新媒體環境下多維教學模式的探討

尚慶坤+張景萍+王愛霞+朱東霞+王元鴻+朱連德+郭英娜

摘要：隨著現代科學技術的發展，大數據、互聯網+、云計算等智能化的新媒體已對人們的社會生活、經濟、金融、教育等多個方面產生了極大的影響，也給高等教育提出了新問題和新挑戰。充分利用新媒體下的各種信息資源，將多維教學模式融入高師院校本科教學中，勢必會帶來新的體驗和新的效果。本文認真分析了我校近年來《儀器分析實驗》教學中存在的主要問題，簡要介紹了作者在新媒體環境下對多維教學模式的探討及取得的初步成效。

關鍵詞：新媒體；高師院校；多維教學模式；儀器分析實驗

《儀器分析實驗》是與《儀器分析》理論課配套設置的一門實驗課，是高等師范院校化學專業本科生的必修基礎課之一。與其它基礎實驗不同的是，在儀器分析實驗課中，學生利用各種大型精密儀器，通過測量物質的物理化學參數及其變化規律，來獲取物質的化學組成、含量和結構信息。儀器分析理論課與實驗課的有效融合，有助于激發學生特異性思維和親自動手操作的欲望，調動學生的學習主動性和積極性，培養學生的邏輯思維能力和動手能力。

伴隨著我國經濟、科技、網絡技術的發展，計算機和智能手機普及水平的提升，高校大學生接收信息的渠道更加多樣化，時效性更強，如果我們依然是按部就班地從書本到實驗室來組織教學，勢必落后于時代。本文作者針對我校近年來在《儀器分析實驗》教學中存在的問題，對多媒體環境下《儀器分析實驗》的教學進行了一系列改革實踐，取得了較好的效果。

一、我?；瘜W專業《儀器分析實驗》教學中存在的主要問題

（一）實驗內容陳舊

前幾年，《儀器分析實驗》內容以傳統的光譜方法、色譜方法、電化學方法等為主，包括經典的原子吸收光譜法、原子發射光譜法、紅外光譜法、紫外光譜法、氣相色譜法、液相色譜法、極譜法、電位法等，實驗教材是自編的講義，內容較少，講義中介紹的大多數儀器是較早的型號，這就導致學生在理論課上認識到的新儀器和新方法，與實驗講義不符，與實驗所用儀器也不符，影響了學生的學習興趣。

（二）授課方式單一

過去的《儀器分析實驗》教學，多采用教師講解為主的模式來組織教學，教師往往講得很詳細，學生只需要按照老師規定好的實驗路線和步驟，在規定的儀器上來完成即可，這就使學生沒有自主發揮的空間，不利于學生創造性思維的發展。同時，教師的講解替代了學生的預習，學生多是被動地接受，缺乏主動學習的動力。

（三）學生動手機會少

《儀器分析實驗》不同于其它基礎實驗，很難實現一人一組的模式，只能是幾個人一組，且由于大型儀器多較精密、價格昂貴，為防止儀器出現故障，不可能使所有的學生都有動手操作的機會，大部分時間是在看實驗，因而導致學生上課積極性不高。

針對以上問題，我們近幾年對《儀器分析實驗》教學進行了大膽的改革，并取得了一定的成效。

二、《儀器分析實驗》教學改革的實施

（一）引入新方法、新內容

近幾年，隨著學校對學科建設的投入不斷增加，我們先后購進或更新了一些大型儀器，及時地將這些大型儀器投入到本科生的《儀器分析實驗》教學中，如600兆核磁共振波譜儀、紫外.可見漫反射光譜儀、氣質聯用儀、液質聯用儀、x-射線粉末衍射儀、表面分析儀、元素分析儀等，使學生有機會接觸能代表當代儀器分析水平的新型儀器，開闊了學生的眼界，激發了學生的學習興趣。

為了使學生更好地了解和掌握這些新儀器的性能及使用方法，重新編寫并出版了內容豐富的《儀器分析實驗》教材，將這些新儀器統統收納其中，并在教材中增加了探索性實驗的內容，讓學生進一步了解大型儀器的更多功能。

與此同時，我們將教師的部分科研成果引入教學中，增加了很多選做的內容。如，新型納米電極的制作、爆炸物分析、新型納米材料的光譜分析等，在實驗方法的選擇上借鑒了許多國家標準方法，舍棄了一些對人體和環境有危害或毒性較大的試劑和方法。學生對這行新內容非常感興趣，很多學生在下課后主動和有關老師聯系，加入到科研團隊中，這樣既為教師的科研團隊增添了新生力量，也使學生的科研能力得到了培養和鍛煉，反過來也增強了學生對《儀器分析實驗》的學習熱情。

（二）探索新媒體下多維教學模式

所謂新媒體是指借助計算機或智能手機、網絡等新技術進行傳播信息的數字媒體形式，包括社交媒體、移動媒體、數字媒體、即時通信、智能手機、網絡電視、數字雜志和電子書等不同的媒體業態。新媒體環境下多維教學模式是指在一定的教育理念指導下，圍繞教學目標將多維教學方法、多維教學手段、多維教學組織形式等融為一體的帶有新媒體特征的立體綜合體系。

