信息化環(huán)境下高職藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)在線生態(tài)課堂構(gòu)建*

周慧芬 薛菲

西安醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)?；A(chǔ)部 西安 710309

0 引言

分析化學(xué)是一門古老的學(xué)科，從遙遠(yuǎn)的煉金術(shù)時(shí)代到當(dāng)下的后基因時(shí)代，分析化學(xué)早已超出了傳統(tǒng)的化學(xué)領(lǐng)域范圍，在不同行業(yè)發(fā)揮著重要作用。在藥學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)中，分析化學(xué)是每個(gè)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)課程，需要背誦、理解海量的理論知識(shí)，掌握嫻熟的操作實(shí)驗(yàn)技巧。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這樣的方式占用的時(shí)間和資源量是教學(xué)過程的負(fù)擔(dān)。在信息化環(huán)境下，通過依托互聯(lián)網(wǎng)和多媒體形式的在線生態(tài)課堂，分析化學(xué)的教學(xué)不再受空間、時(shí)間的限制，可以節(jié)省大量人力、物力資源，有效緩解傳統(tǒng)教學(xué)的部分問題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。

1 藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)總體框架

1.1 理論知識(shí)

分析化學(xué)作為化學(xué)的經(jīng)典分支學(xué)科之一，其理論知識(shí)貫穿整個(gè)藥學(xué)專業(yè)，是藥學(xué)專業(yè)的必備基礎(chǔ)。分析化學(xué)課程包含大量的重點(diǎn)知識(shí)及難點(diǎn)知識(shí)。教材中各項(xiàng)公式理論需要牢記并理解，才能應(yīng)用到實(shí)際問題中。要求學(xué)生能夠靈活應(yīng)用理論知識(shí)，提出解決問題的方法，探索新概念、新原理的應(yīng)用，從而加深對(duì)基本知識(shí)的理解，并將概念原理與相關(guān)問題緊密結(jié)合起來。分析化學(xué)和其他學(xué)科交叉融合，促進(jìn)自身發(fā)展，推陳出新，在眾多高新科學(xué)領(lǐng)域中作出了突出貢獻(xiàn)。

1.2 實(shí)踐實(shí)驗(yàn)操作

藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占據(jù)著十分重要的地位。從確定計(jì)劃開始，到親自經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，再到實(shí)驗(yàn)結(jié)束后結(jié)果的處理和表達(dá)，學(xué)生的實(shí)踐能力得以提高，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解加深。通過分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)合作能力；通過儀器分析實(shí)驗(yàn)接觸新型器材，拓寬學(xué)生眼界和知識(shí)面，為學(xué)生將來在工作崗位上的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)也可以促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)和掌握專業(yè)英語(yǔ)等相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生的綜合能力，為學(xué)習(xí)其他學(xué)科打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

2 傳統(tǒng)藥學(xué)專業(yè)分析化學(xué)教學(xué)弊端

2.1 大量知識(shí)需要記憶，容易錯(cuò)漏知識(shí)點(diǎn)

分析化學(xué)作為高職藥學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)授課方式以紙質(zhì)教材、掛圖和黑板板書為主，其中大部分理論知識(shí)生澀難懂、概念抽象化，對(duì)剛接觸這門學(xué)科的學(xué)生來說非?？菰?，在沒有深入了解專業(yè)知識(shí)前很難對(duì)該課程產(chǎn)生興趣，所以難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更難以在有限的課時(shí)內(nèi)牢記并理解各項(xiàng)知識(shí)要點(diǎn)，因此，課后復(fù)習(xí)必不可少，這就意味著要消耗大量學(xué)習(xí)時(shí)間，相對(duì)來說提高了學(xué)習(xí)成本。由于在課上短時(shí)間內(nèi)需要接納的知識(shí)過多，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶難免有所疏漏，若不能及時(shí)得到糾正，隨著所學(xué)知識(shí)的逐漸深入，會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生很多困擾，不利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

