以课程网站构建分析化学立体化教学系统的探索

陈宪明　苏　峻

摘 要:构建分析化学立体化教学系统,已经成为分析化学教学改革的方向之一。本文在分析化学课程网站建设的实践基础上,讨论了课程网站对分析化学立体化教学的作用、实施分析化学立体化教学的条件,提出了基于课程网站的分析化学立体化教学形式和方法,对以课程网站构建分析化学立体化教学系统进行了探索。

关键词:课程网站 分析化学 立体化 教学系统

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1673-8454(2009)13-0069-04

“分析化学”是高校化学类专业的专业基础课程之一,计算机技术迅猛发展,特别是多媒体技术的广泛应用,给分析化学教学增添了新的活力和提出了新的挑战。在教学中,课程网站能提供良好的网络协作学习工具和网络评价工具,充分利用现代教育技术的先进手段和理念,与传统教学手段、方法完美结合,并克服传统教育培养创新人才的方法手段的局限性,利用网络为创新人才的培养提供了良好的环境,有利于培养学生的自主探究能力和创新能力。[1] 为了提高教学质量,构建分析化学立体化教学系统,已经成为当前分析化学教学改革的发展方向之一。我们在构建分析化学立体化教学系统的过程中,设计和开发了分析化学课程网站,对分析化学立体化教学进行了初步的探索。

一、课程网站对分析化学立体化教学的作用

在分析化学立体化系统中,要利用信息技术来营造一种新型的教学环境,支持情境创设、启发思考、信息获取、资源共享、多重交互、自主探究、协作学习等多方面要求的教学方式与学习方式——也就是实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式,分析化学课程网站改变了传统教学方式,在分析化学立体化教学中起到了重要的作用。[2]

1.构建立体化的教学资源

传统分析化学的教学资源仅局限于纸质资源,如教材、参考书等,以及一些视频资源,如录像、电影等,或教学模型等。随着科学技术的发展,教育信息化进程的加快,教学资源的建设已经转向多种媒体形式,满足多样化需求的立体化方向发展。[3] 在分析化学课程网站中,除了传统的纸质教材和参考资料外,一般可以有网页形式的网络课程、ppt文件形式的电子教案,以及教学图表、动画、视频和教师上课录像、参考资料、试题库、知识库等。在教学中,教师可以根据需要,对各种教学资源进行整合,利用超链接的方式,将各种媒体组成立体化网络教材,有效地解决了教师上课的板书、展示资源的难题,也解决了学生预习、听课、复习和扩展知识的难题,为教学提供了立体化教学资源库。

例如三鹿牌婴幼儿奶粉事件中,涉及蛋白质含量的测定标准和方法、三聚氰胺如何提高蛋白质检测值等问题,这是分析化学教学的内容。由于教材编写的滞后性,现行的分析化学教材通常介绍使用测定氮含量折算为蛋白质含量的方法,而在奶粉中加入三聚氰胺而达到提高蛋白质含量的非法途径,正是钻了测定方法的空子。在婴幼儿奶粉事件发生后,在网络上就有很多相关内容,应用立体化教学方式,可以在课程网站中加入这方面的内容,引导学生学习,还可以引导学生上网搜索相关内容,进一步思考和理解,有效地培养学生从网络上获取知识的意识和能力。

2.构建立体化的教学时空

课程网站能创立分析化学立体化的教学时空,主要表现在教学时间和空间的扩展化。首先,教学时空的扩展能改变学生学习的时间和地点,在传统分析化学教学中,课堂教学在规定的时间和空间中进行,表现为单一化和固定化,不利于教师教学和学生学习。利用课程网站开展教学,教学的时间和空间得到扩展,不再局限于固定的时间和地点,学生可利用课程网站,在各种时间和各种有条件上网的地方进行学习。其次,教学时空的扩展还能改变教师和学生的角色定位,在网络空间中,学生除了是学习者的角色外,还可以是合作者、批判者或指导者,使学生可以不在教师的注视下进行自主学习和协同学习。

