。在課堂上通過同學之間互相觀摩糾錯的方式，使每一名學生都能夠?qū)崿F(xiàn)對這兩項實驗技能的掌握。與往屆學生在該次實驗中的表現(xiàn)相比，不規(guī)范或錯誤操作明顯減少。比如，在容量瓶定容過程中，當溶劑加至容量瓶體積的2/3～3/4處時，需進行初步混勻，以往經(jīng)?？吹綄W生蓋上瓶塞顛倒混勻，這樣的錯誤操作在本次實驗中一例未見，說明學生看視頻預習起到了很好的效果。

另外，本試驗班學生3份平行測定數(shù)據(jù)的精密度和準確度均顯著提高，這與規(guī)范的實驗操作是分不開的，而在課堂上短時間內(nèi)能夠熟練掌握規(guī)范操作得益于課下對視頻資源的預習，得益于立體化教材提供的豐富的學習資源。

五、立體化教材在教學實踐中的意義

將立體化教材應用于分析化學實驗教學實踐，將會對教學產(chǎn)生如下影響。

第一，提高自主學習有效性。學生根據(jù)教師布置的學習計劃對實驗內(nèi)容進行預習，課前可以明確實驗目的，理解實驗原理，了解實驗器材，熟悉實驗操作，大大提高了課堂學習效率。

第二，提高課堂學習針對性。將課前預習與教師課堂講解與演示相結(jié)合，解決預習過程中遇到的困惑，課堂學習更加具有針對性，顯著提高教學效果。

第三，提高實驗技術(shù)掌握程度。實驗操作過程中，可隨時回看視頻資料，掌握實驗操作細節(jié)，完成實驗技能培養(yǎng)目標。

第四，培養(yǎng)學生科研能力。通過自主學習，學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力得到提高，有助于逐步培養(yǎng)起良好的獨立科研工作能力。

第五，促進教學方法改革。以立體化教材為物質(zhì)基礎(chǔ)，有助于有效實施“翻轉(zhuǎn)課堂”、混合式教學等現(xiàn)代化教學模式改革。

六、立體化教材的應用前景

立體化教材的使用是當今科學技術(shù)發(fā)展對深化教學改革的必然要求。立體化教材運用于分析化學實驗教學是對傳統(tǒng)教學模式的變革，改變了學生被動的學習狀態(tài)，使學生主動參與到教學活動中來;將現(xiàn)代信息技術(shù)引入到教學過程中，教學內(nèi)容以開放式、多角度呈現(xiàn)給學生，為學生提供更多更新的學習資源，對提高學生學習興趣具有極大的促進作用;通過使用立體化教材，引導學生自主學習，對培養(yǎng)學生良好的學習習慣及終身學習能力具有積極作用。

當今的大學生已成為“被網(wǎng)絡(luò)綁架的一代”，他們每天暢游于網(wǎng)絡(luò)信息世界，喜歡追逐、捕捉最新最快的信息，相對傳統(tǒng)教科書而言，他們一定會更加喜歡這樣新穎的、會“動”的立體化教材。.

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