農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建

趙仲麟，蘇同福，徐翠蓮，潘振良，李鑫，李燕，袁超

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，河南 鄭州450002；2.鄭州輕工業(yè)學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州450002）

加強素質(zhì)教育，轉(zhuǎn)變教育觀念，深化教育改革努力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，不僅是新時期經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀要求，也是高校改革與發(fā)展的必然選擇。農(nóng)業(yè)類高等院校中，基礎(chǔ)化學(xué)實驗是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等本科專業(yè)的主干基礎(chǔ)課程，同時也是農(nóng)學(xué)、生物技術(shù)、資環(huán)、園藝、牧醫(yī)、植保等多個本科專業(yè)學(xué)生的必修課程。該門課程在化學(xué)類和生物類專業(yè)的本科教育教學(xué)過程中占有舉足輕重的地位，對于日后學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)十分重要，在學(xué)生的實驗技能、科學(xué)研究能力的培養(yǎng)中起著決定性的作用。但隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中存在的弊端也日漸凸顯。為了響應(yīng)國家深化教學(xué)改革、提倡素質(zhì)教育的要求，如何改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量是各個高校均在積極探索的問題。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一種新的教學(xué)手段，通過網(wǎng)絡(luò)資源的獨特優(yōu)勢，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)可以改善基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)效果。［1～4］國內(nèi)的一些高校也對如有機化學(xué)、儀器分析等課程進行了網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，［5～8］取得了較好的效果。本文對目前農(nóng)業(yè)類高校中基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題進行了分析，并對基礎(chǔ)化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)化平臺的建設(shè)進行了探討。

一、傳統(tǒng)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題

（一）實驗教學(xué)方法方式單一

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)大多以教師為中心，采取教師講授與演示的方式，以灌輸為主，學(xué)生按既定的書本上的實驗步驟進行，學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)是被動接受，很多學(xué)生實驗結(jié)束后仍不理解實驗?zāi)康?。此外，?dāng)前大部分任課教師均通過板書畫圖結(jié)合教材上實驗過程及裝置進行講解，圖形繪畫的形象與否影響了學(xué)生的理解，而不同教師講述的內(nèi)容也不完全一致。通常一個班級人數(shù)約為30人，授課時由于學(xué)生人數(shù)較多，只有離教師較近的學(xué)生才可看清儀器的組裝和操作的具體過程，沒聽懂的同學(xué)只能在實驗過程中向老師請教或是照搬其它同學(xué)。這些方式均不利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，沒有運用以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式進行教學(xué)。

（二）硬件條件的限制

高校中的實驗教學(xué)主要的目的是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，使其將所學(xué)的技能用于今后的科研和生產(chǎn)實踐當(dāng)中，實驗課在整個課程教學(xué)中占有舉足輕重的地位，各高校也越來越重視實驗課程的建設(shè)。但當(dāng)前實驗課在各高校均遇到具有相同共性的問題。［9］由于本科教學(xué)總學(xué)時的減少，隨之基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)時也相應(yīng)減少，造成一些實驗內(nèi)容刪減。同時，擴招造成本科生數(shù)量的大幅增加，而與之對應(yīng)的實驗室和授課教師的有限數(shù)量。以本校為例，目前每年有近2000名學(xué)生必修該門實驗課程。全部實驗室滿負荷運轉(zhuǎn)，包括晚上和周末上課，才能保證全校所有學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)。而往往遇到節(jié)假日或特殊情況造成實驗課程停上，可能導(dǎo)致停課學(xué)生的實驗課由于缺少實驗室而無法彌補。此外，對于一些大型的儀器實驗，由于數(shù)量少，不能滿足每個同學(xué)親自動手操作。這些情況下，硬件條件對教學(xué)限制作用非常明顯。

（三）新時期教學(xué)方式的探索

實驗課程著重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，課前任課教師會要求學(xué)生預(yù)習(xí)下節(jié)課的內(nèi)容，課堂上教師對實驗內(nèi)容做講解后，由學(xué)生獨立完成。90后的新時代大學(xué)生與之前的大學(xué)生具有新的特點，他們普遍個性較強，學(xué)習(xí)的積極性不高，普遍沒有養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的良好習(xí)慣，很多學(xué)生并沒有按要求預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容。任課教師進行課堂演示后，未預(yù)習(xí)學(xué)生仍不能理解實驗的目的意義和儀器操作方法，善自更改實驗步驟，進而不能觀察到正確的實驗現(xiàn)象，得到滿意的實驗結(jié)果，這些問題都會影響教學(xué)效果。在時代飛速發(fā)展的今天，如何改變教學(xué)方式，制定出符合當(dāng)代大學(xué)生的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率是廣大高校教師都在思考的問題。實驗網(wǎng)絡(luò)信息化實驗教學(xué)模式可在很大程度上改善當(dāng)前遇到的難題。