3.构建立体化的学习环境

传统的教学由教师在教室的教学环境中进行,有利于教师对学生学习行为的控制与指导,但很难创立学生自主学习和协同学习的环境。建构主义的学习环境是学习被刺激和支持的地点,是支持学生自由探索和自主学习的场所,是学习者在追求学习目标和问题解决的活动中可以使用多样的工具和信息资源、并相互合作和支持的场所。[4] 课程网站能使学生利用各种资源和模块构建立体化的学习环境,充分满足学生的自由探索和自主学习的需要。

4.构建立体化的学习方式

在信息时代里,信息技术已经向各个领域进行渗透,甚至成为支配诸多领域的重要形式。其中,广泛应用于教育教学领域的多媒体技术的影响也投射到了作为人类生存活动的学习过程之中,必然引起学生学习方式的变革。[5]在分析化学中,以课程网站构建立体化的学习方式呈现个别化,主要有个别化的自主学习和探究学习等。在个别化的学习方式中,学生独立自主地安排学习进度、学习时间和学习内容,自主完成学习任务,不受传统教学时空的限制,表现出独立性和自主性。

二、基于课程网站的分析化学立体化教学条件

在分析化学立体化教学中,其所依赖的主要条件是分析化学课程网站。我们根据教学的要求,组建了分析化学课程网站,满足了教师的备课、课件制作、讲授、辅导、答疑、作业批改等教学过程的需要,也满足学生的预习、听课、复习、作业、测试等学习过程的需要,解决了教师在教学中制作课件难、上传文件难、课件修改难,以及学生在学习中的听课做笔记难、课后浏览教师教案难、师生交流难等问题,为开展分析化学立体化教学提供了的网络平台。在分析化学课程网站中,使用了ASP技术和Access数据库,具有内容丰富、使用简便、交互性强、功能强大,以及良好的可维护性和可拓展性等特点。在分析化学课程网站的设计中,遵循网站设计的原则,做到构思新颖、页面精美、结构合理,使用方便。在教学应用设计中,根据分析化学的特点和立体化教学的要求,我们特别注意了以下几个方面:

1.课程网站的资源要满足教学和学习的需要。在立体化教学中,要有教学的资源和学生学习的资源,并有较强的资源管理功能。在分析化学课程网站中,设置了课程信息、网络课程、电子教案、学习辅导、实验指导、参考资料、知识检索和课程资源等模块,在每个模块中都有后台上传或输入功能,提供教师使用。

2.课程网站要有强大的交互功能。在立体化教学中,师生之间、学生之间的交互是重要的学习交流方式,课程网站要为创建交互环境提供网络手段。在分析化学课程网站中,主要通过在线测试、网络作业、网络答疑等模块,提供交互功能。在网站中,特别设计了网络作业的模块,具有学生输入作业、教师批改作业、学生浏览作业等功能,在教学应用中取得了很好的效果。

3.课程网站要方便输入化学公式和符号。在分析化学中,涉及大量的公式和特殊符号,而这些公式和符号不能通过网络编辑器输入,这成为制作分析化学课程网站的一个瓶颈。我们的做法是先用WORD的公式编辑器输入这种公式或符号,再用Photoshop或Fireworks等图片编辑软件处理为底色透明的图片,然后上传到课程网站中,使用时先将这些公式或符号的图片显示出来,再复制、粘贴,通过链接的方式显示出来。

4.课程网站要方便操作各种媒体。课程网站中的网络课程是多媒体形式,主要涉及文字、图片、视频、动画、声音等,在网站设计时,要考虑这些媒体的上传、显示和链接的操作。在分析化学课程网站,设置有文件上传、显示模块和进行复制、粘帖功能。教师可在后台使用上传模块,将有关媒体文件用中文命名并上传到服务器的有关文件夹中。显示模块采用直接显示文件的方法,并可将显示出来的内容或文件名复制、粘帖,达到直接显示内容或单击文字显示内容的效果,方便各种环境下的使用。

