網絡環境下大型儀器設備培訓數字化資源建設淺談

劉艷 李帥 周毓麟 孟威 孟令軍 逯家輝 任曉冬

摘要：教育信息基礎設施體系的建設豐富了數字教育資源。吉林大學國家級生物實驗教學示范中心依托現有平臺，不斷加強網絡教學建設，著力開發大型儀器設備培訓數字化資源。本文以多功能酶標儀數字化資源建設為例，介紹了網絡實驗建設的方法及意義，在應用中擴大了受益學生范圍，培養學生自主學習、合作學習、研究性學習，并積極探索與企業共建合作育人模式，更好地服務社會。

關鍵詞：網絡教學；數字化資源；大型儀器設備

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）50-0007-02

隨著我國教育信息基礎設施體系的建設，城市和經濟發達地區的各級各類學校已經不同程度地建成校園網，并以多種方式接入互聯網，為拓展教學空間提供了硬件保障[1]。近年來，數字教育資源不斷豐富，擴大了優質教育資源輻射面，為開展啟發式、討論式、參與式教學，提供了軟件支持[2]。為了加快網絡教學模式發展，推進在線開放課程和開放平臺建設，吉林大學國家級生物實驗教學示范中心（以下簡稱中心）依托現有平臺，開展大型儀器設備培訓數字化資源建設，經過幾年來的應用與完善，取得了較好的教學效果。

一、現行大型儀器設備培訓存在的問題

大型儀器設備的配備是衡量一所高等學校綜合實力的重要因素[3]。但針對本科生的大型儀器設備培訓中，卻存在諸多不足，例如，因儀器貴重，禁止學生使用儀器，而僅僅給學生看圖片、講原理；即便是在儀器旁講解，也因學生人數多，授課時間短，只流于大體介紹而已，學生無從掌握儀器設備的使用技術；也有部分高校雖然注重了儀器設備的講解，但因儀器設備的耗材價格昂貴，不允許本科生使用，導致以本科教學經費購置的儀器設備僅用于科研，不能用于教學的現象發生；還有部分高校在教學過程中，考慮到本科生對大型儀器設備操作不熟練，易造成儀器損壞，因而設置專業教師或實驗技術人員進行操作，學生僅僅是旁觀，不能動手操作儀器。因為上述問題的存在，大型儀器設備的培訓未達到實踐教學的目的，也未盡到人才培養的責任。

二、設計符合學生認知規律的儀器設備培訓模式

教育，是以知識、技能為工具教會他人思考和實踐的過程。設計符合學生認知規律的教學模式尤為重要，網絡教學模式的設計突出了以教師為主導，以學生為主體的特點。在大型儀器設備培訓數字化建設項目中，將培訓課程設置為資源展示、題庫、自測、模擬操作、實驗結果在線分析等幾部分。在資源展示部分將儀器操作錄制成視頻詳細展示，配有操作步驟演示文稿，并依據儀器應用設置資源拓展等部分；題庫部分是將儀器設備操作相關的習題以不同形式展示，并配有參考答案，加深學生的理解；自測部分將學生容易出錯的內容進行考核，強化其實際操作的正確性；學生實驗后可將實驗結果直接提交到網上，進行在線結果分析。教師對實驗數據、分析結果進行點評，同時根據儀器使用的特點開展學生互評、實驗討論等。通過以上形式，可提高學生實驗興趣，調動學生實驗的積極性、主動性，培養學生自主學習、合作學習和研究性學習能力。

三、數字化資源建設的方法

1.培訓視頻的制作。（1）制作原則。大型儀器設備培訓的數字化建設不單單是對儀器操作全過程的展示，還要明確知識點、突出重點難點、豐富培訓內容、展現手段生動[4]。首先，明確學生需要掌握的技術要點，如多功能酶標儀可進行熒光、吸收光等多種檢測，根據檢測方式的不同，可分為不同操作模塊進行制作，主題明確簡潔，每部分視頻時間控制在5～10分鐘為宜，保證學生在學習過程中能夠精力集中；其次，在制作過程中，需要除去所有可能干擾學生學習、分散注意力的非實驗物品，避免與實驗無關的事物對學生造成誤導；此外，在制作中還需要以多種方式進行展現，根據學科特點也可進行雙語字幕滾動播放。（2）攝錄制作。大型儀器設備培訓的攝錄可使用手機、數碼相機、DV等攝像設備錄制，也可使用錄屏軟件錄制音頻或視頻，錄屏軟件有Camtasia Studio、Screen2swf、屏幕專家等。錄制時要求環境光線充足、安靜，實驗操作者需著潔凈實驗服，根據實驗要求可佩帶手套、帽子、口罩及防護鏡等相關實驗備品，不可佩帶耳環、項鏈、戒指等裝飾物。聲音和畫面要求同步，無交流聲或其他雜音等缺陷，畫面清晰生動，無明顯失真或放音過沖、過弱。伴音清晰、飽滿、圓潤，無失真，無噪聲雜音干擾、無音量飄忽、無解說聲與現場聲、背景音樂失調等現象。（3）制作要求。視頻壓縮采用H.264（MPEG-4 Part10：profile=main，level=3.0）編碼方式，碼流率256 kbps以上，幀率≥25 fps，分辨率≥720×576（4：3）或1024×576（16：9），音頻信噪比≥48 dB。字幕要使用符合國家標準的規范字，不出現繁體字、異體字（國家規定的除外）、錯別字；字幕的字體、大小、顏色、位置、出入屏方式、停留時間等需要與畫面、解說詞、配樂等其他要素配合適當，確保整體和諧。如需添加動畫，要求動畫色彩造型和諧，幀與幀之間有較強的關聯性，播放流暢，靜止畫面時間不超過5秒鐘，采用GIF、SWF（≥Flash6.0）或SVG存儲格式，但與實驗無關、不必要的動畫效果均需刪除。合成視頻需要有片頭片尾，顯示標題、作者、單位等信息。