二、基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺及技術(shù)開發(fā)

（一）建設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們的生活越來越依賴網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺輔助實驗教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，具有方便、快捷、操作強、內(nèi)容可及時更新等特點。國外的一些高校也已發(fā)展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，［10］并對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)效果進行了比較。［11］隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)的普及，學(xué)生也樂于將更多的時間用于網(wǎng)絡(luò)瀏覽，通過網(wǎng)絡(luò)這種學(xué)生易于接收的方式將課堂知識傳授給他們，無疑會提高學(xué)生的學(xué)期興趣，進而改善教學(xué)效果，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。對于一些化學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)實驗，［12～16］我們也會將相關(guān)的實驗課程教學(xué)內(nèi)容放入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中。

我們構(gòu)建的實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中包含教師的講課教學(xué)視頻、幻燈片課件、模擬實驗動畫和實驗操作視頻等內(nèi)容，同時我們也充分考慮到了網(wǎng)站系統(tǒng)的美觀、界面的易操作性、內(nèi)容的全面性等要素。實驗課與理論課存在較大差異，實驗更強調(diào)實際操作，著重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，一旦學(xué)生錯過實驗，因缺少實驗條件，往往很難通過課下彌補?；A(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺是對課堂教學(xué)的有力補充，學(xué)生可以按自身時間自行登陸網(wǎng)站瀏覽和預(yù)習(xí)實驗課程內(nèi)容，錯過實驗課的同學(xué)也可以通過網(wǎng)站內(nèi)容補習(xí)遺漏的知識。除了課程所學(xué)的知識內(nèi)容外，實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)該平臺同時還具備答疑和實驗報告修改等互動功能。如學(xué)生有疑問可進行在線提問，教師對學(xué)生所提的問題進行解答，實現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)平臺為橋梁的教學(xué)互動。

（二）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的技術(shù)支持

平臺軟件：Wordpress［17］

工具開發(fā)軟件：FrontPage 200、Dreamweaver MX2004、Dreamweaver、FrontPage、UltraEdit

動畫、音頻和圖像處理軟件：Fireworks、3DMAX、Photoshop、Ulead GIF Animator

相關(guān)支持技術(shù)：HTML、VBScript、Javascrip、tADO、 Client／Server 結(jié) 構(gòu)、StreamMedia

（三）基于Wordpress的實驗網(wǎng)絡(luò)

教學(xué)平臺

開展網(wǎng)絡(luò)信息教育已成為國外信息素質(zhì)教育的主要形式。開源軟件WordPress具有強大的內(nèi)容管理功能，具有多種優(yōu)點?；赪ordpress構(gòu)建高校信息素質(zhì)教育門戶，可以節(jié)約資金，可以突破時間和空間的限制，提高信息素質(zhì)教育水平。［18］目前 WordPress已經(jīng)成為主流的Blog搭建平臺，可作為高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息平臺建設(shè)的平臺軟件。由于WordPress是一個功能非常強大的博客系統(tǒng)，插件眾多，易于擴充功能，而且安裝和使用比較方便，同時支持多用戶的文章發(fā)布和留言，學(xué)生可對網(wǎng)站上的內(nèi)容進行評價和反饋。該系統(tǒng)容易操作，有較好的定制性和擴展性，可及時更新網(wǎng)站中的內(nèi)容，方便平臺維護人員對平臺的管理。

（四）虛擬實驗的開發(fā)

