以赛促教——网络平台在大学《有机化学实验》教学中的实践应用

李文艺，彭 村，唐珊珊，王 毅

(1.湖南科技学院 化学与生物工程学院,湖南 永州 425199;2.衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南 衡阳 421001)

湖南省大学生化学实验技能是湖南省教育厅主办、湖南省各高校承办的全省大学生学科竞赛项目之一，旨在促进化学实验教学内容、教学方法教学手段的创新、强化大学生实践能力和创新精神，全面调动大学生积极参与综合性、设计性、创新性实验研究的兴趣，为优秀人才脱颖而出创造有利条件。湖南省大学生化学实验技能竞赛包括实验知识测试和实验操作考试两个部分，实验知识测试注重考查学生掌握实验基本知识、基本原理、基本技能的情况；实验操作部分主要考察运用这些知识和技能规范完成实验操作的能力[1]。

有机化学实验是化学实验竞赛中的一个重要内容，也是大学本科一门重要的基础实验课，是化学及其相关学科学生的主干课程之一。有机化学实验作为有机化学理论课的有效辅助和补充，不但能够帮助学生更好地理解理论内容，而且能够有效地训练学生的基本操作，掌握有机化合物的分离、合成、纯化和鉴别的方法。另一方面，有机化学实验课是实践性的课程，对培养学生的动手能力、观察能力、理论联系实践、分析与解决问题的能力及创新思维能力等方面的起着不可替代的作用[2]。随着信息技术日益快速的发展，网络化教学已成为现代信息技术教育的主流[3]。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中提出“加快推进教育信息化进程加强现代教学环境信息化条件建设”的要求，运用现代教学手段实施网络辅助教学成为传统课程教学的重要补充[4]。为此我们以大学生化学实验技能竞赛与化学化工创新竞赛为契机，以提高有机化学实验教学质量为目标，结合网络环境创建有机化学实验名师空间课堂这个平台，以赛促教，以赛促学，旨在促进实验教学对学生创新能力和实践能力的培养，也可为现代信息化教学提供有益的经验。

1 有机化学实验教学现状及网络平台建设必要性分析

有机化学实验是一门实践性很强的课程，传统教学模式是课前教师通过讲解、示范操作、与学生互动式的演示将学生引进实验殿堂，然后学生自主进行实验。而目前我们一次实验课的时间是4学时，如果老师讲课占用太长的时间，那么学生自主实验的时间会减少，这将导致实验课时间延长，影响了教师和学生的其他安排或者休息；另外，有机实验常需接触易燃、易爆、有毒试剂，很多学生在实验前后没有安全、环保意识，也很少查阅试剂的理化参数，实验过程中取用试剂不规范、产品不回收，实验垃圾不经过处理随意丢进垃圾桶或者倒入水槽。一旦遇到突发事件，如着火、爆炸、漏电等问题时，便会陷入慌乱、尖叫中。针对有机实验教学的特点，我们可以采取微课、微视频的方式，将实验操作录制成简短的视频，发布在有机化学实验网络教学平台中，一方面可以让学生在预习时更加直观的看到实验过程，另一方面通过搭建网络平台实现师生互动，将有限的课堂延伸得更宽更广，学生有疑惑能够及时解决，这样不仅缩短了实验课前教师讲解的时间，也能提高他们的学习积极性。

同时，为进一步推动高等学校人才培养模式和实践教学的改革，促进化学实验教学内容、教学方法和教学手段的创新，强化大学生实践能力和创新思维的培养，提高大学生积极参与科学探索和研究的兴趣，创造优秀人才脱颖而出的有利条件，湖南省教育厅将每两年举行一次的大学生化学实验技能竞赛改为每年举行一次，这无疑是对高等学校化学实验教学提出了新的要求。有机化学实验作为化学实验竞赛中的一个重要组成部分，在过去的几次比赛中，我们都取得了不错的成绩，特别是2015年在吉首大学举行的第五届大学生化学实验技能竞赛中，化学1201班的尹国兴同学取得了有机化学实验组全省第一名的好成绩。作为有机化学实验的指导老师，在过去的培训指导中，发现学生的实验操作不够规范，实验创新能力不够，实验理论基础不够扎实，如果是按照以往的模式，老师一对一的指导培训，势必要花费指导教师大量的时间和精力，增加了学校的成本。如果我们创建了《有机化学实验》名师空间课堂，随着信息时代的到来，网络、智能手机、电脑已经相当普及，学生可以不受时间、地点的限制，随时随地的学习。通过网络平台上实验操作微视频的观看，可以纠正学生不正确的实验操作；通过网上做题考试，可以提高学生的理论知识；通过平台上的师生互动，可以帮助学生解决实际问题。

2 网络平台在大学有机化学实验教学中的实践应用

作为一种全新的教学方式，网络平台教学与传统教学相比有许多新特点，正如美国马里兰大学所倡导的那样：“各种远程教育与传统教育模式的不同不仅仅在于其技术设备的使用上，更为关键的是教学部门的任务只是作出初步的计划安排，而由学习者来解决如何以最好的方式来有效地完成学习。因此这是一种将教学由教师控制方式向学生控制方式转变的教学模式”。《有机化学实验》课程的学习者是大学本科一、二年级的学生，其个体的心理变化开始向形成稳定的个性发展-自我意识不断增强，智能高度发展，思想和行为表现充分。他们在学习的过程中，外部动机趋弱、成就动机增强，具有较强的自主性和选择性，并呈现学习、思维方式的探索性以及学习途径的多元性。信息化教学模式是适应学生大学阶段心理发展特性的，通过网络平台课堂，一方面方便了学生课前的预习，这样学生走进实验室，就能动手安装仪器做实验，而且能有条不紊的安排自己的实验时间，克服了过去学生依赖老师，做一步问一步被动学习局面，同时也节省了实验时间。另一方面学生又可以课后及时复习和巩固所学的知识，有效地培养了学生的实际操作能力和创新能力，提高了教学效率和教学效果。