5.课程网站的文字显示方式要符合课堂教学的需要。在分析化学课程网站的设计中,比较难处理的是页面背景、文字的颜色,以及文字的大小、粗细。背景和文字的颜色要求反差大,而文字的大小和粗细要考虑到使用的环境,个人阅读和教室投影时的要求是不一样的。在课堂教学上,要根据教室大小、教学人数、灯光等条件来设置页面显示的背景颜色、文字颜色、文字大小和文字粗细,适应各人使用习惯和各种使用场合。在分析化学课程网站的网络课程中,我们设置了背景颜色、文字颜色、文字大小和文字粗细等四个按钮,可根据需要进行设置,取得了很好的效果。

三、基于课程网站的分析化学立体化教学形式

分析化学利用课程网站开展立体化教学,在课程网站的基础上,将传统教学形式和现代多媒体、网络教学形式综合使用,运用多媒体技术和各种教学手段,达到最佳的教学效果。立体化教学的形式主要体现在以下几个方面。

1.课堂教学立体化

建构主义认为,学生获取知识主要不是通过教师传授得到的,而是在一定的背景和情景下,利用各种学习资源,通过与其他人的协商、交流、合作和本人进行意义建构的方式获得,课程网站为学生建构学习平台提供了网络条件。在课堂上利用课程网站进行立体化教学主要体现在将传统教学手段、多媒体教学手段、网络教学手段的综合应用。首先,教师在备课时可整合网站中的各种媒体,编制出多媒体网络课件并储存在课程网站上,在课堂上使用多媒体课件进行教学,避免了单个课件的单一性,也便于学生课外浏览,提高教学和学习效果。其次,教师可使用课程网站提供的教学资源,运用文本、图片、声音、视频和动画等多种媒体形式,创设课堂学习情景,增强课堂气氛,更好地调动学生的学习兴趣。另外,利用课程网站进行网络教学,能改变了师生的角色,使得教师成为整个课堂教学的组织者、调整者、指导者,学生由被动接收者变为学习的主体。

2.辅导答疑立体化

在课程网站中,辅导答疑的立体化表现在面对面辅导和网络辅导的两个层面上。在分析化学立体化教学中,除了传统的面对面辅导和答疑外,还可应用网络辅导和网络答疑的形式。在分析化学课程网站上,设置了文字材料的学习辅导模块、语言和文字答疑的网络答疑模块。文字材料的学习辅导内容可由教师根据学生学习的情况进行设定和输入,有的放矢地对学生进行提示、解答,学生可在网上查阅。网络答疑可使用留言板或在线语言对话的方式,让学生提出问题,由教师或学生进行回答,组成了一个网络协同学习环境。网上的辅导和答疑具有不受时间、空间和人员的限制,教师和学生都能方便使用,提高了效率,取得了良好的效果。

3.学生作业立体化

分析化学课程网站为学生在网上输入、提交作业和教师批改作业提供了平台。学生作业立体化是指学生在网络提交作业,教师在网络批改作业,形成网络作业系统。网络作业平台应提供输入分析化学作业的常用工具,如上标和下标设置、特殊符号和公式输入等,解决输入的困难。教师在作业批改平台批改作业,对各题的作业情况给出评语,并根据作业情况给出成绩。

4.学生测验立体化

自我测验是学生自己检查学习效果的主要形式。在传统的教学形式中,学生自我测验受到测验题来源贫乏的限制而难以进行。课程网站的网络测验模块主要由教师编辑试题和学生答题、查询、浏览等子模块组成。在网络测验中,学生根据教师给出的测验题进行测试,具有时间、空间的灵活性,并能实时给出测验成绩,查询测验结果和正确答案,找出错误的原因,很受学生欢迎。

