基于自主设计的信息化教学平台的“非实时”教学系统建设

张欣荣，杨 峰，李武宏，马志强，刘 斌

（第二军医大学药学院，上海200433）

●院校管理

基于自主设计的信息化教学平台的“非实时”教学系统建设

张欣荣，杨 峰，李武宏，马志强，刘 斌*

（第二军医大学药学院，上海200433）

为全面实施素质教育，拓展学生的学习时空，培养创新能力。我们拟以自主设计、具有专业特色的化学基础课程信息化教学平台为依托，以建设精品资源共享课和精品视频课为目标，构建多元化、非实时教学系统。

非实时教学系统、虚拟实验库、教学视频、精品公开课

教学过程是一个教学互动、连续的多环节组成的过程，课堂实时教学是教学实施的重要环节，但在知识爆炸性发展的背景下，在强调素质教育和能力培养的现代高等教育中，课堂40分钟以外，如何调动学员学习积极性、促进其开展有效的自主性学习，培养良好的主动学习习惯则显得尤其重要。这就要求必须关注非实时教学环节。所谓的非实时教学也称异步交互教学，是指师与生在不同地点、不同时间进行交互式教学的一种教学形式。非实时教学可以少受时、空限制，学生可以根据自身的学习情况掌握学习的内容和进程，充分体现学习的自主性和个性化，以获得更好的学习效果和能力的培养。目前非实时教学主要关注课程资源提供和师生交互两大部分的内容。

一、非实时教学系统建设的必要性和重要性

以非实时教学引导培养学生综合素质和创新能力一直是我们致力研究的方向，我们自主设计研发、国内首创的具有专业特色化学基础课程4A信息化教学平台［1］为学生自主学习、教师教学资源的共建共享和科室层面的教学管理提供了良好的平台，但按照教育部关于建设国家精品开放课的标准要求，其体系还不够完整，静态知识素材与动态思维智慧相结合的潜力尚待挖掘。

二、非实时教学系统建设的目标

以化学基础课程4A信息化教学平台为依托，通过对平台原有的数字化教学资源进行优化整合，并增设化学基础课程虚拟实验库、高质、完整的视频教学系统以构建符合国家级精品开放课程要求的、旨在培养学生创新精神和研究能力、拓展教学时空的完整的多元化“非实时”教学系统。为学生的自主学习和创新精神、创新能力的培养创造良好条件。

三、非实时教学系统建设的内容和方法

以现有的国内外先进的非实时教学系统为参考，以自主研发的具有专业特色的化学基础课程信息化教学平台为依托和建设基础，在平台原有的可供学生自主学习和的丰富的数字化学优质学习资源的基础上，进一步建设培养学生创新能力所必须的、可供学生按需点播训练和学习的化学基础实验库、教学视频系统以及检验培养创新能力效果的非实时学习效果质量评估新体系。通过数字化技术、网络通信技术、多媒体技术、计算机技术等现代信息技术相结合的新型教育方式，改变传统单一的课堂教学模式，使教与学摆脱时间和空间的限制。

（一）多层次、交互式、虚拟化实验系统的构建。

由于化学是实验性学科，而我校化学实验教学中心在课程设置上相对独立的体制原因，学生通过4A信息化教学平台进行网络非实时学习缺一条腿。而精品共享课建设是以课程资源系统、完整为基本要求的。因此课题组拟以集约优化共建、共享的组织方式，基于化学基础课程信息化教学平台构建虚拟实验库［2］。建设实验内容包括：演示实验、探究实验、补充实验、仪器介绍等，拟解决实验少、大型仪器感性认识欠缺、课堂教学组织实施演示实验难等问题。

在虚拟化实现过程中，充分考虑人和机、教和学的交互。针对难以实现完全虚拟的设计的设计型、自主型实验等，可轻具体操作而重能力培养，在人机对话基础上，内嵌入“人—人”交互模块，达到该类型实验的虚拟化实现。对于虚拟实验的实现技术则利用webservice良好的跨平台性能，实现跨平台的可复用虚拟实验的目标。使用软件Dreamweaver MX、FrontPage、Macromedia Flash MX、Adobe Photoshop为制作工具及辅助工具［3］，以Flash动画为核心，以网页为基础，集文字、图片、声音为一体，制作完成医学化学虚拟实验动画教学课件和实验教学视频课件，构建基于网络的化学基础课程虚拟实验室。

选择建设的虚拟实验，在操作内容设计上应该与时俱进、动态积累，并且可实现：减少危险、降低成本、安全试验、高效使用以及立体展示、现象仿真、自由交互、寓教于乐的建设目标。

