新媒体环境下多维教学模式的探讨

尚庆坤+张景萍+王爱霞+朱东霞+王元鸿+朱连德+郭英娜

摘要：随着现代科学技术的发展，大数据、互联网+、云计算等智能化的新媒体已对人们的社会生活、经济、金融、教育等多个方面产生了极大的影响，也给高等教育提出了新问题和新挑战。充分利用新媒体下的各种信息资源，将多维教学模式融入高师院校本科教学中，势必会带来新的体验和新的效果。本文认真分析了我校近年来《仪器分析实验》教学中存在的主要问题，简要介绍了作者在新媒体环境下对多维教学模式的探讨及取得的初步成效。

关键词：新媒体；高师院校；多维教学模式；仪器分析实验

《仪器分析实验》是与《仪器分析》理论课配套设置的一门实验课，是高等师范院校化学专业本科生的必修基础课之一。与其它基础实验不同的是，在仪器分析实验课中，学生利用各种大型精密仪器，通过测量物质的物理化学参数及其变化规律，来获取物质的化学组成、含量和结构信息。仪器分析理论课与实验课的有效融合，有助于激发学生特异性思维和亲自动手操作的欲望，调动学生的学习主动性和积极性，培养学生的逻辑思维能力和动手能力。

伴随着我国经济、科技、网络技术的发展，计算机和智能手机普及水平的提升，高校大学生接收信息的渠道更加多样化，时效性更强，如果我们依然是按部就班地从书本到实验室来组织教学，势必落后于时代。本文作者针对我校近年来在《仪器分析实验》教学中存在的问题，对多媒体环境下《仪器分析实验》的教学进行了一系列改革实践，取得了较好的效果。

一、我校化学专业《仪器分析实验》教学中存在的主要问题

（一）实验内容陈旧

前几年，《仪器分析实验》内容以传统的光谱方法、色谱方法、电化学方法等为主，包括经典的原子吸收光谱法、原子发射光谱法、红外光谱法、紫外光谱法、气相色谱法、液相色谱法、极谱法、电位法等，实验教材是自编的讲义，内容较少，讲义中介绍的大多数仪器是较早的型号，这就导致学生在理论课上认识到的新仪器和新方法，与实验讲义不符，与实验所用仪器也不符，影响了学生的学习兴趣。

（二）授课方式单一

过去的《仪器分析实验》教学，多采用教师讲解为主的模式来组织教学，教师往往讲得很详细，学生只需要按照老师规定好的实验路线和步骤，在规定的仪器上来完成即可，这就使学生没有自主发挥的空间，不利于学生创造性思维的发展。同时，教师的讲解替代了学生的预习，学生多是被动地接受，缺乏主动学习的动力。

（三）学生动手机会少

《仪器分析实验》不同于其它基础实验，很难实现一人一组的模式，只能是几个人一组，且由于大型仪器多较精密、价格昂贵，为防止仪器出现故障，不可能使所有的学生都有动手操作的机会，大部分时间是在看实验，因而导致学生上课积极性不高。

针对以上问题，我们近几年对《仪器分析实验》教学进行了大胆的改革，并取得了一定的成效。

二、《仪器分析实验》教学改革的实施

（一）引入新方法、新内容

近几年，随着学校对学科建设的投入不断增加，我们先后购进或更新了一些大型仪器，及时地将这些大型仪器投入到本科生的《仪器分析实验》教学中，如600兆核磁共振波谱仪、紫外.可见漫反射光谱仪、气质联用仪、液质联用仪、x-射线粉末衍射仪、表面分析仪、元素分析仪等，使学生有机会接触能代表当代仪器分析水平的新型仪器，开阔了学生的眼界，激发了学生的学习兴趣。

为了使学生更好地了解和掌握这些新仪器的性能及使用方法，重新编写并出版了内容丰富的《仪器分析实验》教材，将这些新仪器统统收纳其中，并在教材中增加了探索性实验的内容，让学生进一步了解大型仪器的更多功能。

与此同时，我们将教师的部分科研成果引入教学中，增加了很多选做的内容。如，新型纳米电极的制作、爆炸物分析、新型纳米材料的光谱分析等，在实验方法的选择上借鉴了许多国家标准方法，舍弃了一些对人体和环境有危害或毒性较大的试剂和方法。学生对这行新内容非常感兴趣，很多学生在下课后主动和有关老师联系，加入到科研团队中，这样既为教师的科研团队增添了新生力量，也使学生的科研能力得到了培养和锻炼，反过来也增强了学生对《仪器分析实验》的学习热情。

（二）探索新媒体下多维教学模式

所谓新媒体是指借助计算机或智能手机、网络等新技术进行传播信息的数字媒体形式，包括社交媒体、移动媒体、数字媒体、即时通信、智能手机、网络电视、数字杂志和电子书等不同的媒体业态。新媒体环境下多维教学模式是指在一定的教育理念指导下，围绕教学目标将多维教学方法、多维教学手段、多维教学组织形式等融为一体的带有新媒体特征的立体综合体系。