5.实验演示立体化

分析化学是一门实验性很强的学科,在教学中涉及许多实验现象和实验过程。在传统的教学中,难以在课堂内进行实验仪器、实验现象或实验过程的演示。在课程网站中,可将实验仪器、实验现象和实验过程的动画或视频集成在网站中,教师和学生都可随时演示或观看。例如普通分光光度计、双波长分光光度计、双光束分光光度计之间的联系和区别,教师难以进行实物演示,学生难以观察和掌握。在课程网站的支撑下,教师可演示这三种分光光度计的示意动画,直观地表现了它们之间的相同和不同之处,收到事半功倍的效果。

四、基于课程网站的分析化学立体化教学方法

心理学实验的研究表明:教学过程中运用的感觉器官越多,它们的作用发挥得越充分,对学习的知识越容易理解和巩固。[6] 分析化学课程网站能充分利用各种媒体资源刺激学生的感觉器官,为教师和学生提供可视化、可交互和可协作的网络环境,使得教师能够应用立体化的教学方法,开展立体化的教学活动。

1.课堂教学与网络教学结合

在传统的课堂教学中,以教学班为单位,教师按照教学进度,使用粉笔和黑板,根据教材,依序讲解教材的内容,并布置作业给学生练习。传统的课堂教学突出教师作为教育者的人文因素作用,通过教师板书、讲述、演示等方法,加深学生的认知,收到较好的效果。但传统教学方法有其自身的局限性,主要表现在以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象等。分析化学立体化教学能将课堂教学与网络教学结合,以课堂教学为主,网络教学为辅。在课堂教学中,以课程网站为基础,教师使用网络多媒体课件,借助文字、图片、视频、动画和声音等媒体,讲授专业知识。在课外,学生可以利用课程网站的资源,构建个性化的网络学习环境,开展自主学习和协同学习。

2.纸质媒体与网络媒体结合

在目前阶段,教材还主要以纸质媒体形式存在,在教学中具有重要的地位。在分析化学立体化教学中,要做到纸质媒体与网络媒体结合,按照教材的纸质媒体,根据立体化教学设计思想,制作在教学中使用的网络媒体,避纸质媒体之短,扬网络媒体之长,使两者有机结合,共同存在。

3.当面答疑与网络答疑结合

教师对学生的面对面的答疑是教学辅导的形式之一,对于解答学生问题,提高教学质量起到重要作用。在分析化学立体化教学中,为了使得辅导答疑能打破时间和空间的约束,应加强网络辅导和网络答疑的形式,使得学生能随时、随地提出问题,并及时得到教师的解答,提高辅导答疑的效率和效果。

4.纸质作业与网络作业结合

作业的最终目的是为了实现教学目标,加深学生对理论知识的理解。在分析化学中,有大量的作业和练习,需要学生通过独立思考完成。在立体化教学系统中,作业可由纸质作业和网络作业结合进行。在分析化学课程网站上,设置有学生网络作业模块,学生通过登录进入到作业页面,在编辑器中输入作业内容,并通过网络提交。学生在网络作业中,还能培养计算机应用技能,并且网络作业具有容易保存和容易打印的优点。使用网络作业时,一是要提供输入特殊符号的功能,方便学生输入一些特殊符号;二是提供输入公式的方法,在一般的网络编辑器中,输入公式的功能较弱,难以输入复杂的公式,这可通过改变公式书写方式来解决;三是要提高学生的文字输入和编辑能力,提高输入速度。

参考文献:

[1]袁蓓.基于Serv-U的分布式专题学习网站的设计与实现[J].中国教育信息化,2008(21):52-55.

[2]何克抗.信息技术与课程深层次整合的理论与方法[J].中国大学教学,2005(5):43-48.

[3]王丽娜.浅谈立体化教学资源的建设[J].化工高等教育,2004(3):96-97.

[4]赵蒙成.建构主义教学的条件[J].高等教育研究,2002(3):72-77.

[5]李乐.多媒体技术环境下学习方式的变革[J].教学与管理,2008(3):132-134.

[6]宋晓霞.高校多媒体教学改革与实践研究[J].中国教育信息化,2008(1):65-67.