2.2 課下學(xué)習(xí)遇到問題求助困難

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必然會(huì)產(chǎn)生種種疑惑，有些問題在專業(yè)教材上無法找到答案。面對(duì)這種情況，一些學(xué)生選擇自行查閱資料或與同專業(yè)學(xué)生組成團(tuán)體交流心得，一部分問題可以通過這種途徑得到解答，但由于教學(xué)資源有限，相關(guān)資料過于陳舊、不具有時(shí)效性等，學(xué)生往往不能得到翔實(shí)有效的解答，有時(shí)甚至衍生出新的困惑。這些不斷積累的問題常常會(huì)影響學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，甚至?xí)寣W(xué)生對(duì)某些課程產(chǎn)生抵觸心理。另一部分學(xué)生選擇在課堂上請(qǐng)教老師，但傳統(tǒng)的教學(xué)方式較為單一，日常教學(xué)授課主要集中在課本中的專業(yè)知識(shí)，由于授課時(shí)間有限，所以對(duì)于學(xué)生問題的解答環(huán)節(jié)較少，無法給每一位學(xué)生提出問題的機(jī)會(huì)。在持續(xù)不斷的學(xué)習(xí)過程中，這種某一知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)空缺的情況常常會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生挫敗感和消極心理，以致影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，降低學(xué)習(xí)效率。

2.3 教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備資金投入大

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在分析化學(xué)課程中占比較重。隨著科技發(fā)展，新型材料不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法受教育體制及經(jīng)費(fèi)不足影響，已經(jīng)落后于時(shí)代。老舊實(shí)驗(yàn)設(shè)備難以滿足現(xiàn)在的課程要求，由于儀器設(shè)備的限制，大部分實(shí)驗(yàn)仍是沿襲延續(xù)之前的做法，嚴(yán)重桎梏了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，以致學(xué)生步入社會(huì)后難以勝任現(xiàn)代醫(yī)學(xué)崗位。新型材料需要新的實(shí)驗(yàn)方法分析檢測(cè)，新實(shí)驗(yàn)需要新設(shè)備支持，除必需的常用化學(xué)藥品、耗材以外，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)設(shè)備、儀器也需要進(jìn)行周期性更新，某些精密儀器設(shè)備價(jià)格動(dòng)輒十萬(wàn)、百萬(wàn)計(jì)，其維護(hù)及修理費(fèi)用也是一筆不小的支出。有的學(xué)校因財(cái)力不足，即使部分設(shè)備已超過報(bào)廢年限仍在繼續(xù)使用。老舊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備意味著教學(xué)手段的不足，教學(xué)水平的落后，根本原因在于學(xué)校資金能力不足，從客觀環(huán)境來看，我國(guó)大部分院校的財(cái)力確實(shí)無法滿足對(duì)各項(xiàng)設(shè)備的大量資金投入[4]。

2.4 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置重復(fù)低效

分析化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)幫助人們認(rèn)識(shí)事物內(nèi)在規(guī)律的科學(xué)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，了解物質(zhì)的組成部分，達(dá)到想要的目標(biāo)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，得到許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析與處理，可以幫助人們找到實(shí)驗(yàn)中存在的問題，為解決這些問題提供判斷依據(jù)。在實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的分析檢測(cè)過程中，因忙于操作，導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察不到位，數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤的現(xiàn)象屢見不鮮，由此得到的分析結(jié)果也是錯(cuò)誤的，一些實(shí)驗(yàn)因此宣告失敗。

傳統(tǒng)的高職分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，多數(shù)實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需照本宣科，機(jī)械式重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以得到與書本上相同的數(shù)據(jù)結(jié)果為目標(biāo)，忽視實(shí)驗(yàn)失敗的過程、原因。這種教學(xué)模式缺乏創(chuàng)新性的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，既浪費(fèi)了人力、物力，又扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造力，不利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體質(zhì)量和水平的提高。