2.1 框架设计

网络平台框架结构如图1所示。该平台最大特色是动态交互性,通过课程介绍、教学课件、操作视频、仿真实验室、实验测试、实验报告上传系统、在线答疑系统、师生交流系统等使学生可自学、自测、交流、讨论,最大限度地发挥了学生的主观能动性,使得网络教学平台的作用得到加强。同时，平台的各个部分都可以通过后台操作及时更新,随时针对教学要求补充新内容,使网络教学资源具有时效性和可扩展性。

图1 网络教学平台框架结构图

2.2 网络教学平台主要功能介绍

a、有机化学实验理论教学

有机化学实验理论教学为网络教学平台的重要组成部分。通过点击相应的栏目,不仅对有机化学实验理论课程的教学大纲、教学计划及教学日历等有初步了解,而且借助于教学课件和授课教案,来预习或复习有机化学实验理论课程,达到温故而知新的目的。

b、有机化学实验操作教学

实验教学为有机化学网络教学平台的核心部分。实验教学内容丰富,信息量大,尤其是有机化学实验最常见的单元操作如熔点的测定、蒸馏、分馏、重结晶、升华、柱色谱、液固萃取、折光率的测定等十多个单元操作,在每个单元操作中都配有实验目的、实验原理、实验步骤、操作视频、注意事项、思考题等内容。学生通过实验教学模块相关栏目的内容进行学习，一方面方便了课前的预习，对接下来要进行的实验有一个系统的了解，这样学生走进实验室，就能动手安装仪器开始做实验，而且能有条不紊的安排自己的实验时间，克服了过去过于依赖老师，做一步问一步被动学习局面，同时也节省了教师课堂讲解的时间，相对延长了自主实验的时间。另一方面又可以课后及时复习和巩固所学的知识，有效地培养了学生的实际操作能力和创新能力，提高了教学效率和教学效果。

c、答疑系统

在线答疑是有机化学实验网络教学平台的精华版块,通过在线答疑，学生可以对实验过程中的任何疑问自由发问,可以与老师一对一单独答疑,也可以大家一起进行讨论,这就为学生的实验学习提供了一个很好的交流平台，进一步方便了教师和学生的沟通,使辅导答疑不再受时间和地点的限制,为保障和提高教学质量起到了积极的促进作用，也为有机化学实验的教学提供了一个很好的模式。

d、实验测试系统

利用实验测试系统,学生可以进行模拟考试的练习。实验测试内容涉及实验原理、实验操作、方案设计和实验注意事项等，学生只要输入自己的学号和姓名,就可以在线测试,从而对课程知识点实现自查。学生需在规定的时间内完成测试，如超过规定时间，学生需进一步学习之后再进行测试，测试完之后会链接到标准答案，学生可以自己评分，这样学生不仅可以检测自己的学习效果，也能为任课教师节省大量的时间。

2.3 引导学生有目的的开展网络平台课程学习

《有机化学实验》网络平台课堂主要的服务对象为我校化学与生物工程学院所有学习《有机化学实验》课程的学生，包含化学、材料化学、生物工程、生物技术、食品质量与安全和制药工程六个专业，预计每年人数达1500人。网络平台建立之后，把网址推荐到各个班级群中，鼓励学生利用手机电脑等设备随时随地进行学习。化学与生物工程学院参加湖南省大学生化学实验技能竞赛的学生、高年级有考研计划需参加《有机化学》考试的学生，都可根据自身学习的特点定制化地通过《有机化学实验》网络平台课堂进行重难点复习。

任课教师也可根据上课内容，不定时的通过网络教学平台给学生发放学习任务列表，学生则可以在课余时间通过手机或者电脑观看教学视频、PPT课件以及一些相关的学习资料，来完成列表中的学习任务，并且将自主学习中遇到的问题通过网络平台反馈给任课教师，由任课教师一一答疑解惑。对于一些有争议或者有意思的问题，教师可以在网络平台开展讨论环节，通过师生互动来寻找答案。这一过程有助于学生加深对知识点的认识，从而深化对学习内容的巩固。同时，教师还可以要求学生通过查阅文献，对课本上的实验内容在网络教学平台上自主设计创新实验，并且对实验方法、实验条件、实验步骤、实验创新点以及实验注意事项进行分类管理，设计出合理的实验方案。这种随时随地的自主学习最大的优势就是能够满足学生的个性化学习需求，同时，教师也能够掌握学生在学习有机化学实验过程中的学习需求，进而有针对性的调整教学计划。

3 结语

有机化学实验网络教学平台将为师生营造了全新的信息化教学环境,为师生交互、启发思考、问题探究、信息获取、资源共享、学生自主学习和网络测试及模拟实验等多种教与学的活动提供了有力的支撑。在网络环境下,教师不再是学生获得信息的主要来源,学生的主体地位更明确化,学生不需要登录就可以进行自主学习,浏览教学大纲、教学参考资料、教学课件、教学视频、实验操作微视频等内容,也可以下载这些资料; 通过此平台学生可以自主预习和复习,把传统的学习过程变得更加方便灵活,而且不受时间、空间、地域的限制,实现网上自主、个性化“探索式”学习。该平台通过现代化教学手段与丰富的教学资源相结合,实现传统教学与网上数字化教学资源优势互补,形成科学、多样的授课方式；更好地发挥教学名师及精品课的示范作用，达到以赛促教以赛促学的目的。