为了提高学生课前预习的有效性，我们购进了一套《仪器分析虚拟仿真实验》软件，编写了操作说明，学生利用校园网络和自己的邮箱账号即可进入虛拟实验室进行实验课的预习。在虚拟实验室，学生可以充分发挥自己的想象力，进行各种尝试，不用担心违反操作规程对大型仪器的损害，同时，学生的实验方案会得到及时的评价，错误的地方被及时指出并被告知对分析结果可能产生的影响，也节省了教师的精力。

为了使学生更好地了解大型仪器的内部构造，我们以气相色谱仪为例，在仪器生产厂家的帮助下，对仪器进行了合理的拆分，开发了可详细介绍气相色谱仪内部结构的虚拟仿真软件，应用到教学中，反响非常好。

此外，我们还在学校的教学系统中，构建了《仪器分析及实验》教学BB平台，上传了丰富的教学资料，包括我们自己录制的仪器功能介绍及操作方法的视频、教师授课的PPT文档、实验思考题及测试题等，为师生间实时的交流讨论、学生之间的信息交换提供了方便。

以上这些教学资源的引入，不仅提高了实验预习的效果，对减少实验误差和仪器故障也起到了很好的作用。由此可见，充分利用新媒体下的多维教学资源，是高校教学改革的重要措施之一。

（三）创造更多的动手操作机会endprint

近几年，随着高校招生人数的增加，给《仪器分析实验》带来的压力也越来越大。由于《仪器分析实验》采用分组教学，仪器有限，每组人数越多，没机会动手操作的学生就越多。为解决这个问题，我们采用了两个策略。一是在不增加学生的实验课时的前提下，比教学计划多开设几个实验，让学生自己来选择。如教学计划是8个实验，实际开设10～12个实验，让学生任选其中8个实验，这样使每组人数相对减少，增加学生的上机机会。二是在仪器分析及实验课之后，开设选修课，对仪器分析技术进行深入学习。目前开设了两门选修课，一门叫做《有机物结构分析》，主要涉及结构分析及鉴定的仪器分析方法，如红外光谱仪、紫外光谱仪、质谱仪、核磁共振波谱仪等；另一门叫做《化合物成分分析》，主要选择无机物成分分析和有机物定量分析常用的原子吸收光谱仪、原子发射光谱仪、气相色谱仪和液相色谱仪等。这两门课都是实验课，没有理论讲授，每门课程开设4～5个实验，每个实验8学时。由于限制了选修人数，因此每个学生都有上机操作的机会。《化合物成分分析》要求学生进行从样品前处理开始，直至标准溶液的配制、上机测试、计算分析结果并加以评价的全过程，使学生了解、体验实际样品分析测试的真正过程；《有机物结构分析》课上为每个学生准备了未知样品，让他们自己通过测试，解析，最后报告出未知物的结构，这样学生在进行每一个实验测试时，都非常投入，不仅使他们对所用到的儀器分析方法有了深入的了解，同时极大地锻炼了他们综合分析问题和解决问题的能力。

三、改革的初步成效

通过在《仪器分析实验》教学中引入新方法、新内容，使学生掌握了最新的现代仪器分析技术，提高了学生的知识层次，开阔了视野，了解科学研究的前沿问题，激发了学生的学习积极性和主动性。利用网络、智能手机等新媒体形式，引入多维教学模式，极大地丰富了教学资源和信息量，拓展了实验教学的空间，不仅提高了实验预习的效果，而且给学生提供了自由设计实验的平台，有利于培养学生的创新能力。后续实验选修课的开设，对全面提升学生的实际动手能力和综合分析能力都有很大作用，有利于培养适应社会需求的高素质人才。

四、未来工作设想

高师院校的仪器分析实验教学，应紧密结合高师院校的培养目标及学生发展的实际需求，选取不同层次的实验教学内容，因材施教，有的放矢。对于以中学教师为培养和就业目标的学生，我们拟重点加强其熟练使用基本的大型分析测试仪器的能力的训练；而对想继续攻读研究生的学生，则侧重培养学生综合运用各种大型仪器来解决成分分析、结构解析等实际问题的能力，也重点为这些学生创造更多的独立设计实验的机会，这样将有不同需求的学生分开安排实验内容，还使得有限的仪器资源得到了最有效的利用，解决了人多仪器少的矛盾。另外，我们拟充分利用虚拟仿真教学软件结合QQ和微信、BB平台的互动和问答，强化实验预习和考核环节，如果学生通过考核，即可直接上机实验，教师的工作重点是指导学生正确使用仪器以求获得准确可靠的实验数据，学生不再完全依赖教师，更有利于培养学生独立分析问题和解决问题的能力。endprint