為了提高學生課前預習的有效性，我們購進了一套《儀器分析虛擬仿真實驗》軟件，編寫了操作說明，學生利用校園網絡和自己的郵箱賬號即可進入虛擬實驗室進行實驗課的預習。在虛擬實驗室，學生可以充分發揮自己的想象力，進行各種嘗試，不用擔心違反操作規程對大型儀器的損害，同時，學生的實驗方案會得到及時的評價，錯誤的地方被及時指出并被告知對分析結果可能產生的影響，也節省了教師的精力。

為了使學生更好地了解大型儀器的內部構造，我們以氣相色譜儀為例，在儀器生產廠家的幫助下，對儀器進行了合理的拆分，開發了可詳細介紹氣相色譜儀內部結構的虛擬仿真軟件，應用到教學中，反響非常好。

此外，我們還在學校的教學系統中，構建了《儀器分析及實驗》教學BB平臺，上傳了豐富的教學資料，包括我們自己錄制的儀器功能介紹及操作方法的視頻、教師授課的PPT文檔、實驗思考題及測試題等，為師生間實時的交流討論、學生之間的信息交換提供了方便。

以上這些教學資源的引入，不僅提高了實驗預習的效果，對減少實驗誤差和儀器故障也起到了很好的作用。由此可見，充分利用新媒體下的多維教學資源，是高校教學改革的重要措施之一。

（三）創造更多的動手操作機會endprint

近幾年，隨著高校招生人數的增加，給《儀器分析實驗》帶來的壓力也越來越大。由于《儀器分析實驗》采用分組教學，儀器有限，每組人數越多，沒機會動手操作的學生就越多。為解決這個問題，我們采用了兩個策略。一是在不增加學生的實驗課時的前提下，比教學計劃多開設幾個實驗，讓學生自己來選擇。如教學計劃是8個實驗，實際開設10～12個實驗，讓學生任選其中8個實驗，這樣使每組人數相對減少，增加學生的上機機會。二是在儀器分析及實驗課之后，開設選修課，對儀器分析技術進行深入學習。目前開設了兩門選修課，一門叫做《有機物結構分析》，主要涉及結構分析及鑒定的儀器分析方法，如紅外光譜儀、紫外光譜儀、質譜儀、核磁共振波譜儀等；另一門叫做《化合物成分分析》，主要選擇無機物成分分析和有機物定量分析常用的原子吸收光譜儀、原子發射光譜儀、氣相色譜儀和液相色譜儀等。這兩門課都是實驗課，沒有理論講授，每門課程開設4～5個實驗，每個實驗8學時。由于限制了選修人數，因此每個學生都有上機操作的機會?！痘衔锍煞址治觥芬髮W生進行從樣品前處理開始，直至標準溶液的配制、上機測試、計算分析結果并加以評價的全過程，使學生了解、體驗實際樣品分析測試的真正過程；《有機物結構分析》課上為每個學生準備了未知樣品，讓他們自己通過測試，解析，最后報告出未知物的結構，這樣學生在進行每一個實驗測試時，都非常投入，不僅使他們對所用到的儀器分析方法有了深入的了解，同時極大地鍛煉了他們綜合分析問題和解決問題的能力。

三、改革的初步成效

通過在《儀器分析實驗》教學中引入新方法、新內容，使學生掌握了最新的現代儀器分析技術，提高了學生的知識層次，開闊了視野，了解科學研究的前沿問題，激發了學生的學習積極性和主動性。利用網絡、智能手機等新媒體形式，引入多維教學模式，極大地豐富了教學資源和信息量，拓展了實驗教學的空間，不僅提高了實驗預習的效果，而且給學生提供了自由設計實驗的平臺，有利于培養學生的創新能力。后續實驗選修課的開設，對全面提升學生的實際動手能力和綜合分析能力都有很大作用，有利于培養適應社會需求的高素質人才。

四、未來工作設想

高師院校的儀器分析實驗教學，應緊密結合高師院校的培養目標及學生發展的實際需求，選取不同層次的實驗教學內容，因材施教，有的放矢。對于以中學教師為培養和就業目標的學生，我們擬重點加強其熟練使用基本的大型分析測試儀器的能力的訓練；而對想繼續攻讀研究生的學生，則側重培養學生綜合運用各種大型儀器來解決成分分析、結構解析等實際問題的能力，也重點為這些學生創造更多的獨立設計實驗的機會，這樣將有不同需求的學生分開安排實驗內容，還使得有限的儀器資源得到了最有效的利用，解決了人多儀器少的矛盾。另外，我們擬充分利用虛擬仿真教學軟件結合QQ和微信、BB平臺的互動和問答，強化實驗預習和考核環節，如果學生通過考核，即可直接上機實驗，教師的工作重點是指導學生正確使用儀器以求獲得準確可靠的實驗數據，學生不再完全依賴教師，更有利于培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。endprint