现代教育技术在仪器分析实验教学中的应用研究

黄红霞　楼雪芳

摘 要 随着计算机与网络技术的迅猛发展，以多媒体网络为核心的现代教育技术已深入到课堂。仪器分析实验是仪器分析课程重要的实践教学环节，有其突出的特点。在仪器分析实验课程的教学中运用现代教育技术，不仅可以有效地优化教学方式，提高教学质量，而且也有助于激发学生的学习热情，提高科学素养。

关键词 BB网络教学平台 虚拟实验室 翻转课堂

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.01.024

The Application Research on Modern Educational Technology

in Instrumental Analysis Experiment Course

HUANG Hongxia， LOU Xuefang

Abstract With the fast development of computer and network technology， modern educational technology based on multimedia and network has penetrated into class. Instrumental analysis experiment is an important part of practical teaching in the course of instrumental analysis， and the experimental teaching has its own inherent characteristics. The application of modern educational technology in the experimental teaching of instrumental analysis not only optimizes the teaching methods and improves teaching quality， but also help to arouse students' interest and improve the scientific literacy.

Key words BB network teaching platform; virtual laboratory; inverted classroom

仪器分析实验是仪器分析课程中非常重要的实践教学环节，主要包括电化学分析法、光谱分析法、色谱分析法和质谱分析法等。通过仪器分析实验的教学，不仅可以加深和巩固学生对基础理论知识的理解，提高实践操作技能，同时也有利于培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而树立求是、严谨的科学态度，为以后学生从事分析类的工作打下良好的基础。但由于仪器分析课程具有内容广泛，理论知识点较为抽象，实验教学中所用的大型分析仪器通常较为昂贵，数量有限等主客观因素，①②大大抑制了教学质量的提高，影响学生的学习热情和学习效率。随着计算机与网络技术的迅速发展和普遍应用，网络辅助教学成为教学改革的主要方面，多媒体教学已成为教学的重要形式。③④在仪器分析实验教学过程中，现代教育技术以其丰富的信息，生动的画面，高效的传输及多样性的信息载体等优势为提高实验教学质量和改革教学方式提供了新的契机。

1 我国现代教育技术发展现状

教育技术发展经历了视觉教学→视听教学→程序教学→系统技术为核心的教育技术→信息技术为核心的教育技术演变过程。它从一项教学运动到形成一个专业领域，进而发展成为一门学科，经历了八十多年。教育技术在我国最早是以音频和视频技术为手段，即以电化教育的出现为标志。到20世纪70年代，以广播电视和卫星为主体的远程教育形式的出现，形成完整意义上的教育技术。80年代中后期，随着计算机网络和通讯技术的发展，教育技术乃至教育方式也随之发生了革命性的变化，教育技术在教育界中的地位和作用愈发重要。近几十年来，政府把教育作为民生之基，不断加大对教育事业的投入，我国教育技术从理论研究到方法手段的探索到实践队伍的建立，均取得了一定的成果。

1.1 基本理论研究不断完善

现代教育技术作为一门交叉学科，近年来，其基本理论研究也在逐步深入，取得了新的进展。美国教育传播与技术协会（Association for Educational Communication and Technology， AECT）2005新定义、建构主义学习理论等理念被我国教育技术专家介绍和引用，⑤⑥⑦在教育界引起了强烈反响。

2005年，AECT将教育技术定义为通过创建、使用和管理适当的技术过程和资源来促进学习和提高绩效的研究与符合道德的实践。与过去AECT定义（1994年）一个主要不同就是，清楚地指出隐含在教育技术中的核心价值。⑧⑨它利用文本、图片、视频、音频、动画等各种多媒体和网络资源，使学生的学习角色、学习环境、学习方式等发生根本性转变，当然这一切的改变主要是受其学习理论——建构主义学习理论的影响。

建构主义学习理论认为，知识是个体与外部环境交互作用的结果，即学习者与情境的交互过程中自建的，学习者不是知识的被动接受者，而是知识的主动建构者，外界施加的信息只有通过学习者主动建构才能变成自身的知识。因此在教学过程中，学生是主体。⑩新的理论促使新的教学模式的产生，以学习者为主体，教师为主导的建构主义学习模式开始成为计算机网络教学的主要学习模式。

1.2 多媒体和计算机网络技术为重要研究内容

随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，网络教学越来越显示出它的优势。网络教学是以互联网为教学传输媒介，利用网络的特性和资源为学习者提供不受时空和地域限制的学习环境，使学生养成自主学习的好习惯。此外，由于互联网中汇集了海量的教学资源，网络教学还能冲破以书本为主体的局限，拓展学生的知识面，有利于因材施教并实学生个性化学习。豘丰富的网络资源，独特的视听效果，不仅为教师教学活动开辟了一片新天地，同时也为学生的自主学习，合作探讨和创新发展构建了广阔的平台。

多媒体教学是以计算机各项功能和特点，代替（或部分代替）教师面向学习者，促使学习者实现有效学习的教学形态。多媒体教学避免了传统面授教学中因学生接受新知识能力等主观因素带来的弊端。同时，对那些抽象的、操作性强的知识，通过图表、动画、音频和视频等诸多方式进行表达，克服传统面授教学单调、不易理解等缺点。

