基于網絡信息技術的《儀器分析》教學方法的改革研究

張麗媛，于潤眾（等）

摘要：將基于網絡信息技術的教學方法的改革應用到《儀器分析》課程中，從教學內容、虛擬實驗、視頻課制作、信息交流幾方面進行教學方法研究，目的是通過教學方法的改革使學生更準確更細致更深入地學習和理解《儀器分析》課程相關的內容，熟練掌握相關儀器方法的應用。

關鍵詞：網絡課程；儀器分析；虛擬實驗；視頻課

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）19-0051-02

網絡教學又稱在線教學，是根據實際需求構建的基于互聯網的教學管理與溝通平臺。隨著二十一世紀的來臨，信息科學和網絡技術在社會中的普及和應用，網絡教學開始作為一種全新的教學形式，出現在我們面前。而儀器分析作為一門具有多學科交叉性、發展性和前沿性的學科，是在原理和技術上均采用當今最先進最前沿的科技發展起來的分析測試手段，廣泛應用于科學技術和國民經濟的各個領域。網絡教學在《儀器分析》課程教學中的應用包括網絡課程、創設虛擬實驗室、錄制視頻實驗課程、開辟儀器分析聊天群、編制科普和研究性學習的網頁等。同時網絡教學還包括網上備課、課件制作、教學素材建設、網絡授課、網上交流、網上學習等多種服務的綜合教學支撐平臺。黑龍江八一農墾大學食品學院自開設《儀器分析》課程以來，經過多年的教學研究，不斷借鑒前人在儀器分析課程教學改革方面的成功經驗。針對本學院的條件和課程特點，在教學內容、教學方法和教學手段等方面也取得了一些有益的改革探索。

一、網絡課程的建立

我國教育部高等教育司頒布的《現在遠程教育資源建設技術規范》中指出，網絡課程是“通過網絡表現的某門學科的教學內容實施的教學活動的總和，它包括兩個組成部分：按一定的教學目標、教學策略組織起來的教學內容和網絡教學支撐環境”。簡單地說網絡課程是信息時代條件下課程新的表現形式。網絡課程是隨著計算機網絡的飛速發展而開始盛行的一種新型的教學模式，與傳統的課堂教學相比，它具有資源共享性、學習的自主性、課程結構的開放性、學習的協作性等特點。網絡課程學習的模式概述為：文字教材自學+網絡課件學習+網上導學+網上答疑+必要的面授輔導+網上討論+小組活動+課程作業+模擬試題自測+學習中心導學輔導+集中考試+課程終結性考試。網絡課程包括以下幾個內容：教學內容：包括課程簡介、目標說明、教學計劃、知識點內容、典型實例、多媒體素材等。虛擬實驗：包括實驗情景、交互操作、結果呈現、數據分析等。學生檔案：包括學生密碼、個人賬號、個人特征資料、其他相關資料等。協商交流：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。開放的教學環境：包括相關內容、參考文獻、資源、網址的提供等。

二、虛擬實驗室的建立

《儀器分析》實驗課與其他實驗課有很多不同，最主要的特點就是分析用的儀器是主要的工具，這就出現一個問題，由于儀器組成往往都比較復雜，而學生接觸時間短，對這些特點都不是很了解，造成并不能很好地掌握其操作和功能；另一方面儀器的價格往往比較昂貴，實驗室只有一臺，所以儀器分析常規的實驗就是以演示實驗為主，也就是實驗教師操作，學生觀看，條件允許可以進行練習。這種實驗教學方法會產生很多問題，比如一臺儀器老師操作，20多名學生觀看，不能保證每一個學生都可以觀察到操作過程，而且處于位置較后的學生不會由于看不清會自動放棄觀摩，而是出現交頭接耳等不良現象，影響學生的學習過程。虛擬實驗是指在計算機系統中采用虛擬現實技術實現的各種虛擬實驗環境，由實驗所依賴的模擬程序、實驗單元、工具和參考資料組成，實驗者可以像在真實的環境中一樣進行虛擬操作，最早是在1989年，由美國弗吉尼亞大學的威廉·沃爾夫教授提出建立，通過在計算機上操作，借助多媒體、仿真、虛擬現實技術等構建一個基于網絡化的虛擬實驗環境，實驗者可以像在真實環境中一樣完成各種預定的實驗項目。以紅外光譜法實驗為例，簡單說明虛擬實驗的過程。

1.進入操作界面，打開操作系統模型，在此模型下可以觀察到實驗的操作步驟，可以選擇測定樣品。進入樣品制作、軟件操作和參數設置的界面。

2.進入軟件操作模型，在此模式下可以設置分辨率、掃描次數等相關的實驗參數，設定完成后，進入樣品制作模式，在樣品制作模式下可以根據樣品的物態不同，選擇氣體池或液體窗片或固體粉末壓片法進行樣品前處理，處理好的樣品放入儀器中測定，得到紅外光譜圖，進行譜圖解析，通過與標注譜圖庫搜索比較，得到與待測物質匹配的譜圖，確定該物質的結構，完成實驗報告。

三、實驗視頻的制作

針對食品質量與安全專業的特點，選擇學生在將來工作中可能會應用比較多的儀器分析實驗：氣相色譜實驗、高效液相色譜實驗、分子熒光光譜實驗進行視頻錄制及制作，將制作好的實驗視頻上傳到相應的網站上，學生們可以通過網站鏈接進行下載觀看，提前預習實驗整個過程，通過這種方法使得學生們對實驗的內容有個基本的掌握，更直觀地觀察到實驗細節。這樣也有利于在真正實驗過程中更好地理解實驗內容。

四、信息交流

為了更好地與學生們溝通，采取建立儀器分析聊天群和編制科普和研究性學習的網頁兩相措施進行學習交流，老師可以通過與學生的交流來掌握學生的課上接受程度、及時了解學生的疑惑、引入激發學生思考的問題、及時調整講課的進度……而同樣的學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論，這樣有助于學生們對儀器分析課程的掌握，還可以上傳到群共享、群空間等，通過網絡方式進行溝通，達到更全面細致的學習課程的目的。

總之，現代網絡技術為教育注入了新的活力和生機，充分發揮網絡教學的優勢，具備開放性、交互性、共享性、協作性、自主性。隨著信息技術的發展，網絡和教學之間的結合程度將越來越多，也將越來越豐富，彼此間的影響也會越來越大，打破傳統的地域限制，增加人機間的多向互動，也容易激發學習者的學習熱情。

參考文獻：

[1]劉曉宇.食品質量與安全專業中《儀器分析》教學的探討[J].華中農業大學學報，2007，68（2）：12-14.

[2]李簡，岳宣峰.食品科學與工程專業儀器分析課程教學探析[J].榆林學院學報，2010，20（6）：53-55.

[3]胡樹煜，王琢.《儀器分析》虛擬實驗室的設計與實現[J].硅谷，2008，（18）：71-72.

[4]白雁，張娟，潘瑾，等.“虛擬實驗室”在高校儀器分析教學中的應用[J].實驗技術與管理，2011，28（12）：169-174.

基金項目：黑龍江省教育廳“十二五”規劃課題“基于網絡信息技術《儀器分析》課程教學模式改革研究”（課題編號：GBC1212061）；黑龍江省教育科學“十二五”規劃2012年度省重點課題“食品質量與安全專業研究型實踐教學模式構建與實施”（課題編號：GBB1212044）；黑龍江教育科學十二五規劃課題（GBC1212058）。

作者簡介：張麗媛（1981-），女，講師，碩士，研究方向為儀器分析方向。endprint