2.其他素材的制作。（1）文本的制作。文本包含使用操作步驟、注意事項、操作技巧、試題等，制作成DOC或DOCX格式。其中試題可分為習題、作業和自測題，自測題以選擇題、判斷題等客觀題為主，便于學生自測，所有試題提供答案。（2）演示文稿的制作。演示文稿采用PPT或PPTX格式，不要使用PPS格式；避免內嵌音頻、視頻或動畫。每頁版面的字數不宜太多。正文字號不小于24磅字，使用Windows系統默認字體，不要使用仿宋、細圓等過細字體，不使用特殊字體。盡量避免不必要的組合，盡可能少用宏命令，播放時不要出現宏命令腳本提示。（3）圖形、圖像的制作。彩色圖像顏色數不低于真彩（24位色），灰度圖像的灰度級不低于256級。屏幕分辨率不低于1024×768時，掃描圖像的掃描分辨率不低于72dpi。采用常見存儲格式，如GIF、PNG、JPG等。

四、數字化資源建設的意義

1.自主式學習，實現個性化教學。學生通過電腦、手機、ipad等移動通訊終端進行互聯網學習，自主把握學習的地點、時間和節奏，以自由放松的心情，享受學習的樂趣，在學習中發現問題并提出解決問題的方法。如將多功能酶標儀使用操作錄制為視頻，通過吉林大學課程中心、吉林省高校課程共享聯盟網、高等教育出版社云課程平臺等多個平臺在線運行，使學生可隨時隨地進行學習，實現了個性化教學。改變了以往培訓時，由于教學進度的限制，難以顧及到每位學生的不同特點，通過網上培訓、真機操作、在線結果分析討論，彌補傳統教學的不足。

2.多元化考核，推進混合式教學。（1）設置階段性考核問題。根據教學知識點的難易程度，大型儀器設備網上培訓由淺入深，分為相互關聯的幾個階段。學生觀看部分視頻后會彈出與所學知識相關的問題，對已學習知識進行提問，學生可選擇性回答，正確回答一定比例的問題后方可繼續學習。這種階段性考核問題，類似于游戲中的過關，不僅增加了學生的學習興趣，而且培養了學生的攻堅意志。（2）開展線上線下教學互動。教師設置討論題目，引導學生就某一主題展開討論，促進學生合作式學習、研究性學習。教師通過在線答疑、課堂討論等線上線下教學活動的設計和配合，了解學生學習動態，就共性和個性問題進行指導。通過ICC平臺統計學生學習活動和評價，依據統計數據調整教學重點和難點。

3.資源共享，探索校企合作育人。學生使用手機、電腦、ipad等移動通訊終端，利用高等教育出版社云課程等多個互聯網平臺進行無界限學習，實現校際共享、校際互動，擴大受益學生數量，為兄弟院校人才培養起到良好的示范作用，如參加省級大學生生物實驗技能大賽的選手，可通過互聯網隨時學習儀器使用方法，做好參賽準備。大型儀器設備應用學科較多，如多功能酶標儀涉及醫藥、食品、環境等諸多學科，通過公開共享網站，可向相關專業、行業輻射，加強與企業的資源共享，培養適合企業、科研院所需求的科研、生產和管理人才，探索校企合作育人模式，促進大學生創新創業能力的培養[5]。

五、結語

加快推進教育信息化還面臨諸多的困難和挑戰，數字教育資源共建共享的有效機制尚未形成，優質教育資源尤其匱乏[6]。網絡實驗建設對于推進教育信息化、促進教育變革意義重大。讓我們攜手共建數字化資源，推進教育信息化進程。

參考文獻：

[1]教育部.教育部關于加強高等學校在線開放課程建設應用與管理的意見.教高[2015]3號[Z].2015-04-13.

[2]國務院.國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見.國辦發〔2015〕36號[Z].2015-05-04.

[3]簡利茹.關于高校開設大型儀器培訓課程的思考[J].高校實驗室工作研究，2014，（4）：88-89.

[4]陳曉菲.翻轉課堂教學模式的研究[D].武漢：華中師范大學，2014.

[5]滕利榮，孟慶繁，王貞佐，等.構建高校與社會協同實踐育人新模式[J].中國大學教學，2012，（7）：74-75.

[6]教育部.教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）.教技[2012]5號[Z].2012-03-13.