3 在線生態(tài)課堂構(gòu)建途徑

3.1 改造多媒體教室

傳統(tǒng)課堂教學(xué)常以板書為主，有時(shí)也會(huì)用到一些教學(xué)模型，教學(xué)水平主要靠教師的講課風(fēng)格和個(gè)人魅力來體現(xiàn)，一些優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不具有普及性和可推廣性。信息化環(huán)境下多媒體教學(xué)設(shè)備顯著地改變了這一現(xiàn)狀，以LED 大屏幕和全方位的音響設(shè)備作為傳播載體，配合所學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)課件等數(shù)字媒體，可以有效地向課堂里每一位學(xué)生傳授知識(shí)。未來，可以結(jié)合VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）及MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)構(gòu)建更加實(shí)用的遠(yuǎn)程虛擬教室，實(shí)現(xiàn)完美的遠(yuǎn)程教育。依托網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建會(huì)議系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)設(shè)備為支撐，實(shí)現(xiàn)電子化課堂簽到、互動(dòng)、提交課業(yè)等功能。

3.2 構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室

對(duì)于分析化學(xué)專業(yè)課程來說，實(shí)踐操作是線上教學(xué)的短板。所以，教師教學(xué)時(shí)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和虛擬仿真軟件結(jié)合VR 設(shè)備，給予學(xué)生身臨其境的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，最大限度地完善虛擬實(shí)驗(yàn)室。利用信息化技術(shù)構(gòu)建各種仿真教學(xué)環(huán)境，采用與實(shí)際生活相接近的實(shí)例、情景等縮短課堂與現(xiàn)實(shí)的距離，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砼c方法。從而提高學(xué)生的積極性和參與性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

在學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中，進(jìn)行隨機(jī)提問，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的熟悉程度，有助于學(xué)生鞏固和加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作流程的熟練度。最后將實(shí)驗(yàn)成果與學(xué)生進(jìn)行交流與討論，讓所有人參與成績(jī)?cè)u(píng)定，以此提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

3.3 優(yōu)化圖書管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)

在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，選題與查閱文獻(xiàn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的基石與起點(diǎn)。這個(gè)過程需要查閱大量資料，想在茫茫書海里找到多項(xiàng)相關(guān)知識(shí)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間精力。信息化的圖書管理系統(tǒng)的出現(xiàn)極大地提升了實(shí)驗(yàn)效率，通過將各種專業(yè)書籍、專業(yè)報(bào)刊、圖文素材等轉(zhuǎn)換成電子檔案，使學(xué)生可以快速檢索查找所需知識(shí)。結(jié)合學(xué)生電子檔案，能方便、有效地管理實(shí)體圖書借閱和庫(kù)存管理。以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄常常存在記錄錯(cuò)漏、記錄不及時(shí)的情況，有些特殊實(shí)驗(yàn)消耗時(shí)間過長(zhǎng)，無法及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)象觀察和數(shù)據(jù)記錄也是其痛點(diǎn)。在信息化時(shí)代，這一切都可以通過計(jì)算機(jī)接入各種分析儀器全程記錄數(shù)據(jù)變化，借助監(jiān)控設(shè)備記錄實(shí)驗(yàn)過程，便于實(shí)驗(yàn)后的糾錯(cuò)和總結(jié)。最后將多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過專業(yè)軟件進(jìn)行對(duì)比分析，能夠快速得到結(jié)果，有助于快速解決應(yīng)用問題[2]。

3.4 依托各種服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理

生態(tài)化課堂的核心設(shè)備就是服務(wù)器，它如同人的大腦一樣接收來自四面八方的信息，經(jīng)過存儲(chǔ)、匯總并計(jì)算分析后，通過網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)終端設(shè)備回饋信息和指令。例如，多媒體學(xué)習(xí)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)字圖書管理系統(tǒng)、考試模擬題庫(kù)管理系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)等多種信息平臺(tái)，包括一切可以存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，都是可以依托不同功能的服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，通過處理后實(shí)現(xiàn)人們需要的功能。

教師可以利用信息化教學(xué)資源設(shè)計(jì)新的教學(xué)方法，查看學(xué)生考勤狀態(tài)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)報(bào)告及數(shù)據(jù)，通過對(duì)學(xué)生各項(xiàng)能力數(shù)據(jù)綜合分析評(píng)價(jià)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的掌握情況。學(xué)生可以通過龐大的數(shù)字化教學(xué)資源庫(kù)、專業(yè)類圖書文獻(xiàn)資料等各類資料自主學(xué)習(xí)，相比傳統(tǒng)紙質(zhì)書籍，其種類豐富、形式多樣，能夠激發(fā)更強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣。