利用Flash動畫技術(shù)，我們實現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的動畫演示，在此基礎(chǔ)上建立了相應(yīng)的網(wǎng)上實驗?zāi)M系統(tǒng)。通過動畫手段介紹了蒸餾、溶沸點測定、摩爾氣體常數(shù)測定、酸堿滴定等實驗，將實驗中涉及的各種儀器的實物模型清晰地展示出來，同時詳細介紹了各部分的原理和功能，使那些在課堂上難以講授的內(nèi)容通過局部放大、重復(fù)展示等手段介紹給學(xué)生。如利用Flash動畫，演示普通蒸餾、減壓蒸餾實驗，通過動畫很好的展示了儀器的安裝過程和具體的實驗步驟，最后觀察到的實驗現(xiàn)象。又如摩爾氣體常數(shù)的近似測定的實驗中，該實驗利用簡易的裝置生產(chǎn)氫氣，通過金屬鎂與鹽酸發(fā)生反應(yīng)置換出氫氣來測定摩爾氣體常數(shù)的數(shù)值。學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上的講課視頻和動畫學(xué)習(xí)裝置的安裝方法以及相關(guān)實驗細節(jié)，通過系統(tǒng)的正確操作得到成功的實驗結(jié)果。這些手段極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時減少了實際操作中化學(xué)試劑的浪費，達到綠色環(huán)保的目的。

（五）教學(xué)課件的制作

基礎(chǔ)化學(xué)實驗課注重基本操作，我們還制作了集演示與模擬于一體的基礎(chǔ)化學(xué)多媒體課件，用于輔助講課視頻。課件共包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗用品、實驗步驟、實驗演示、注意事項、思考題、背景知識等幾個部分。電子課件可以取代傳統(tǒng)的實驗用書，將文字、聲音、圖形、動畫、視頻等內(nèi)容融合，可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，將其從枯燥的課本中解放出來，是一種學(xué)生較易接受的形式。

（六）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺需克服的問題

實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)需要網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士的參加，對硬件及技術(shù)的要求較高。我系教師與我校的電子信息科學(xué)與技術(shù)系的教師、學(xué)生組成團隊，共同開發(fā)該網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置。除此之外，與實驗內(nèi)容相關(guān)的動畫和視頻素材的收集也是一項艱巨的工作。我們開設(shè)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗包括基本實驗和儀器實驗，共36個實驗，已有的與實驗完全一致的素材少之又少，而且一些已有的素材比較老舊，無法使用。因此，大部分的動畫、教學(xué)視頻及課程幻燈片都必須重新制作，這個過程需投入大量的時間、精力及財力。

三、實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果分析

（一）網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的優(yōu)勢

網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的最大優(yōu)勢就是時間和空間的自由支配。特別對于實驗課程來講，對實驗室、設(shè)備的要求較高，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢更加顯而易見。我們開發(fā)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實驗內(nèi)容相結(jié)合，這種新模式可以提高學(xué)生的學(xué)期興趣，改善教學(xué)效果。網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)使得課程內(nèi)容形象生動，可以增強同學(xué)們的學(xué)校興趣，將學(xué)生從枯燥的書本中解放出來，而當(dāng)代的學(xué)生也更樂于接受計算機授課這一個形式。另外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的知識更便于記憶和理解，可以實現(xiàn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。同時，對于錯過實驗課程的同學(xué)，可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的電子課件、視頻演示、模擬實驗等方式自學(xué)實驗課程內(nèi)容，最大程度上彌補缺課所帶來的不利影響。

基礎(chǔ)化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)課程適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展與基礎(chǔ)教育改革的需要，網(wǎng)絡(luò)平臺中不只介紹實驗原理、相關(guān)知識和操作步驟，更重要的是給學(xué)生提供一個實驗研究科學(xué)方法的平臺，使學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知識、分析和總結(jié)所學(xué)的知識，將所學(xué)的知識轉(zhuǎn)化為動手能力，使其掌握真正意義上的學(xué)習(xí)方法，達到舉一反三的目的，無疑會極大的推動實驗教學(xué)改革的進行。

（二）網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中的需注意的問題

利用網(wǎng)絡(luò)進行實驗教學(xué)，主要是希望學(xué)生通過課余時間自主完成實驗內(nèi)容的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等內(nèi)容。由于時間可自由支配，對學(xué)生的自我約束力和學(xué)習(xí)動力是一個極大地考驗。同時，由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)缺少課堂氣氛，一些學(xué)生在無壓力的情況下不能積極自主的利用已有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，因此，這就對教師提出了更高的要求，授課教師在課前要要求學(xué)生做到課前預(yù)習(xí)，課堂中要對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行提問，從而監(jiān)督學(xué)生的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。