（二）以建设精品视频公开课为目标的教学视频系统的建设。

完整的课程教学视频是国家教学质量工程建设下一阶段评判教学质量的主要抓手。“十二五”教育部着力抓的国家精品开放课程包括精品视频公开课及精品资源公开课两部分。而目前我室自主录制的教学视频质量差、不完整、且现有平台难以承受负荷、播放不流畅。因此本项目拟购置全自动录播系统，全程高质录制本科室承担的各专业化学基础课程，并依托平台构建高质、完整、流畅的教学点播系统，一方面可以方便学生按需自主点播反复学习。同时该系统也是基于建设向社会开放的精品网络公开课、内部教学示范课、师资教学质量评估体系、教学督导和监控教学体系的非实时教学系统的基本建设。

（三）网络自主学习效果评价新体系的优化。

以基于信息化教学平台自主建设并取得成功应用经验的“标准化评估＋表现性评估”教学质量评估新体系为母体，通过优化平台内置的学生学习电子档案袋参数，构建更为科学的分析、统计和评判非实时教学自主学习效果评价新体系。通过电子档案袋的实际记录，对于学生通过信息化教学平台进行虚拟实验练习、网络非实时学习、远程交互以及第二课堂活动、创新基金及发表文章的实际记录和内置客观量化的评判。使教师对学生自主学习的效果及创新能力培养成效的评判更加科学、客观、公正。

四、非实时教学系统建设的效益分析

（一）虚拟实验库的构建。

虚拟实验库的构建是在原有的基于平台的优质数字化教学资源建设基础上，以国家级精品资源共享课建设为目标的完整数字课程建设的重要环节。本科室教学团队通过分析教学的实际需求，首批选择了丁达尔现象、二组分低共熔相图、氧弹燃烧热的测定、原电池和电解池、银氨配离子配位数和稳定常数的测定以及高效液相（HPLC）工作流程等6个实验，自主设计成有3D效果的虚拟实验，并已上传供各专业师生在线操作练习使用。另外，我们还将边应用、边积累经验，设计更多有自主产权的虚拟数字实验为培养学生的观察能力、动手能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力提供新的帮助。

（二）在线点播系统的建设。

线视频点播系统既支持非实时教学的网络化实现，同时也是精品网络公开课的建设基础。我们凭借本科室雄厚的师资实力（两名特级教师），全程录制各专业化学基础课程授课视频，并从资源的应用角度最大化地将视频的点播、直播、评估和数据分析等内容进行分类整合与体系化管理。在满足广大师生按需自主点播反复观摩学习的同时，依托平台的视频系统率先向社会公众开放。学生可以根据自己的知识层次和学习需求，自主的选择课程内容或专题讲座，满足个性化学习需求和创新能力、研究素养的培养。教学视频在使依托平台非实时学习的师生受益的同时、获得较好的社会影响力。同时使内部示范、观摩教学、教学跟踪考察成为常态，令师资教学质量评估更加便捷、客观、公正、公平。

（三）考试系统的优化。

考试是学生学习的指挥棒，对学生的自主学习和创新能力的培养有重要的引导作用。为鼓励学生摆脱受传统考试手段的影响，养成利用信息技术拓展学习时空及按需个性化学习的习惯，我们利用平台“教学质量评估系统”内置的学生学习电子档案袋记录的“网络互动及资源共享、移动可视化学习、问题互动、第二课堂活动及文章发表、创新基金及发表文章”等项目的量化评估，可得到相对科学、客观、公正、合理的评价专业知识综合能力及创新能力培养效果的成绩［4］。该系统已在我校7个专业3个层次的化学基础课程成绩考核应用两年，受到本校学生的普遍认可，并对学生的自主学习和创新能力的培养起到了很好的引导作用。为解决长期困扰教育领域评估综合素质难的问题提供了一种新思路。

［1］张欣荣，柴逸峰，杨 峰，等.信息化教学平台建设的构想与实践［J］.中国高等医学教育，2009（3）：44，54.

［2］张欣荣，仲向平，杨 峰.医、药学专业化学基础课程虚拟实验库的构建与实践［J］.中国高等医学教育，2010（10）：51-52.

［3］K.D.Konings，Saskia Brand-Gruwel，et al.Teachers’perspectives on innovations：Implications for educational design［J］.Teaching and Teacher Education，2007（23）：985-997.

［4］祝智庭，王佑镁，顾小清.协同学习——信息时代的学习技术系统新框架［J］.中国电化教育，2006（4）：5-9.

）。

G420

A

1002-1701（2014）06-0043-02

2013-03

张欣荣，男，本科，教授，主要从事信息化教学支持创新教学教育及新药创制研究工作。

第二军医大学2011年教学研究与改革重点课题（JYB2011005

*通讯作者

10.3969／j.issn.1002-1701.2014.06.022