多媒体和网络教学具有交互性、超媒体特性、资源共享、不受时空限制等特性，豙改变了学习者的学习方式，从而引起了人们教育观念的巨大转变，进而促使教育技术研究领域逐步从重“教”向重“学”的方向发展。目前，多媒体网络教学已成为网络教育模式的热点。

2 现代教育技术在仪器分析实验教学中的应用

2.1 BB网络教学平台的设立

仪器分析实验课程依托数字化校园建设，利用先进的网络教学手段，建立实验Black-board（BB）教学管理平台。该平台以课程为中心，集成了“教与学”的网络教学环境。平台具备实验教学管理、教学资源共享、在线交流、考核管理等多项功能。教师通过BB平台，不仅可以发布课程信息供学生下载和学习，包括教学大纲、课程设置简介、教学进度安排、教师信息、课程文档、参考文献等，还可以通过平台不断丰富和优化实验课程内容和布局，通过对后台数据进行统计和分析，监督学生完成课前预习及课后作业，及时获取学生实验中遇到的困惑等反馈信息。学生可以通过平台获取实验指导资料、实验课件和视频等资料做好课前预习和课后复习工作，借助平台的测试板块检验自己相关知识的掌握情况，并且能在讨论板块中方便地与同学和教师间开展讨论和交流等活动。仪器分析实验BB网络教学平台中多种形式的交互方式辅助实验的教学，打破了实验课的时间和空间的限制，提高了实验效率和实验资源的利用率，充分调动学生的自主学习热情。

2.2 虚拟实验室的创建

针对仪器分析课程内容抽象，实验教学中所用大型分析仪器数量有限等问题，开发创建电化学、气相色谱、液相色谱、质谱和红外光谱虚拟实验。豛它利用计算机技术设计仿真实验，通过输入实验相关参数，或通过学生交互操作，实现模拟实验，然后通过输入不同参数，观察不同的实验结果，最后对实验结果进行分析和总结。这种虚拟实验可以对实验过程进行完整展现，场景逼真，并可按真实仪器操作过程进行各种模拟操作，为学生提供一个具备实时信息反馈和操作指导功能的虚拟仿真模拟操作平台，让每个学生有机会进行近似真实的实验操作。学生通过在平台上的这种操作练习，能够更好地理解和掌握专业基础知识及操作要点，了解实际工作环境，培养基本动手能力，为今后从事相关的分析工作奠定良好基础。

2.3 翻转课堂教学模式初探

近年来，国外的教育理念和方法对我国教育界产生了深远的影响。翻转课堂作为一种新的教育教学模式，引入不久就受到了众多教育工作者的重视。翻转课堂又称颠倒课堂（Flipped Class），是教师创建教学视频，学生课外观看视频，课堂上师生交流碰撞的一种新型教学形态。豜教学视频作为重要的现代教育技术手段，被更多的学生所接受，以教学视频为基础的翻转课堂模式逐渐被广泛地传播。翻转课堂将传统课堂中知识的传授转移至课前学习，将课后做作业的活动转移至课堂的学习活动中，实现了知识传授和知识内化的颠倒。豝

借鉴国内外众多翻转课堂教学，将仪器分析实验课程部分实验内容应用翻转课堂教学手法进行教学。教师将事前拍摄制作的课程理论知识和操作过程的教学视频或指定的其他视频资料放在BB平台上，要求学生课前观看视频资料。同时让学生在观看视频的基础上去完成适当的练习，考查学生对视频中的知识理解和掌握的程度。课堂内教师和学生间就实验项目展开讨论，教师以提问的方式明确课程的知识要点、关键步骤等，引导学生学习和思考，从而完成实践活动。对于个别有问题的小组或学生，教师再辅以个别指导。

仪器分析实验本身就是一门实践、操作性比较强的课程，通过“翻转课堂”的实施，节省的课堂教学时间可以更多转化为学生课堂内的模拟教学、实践活动和实验室里的动手操作，增加了学生的参与性，调动他们的积极性，充分发挥课外与课堂教学的优势，并且有助于培养学生的自主学习能力与合作学习能力。

3 结语

仪器分析实验教学是一门实践性很强的课程，其教学质量单纯依靠传统教学手段和方法已远远不能满足时代的需求，还必须借助先进、可靠的现代教育技术，才能得到全面提升。现代教育技术涉及网络、多媒体等各种相关的软硬件技术，可以为学生提供一个更加完善的自主学习平台。虚拟的实验教学，一方面让学生在实践活动前就能切身体验实验情景，加深对实验教学内容的理解;另一方面，弥补了实验设备、时间、场地、经费等多方面的不足，充分利用实验教学资源，为实验教学改革提供了条件。利用现代化教学技术，构建实验BB网络教学平台，学生可通过这个平台更加方便接受教师的指导，完成各项规定的作业和交流心得体会;而教师可以通过这个平台实时地指导学生，更有效率地获取课程相关的反馈信息。此外，部分实验课程实行翻转课堂模式，更加有利于老师的教学、学生的学习，不再受课堂、时间的限制。

综上所述，将现代教育技术应用于仪器分析实验教学之中，不仅是对传统仪器分析实验教学的改善与补充，也提高了实验教学的质量与效率，有利于培养学生的自主学习能力，并切实提高学生的实验热情和动手能力。