由于網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)采取的是人機互動的模式，只是模擬實驗情況，而實驗注重的是培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力，任課教師要警惕一些學(xué)生自認為通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已掌握實驗內(nèi)容，而課堂實驗中不動手的現(xiàn)象。此外，人機互動的模式并不能完全替代課堂的面對面的交流，一些學(xué)生由于計算機或網(wǎng)絡(luò)等硬件基礎(chǔ)條件的缺乏或自身的理解力問題不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)這種新的教學(xué)模式，教師需要對這部分學(xué)生加以關(guān)注，解決他們的在學(xué)習(xí)中遇到的困難。

四、結(jié)語

積極發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，避免其不利因素，通過構(gòu)建及不斷完善網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺，不斷豐富已有的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)這種模式必將取得良好的教學(xué)效果。同時，實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式不僅適用于農(nóng)業(yè)類院校的教學(xué)改革中，同樣也對其他院校的實驗教學(xué)具有一定的參考價值，對深化教學(xué)改革、為我國培養(yǎng)高水平人才具有重要的意義。

［1］劉淳，章強武，齊陽，等.交互式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的研究與實現(xiàn) ［J］.南京大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)），2006，42（1）：29－37.

［2］童學(xué)紅，侯曉莉，崔茜.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，創(chuàng)新機能實驗教學(xué)模式 ［J］.實驗技術(shù)與管理，2008，25（12）：120－122.

［3］謝曉林，余勝泉，程罡，等.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的新發(fā)展 ［J］.開放教育研究，2007，13（5）：12－24.

［4］高瑾，路秋麗，趙莉.基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的數(shù)字課程研究與開發(fā) ［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，21（12）：131－134.

［5］王麗波，徐雅琴，白靖文，等.農(nóng)業(yè)院校有機化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建 ［J］.實驗室科學(xué).2009（6）：98－100.

［6］盧一卉.淺論化學(xué)實驗教學(xué)研究課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在的問題與解決對策 ［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報，2008，33（6）：141－144.

［7］周云，張連慶，林金明.儀器分析實驗多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的設(shè)計與實現(xiàn) ［J］.實驗技術(shù)與管理，2010，27（7）：93－95.

［8］白靖文，葉非，徐雅琴，等.《農(nóng)科有機化學(xué)實驗一單元操作》多媒體課件的設(shè)計與制作 ［J］.化工高等教育，2007（4）：40－42.

［9］劉文宏，楊?？?，楊善中，等.基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與網(wǎng)絡(luò)化建設(shè) ［J］.廣州化工，2010，38（3）：203－204.

［10］Moses A S，Skinner D H，Hicks E，et al.Developing an educator network：the effect of a teaching scholars program in the health professions on networking and productivity ［J］.Teach Learn Med，2009，21 （3）：175－179.

［11］Coma Del Corral M J，Guevara J C，Luquin P A，et al.Usefulness of an Internet－based thematic learning network：comparison of effectiveness with traditional teaching ［J］.Med Inform Internet Med，2006，31 （1）：59－66.

［12］趙仲麟，頓文濤，謝黎霞，等.化學(xué)生物學(xué)本科畢業(yè)實驗設(shè)計——產(chǎn)植酸酶微生物的篩選及鑒定 ［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，24（6）：21－23.

［13］趙仲麟，袁超，朱偉，等.化學(xué)生物學(xué)綜合創(chuàng)新設(shè)計實驗——大腸桿菌中表達綠色熒光蛋白 ［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，23（8）：167－168.

［14］李燕，何培新，王楠，等.生物化學(xué)實驗教學(xué)中開展創(chuàng)新性實驗的探討 ［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，24（2）：199－200.

［15］趙仲麟，馬鑫，袁超，等.3株產(chǎn)β－甘露聚糖酶菌株的分離和鑒定 ［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，45（6）：684－687.

［16］趙仲麟，頓文濤，蘇同福，等.內(nèi)含肽介導(dǎo)的綠色熒光蛋白純化 ［J］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，45（5）：581－584.

［17］Douglass R T，Little M，Smith J W.Building online communities with drupal，phpBB，and wordPress［M］.New York：Apress.2006：369－489.

［18］江波，覃燕梅.基于開源軟件WordPress構(gòu)建高校信息素質(zhì)教育門戶 ［J］.現(xiàn)代情報，2012，31（10）：124－126.