3.5 開展混合教學(xué)

在傳統(tǒng)面對(duì)面授課的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，能夠有效克服傳統(tǒng)教學(xué)枯燥無味的缺陷。以電子課件作為教學(xué)載體，教師可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容需要編制PPT，制作音視頻素材，結(jié)合音視頻互動(dòng)技術(shù)，把書本上抽象的概念和數(shù)據(jù)形象化、立體化。借助電子課件將理論、數(shù)據(jù)以圖片或視頻的形式展示出來，學(xué)生在觀看的過程中，能夠更直觀地了解各項(xiàng)知識(shí)的要點(diǎn)與難點(diǎn)，從而達(dá)到加深記憶的效果。同時(shí)，將手機(jī)等移動(dòng)終端與課堂教學(xué)結(jié)合起來，利用手機(jī)建立班級(jí)討論群組，完成一些課堂上的互動(dòng)活動(dòng)，讓學(xué)生在互動(dòng)中學(xué)會(huì)知識(shí)。

在課后將重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)上傳到班級(jí)群中，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。教師還可以將各種分析實(shí)驗(yàn)的視頻在校內(nèi)平臺(tái)上進(jìn)行直播，如果學(xué)生在觀看實(shí)驗(yàn)的過程中對(duì)某些操作存在疑惑，可以隨時(shí)提出并留言。教師可以隨時(shí)根據(jù)學(xué)生提出的問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，并在課后對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行匯總，在之后的教學(xué)中作為重點(diǎn)講解內(nèi)容。通過與學(xué)生在平臺(tái)上交流及與學(xué)生進(jìn)行課下互動(dòng)，提升學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的熱情，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的興趣[3]。

3.6 多平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)授課

近年來，以廣域網(wǎng)為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)教育異軍突起，這種不受時(shí)間、地點(diǎn)限制的教學(xué)模式在近兩年得到迅速推廣應(yīng)用，逐漸成為一種新興的教學(xué)手段。以視頻會(huì)議系統(tǒng)為基礎(chǔ)的視頻教學(xué)迅速興起，為授課提供了便捷的教學(xué)組織方式，可以適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，可以同時(shí)連線數(shù)千人。通過商業(yè)版本API（應(yīng)用程序接口）對(duì)接，校內(nèi)其他設(shè)備支持聯(lián)動(dòng)，發(fā)揮黨建、教培、教育作用。用簽到、AI 人臉語(yǔ)言識(shí)別等手段，督導(dǎo)學(xué)生接受在線課堂教育，克服玩樂心理，消除學(xué)習(xí)惰性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

教師還可以利用視頻軟件制作簡(jiǎn)短的微課程，每個(gè)微課程視頻只講解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過多個(gè)微課程將知識(shí)點(diǎn)有機(jī)串聯(lián)在一起，讓學(xué)生對(duì)理論知識(shí)有更深入的理解。為學(xué)生創(chuàng)造可選擇性的寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的專注性和學(xué)習(xí)效率?，F(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用，可以讓學(xué)生方便、快捷地連線教師進(jìn)行可視化咨詢，使用各種搜索引擎查找學(xué)習(xí)資料，通過專業(yè)群、班級(jí)群、學(xué)校群實(shí)現(xiàn)快捷的資源共享，引導(dǎo)學(xué)生積極參與在線提問、解答，營(yíng)造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，利用碎片時(shí)間不斷提升知識(shí)水平，進(jìn)一步拓展信息化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。

4 結(jié)束語(yǔ)

在線生態(tài)課堂是信息時(shí)代下的一種新型課堂。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不再適合新時(shí)代的教育要求，逐漸顯現(xiàn)出弊端。以信息化環(huán)境為背景，改革教學(xué)模式和方法，推動(dòng)傳統(tǒng)課堂向互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的在線生態(tài)課堂轉(zhuǎn)變，是一項(xiàng)重要而長(zhǎng)期的研究任務(wù)。因此，應(yīng)該使用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段營(yíng)造分析化學(xué)生態(tài)化的教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為社會(huì)培養(yǎng)更多的專業(yè)人才。