樊红霞,柴成文,顾 聪,钱维兰
(北京科技大学 自然科学基础实验中心,北京 100083)
“慕课”发源于美国,是英文 MOOCs的音译,即“大规模在线开放课程”的英文简称[1]。2013年被视为中国慕课元年,在这一年,中国知名大学纷纷加入国际慕课平台。2013年7月,北京大学、清华大学和上海交通大学等12所高校纷纷加入慕课阵营之中[2]。2013年8月,由华东师范大学考试与评价研究院中外名校研究中心与国内20余所著名高中共同发起的C20慕课联盟(高中)筹建大会在华东师范大学召开,C20慕课联盟(高中)正式成立[3]。随着世界众多知名高校及中等院校逐渐加入慕课平台,为慕课课程提供了丰富的资源。“慕课”浪潮在我国已经从高等教育影响到基础教育,这一以优质教学课程为传播载体的全新教育模式正在冲击着中国的传统教育体制。
化学实验是培养学生操作技能、实践能力和科学素养的重要途径,具有其他教学环节无法替代的作用,在高校人才培养中具有重要地位。随着高等教育规模的扩大,教学层次和质量的提高,对化学实验课的教学模式和教学手段都提出了更高的要求。传统实验教学模式以课堂教学为主,时空受限大,师生交流少,已经不能适应以培养创新型人才的现代教育的发展。在化学实验室网络平台建设和应用方面,发达国家的高校处于领先地位,国内则起步较晚。目前国内部分大学已经建立起较为完善的网络实验平台,但在实验技术网络平台的交互性建设方面做得还不够,多数教学资源没有对外开放共享[4]。因此,以“慕课”兴起为契机,更新教育理念,加强化学实验室网络资源共享,是高校网络实验平台建设的共同任务和未来发展趋势。
目前,北京科技大学自然科学基础实验中心已经建立起较为完善的网络实验平台。包括网络教学、仪器设备、分析测试、大学生创新等项目,学生可以通过局域网随时进行实验课程操作,动态模拟实验过程,了解实验仪器和器皿的使用方法,这些都有助于学生在实验课前,了解实验内容、熟悉实验操作,改变以往实验课前枯燥的预习现状。虽然我校网络实验平台的建设取得了一定成果,但也存在一些需要完善的环节。
自然科学基础实验中心建设的实验网络平台,提供了实验基本操作和常用仪器的使用方法等视频资料,没有涉及大型精密仪器。有些大型精密仪器往往只有1台,设备贵重,操作复杂。实验课上教师需要向半个自然班(15人),甚至一个自然班(30人)讲解,由于受到视角限制,很难使每位学生都清晰完整地观看到所有操作细节,尽管教师一遍遍向学生重复实验原理、操作步骤、注意事项等内容,面对这些仪器,学生还是无从下手,严重影响实验教学效果[5]。因此大型仪器的使用应纳入网络实验教学平台,通过直观生动、视角清晰、可重复播放的视频资料 ,让学生在课前预习中做到心中有数,才能在课上对教师的讲解做到“有的放矢”。
网络实验平台建设还应综合考虑学生的个体化差异,综合考虑不同层次学生的实际情况,创建个体化学习环境。在一些设计性虚拟实验的制定方面应体现层次性,让学生选择适合自己的学习内容,自主探索、动手设计,充分发挥学生的积极主动性,挖掘学生学习潜力,做到虚拟教学与现实动手实验教学相结合,使学生具有终身学习的意识,培养学生的创新精神和实践能力,使每个学生都得到发展。
大学化学实验课程门类繁杂,参与的师生人数多,本校仅“无机化学实验”课程每学年接待的学生已逾万人次,为了使学生了解授课教师及课程的相关信息,网络实验平台应及时更新教师信息和课程信息。由于实验教学课堂时间有限,一些实验教学工作者往往还承担行政、科研等工作,不能固定在一个地方办公。建立师生、生生交流平台,学生和教师以及学生和学生之间可以利用互联网进行交流和讨论,打破课堂时空界限,有利于教学的互动,扩大师生、生生交流的广度和深度。
高校化学实验网络平台的完善是一项长期的工作,应根据需要不断改革和调整。化学实验室网络平台建设,应充分发挥计算机网络和多媒体的优势,将文字、声音、动画、视频等信息有效结合起来,使实验教学活动内容更加丰富,形式更加灵活,打破时空限制,为学生创造自主学习的环境,从而激发学生的学习兴趣与创新意识,这对于高校实验教学改革也具有重要意义。
慕课强调以“学”为本,重视学习的体验和互动。化学实验网络平台建设亦应遵循“以学为本”的原则,即所有的网络教学活动课程都应当充分利用各种技术手段和工具来为学生的“学”服务。其中课程资源的共享,教师资源共享也应包括在内。
构建网络实验平台的真正意义是在这个平台上实现教育资源共享,在这方面与发达国家相比,国内起步较晚。目前,不少理工科院校和综合性院校都建有化学实验室网络平台,但多数化学实验网络平台不够完善,少数具备比较完善实验平台的还未能对外开放,这样不利于校际之间和对外的交流与合作,在一定程度上制约了网络实验平台的发展。例如,我校物理化学实验室开设的“二氧化碳平衡常数测定”实验[6]是一个典型的气体平衡常数测定实验,对冶金专业学生有重要指导意义,多数高校并没有开设该实验。“溶液表面张力测定”实验,本校物化实验室使用的是环圈法测定[6],有些高校使用最大气泡法测定[7]。“液体饱和蒸气压测定”实验,本校物理化学实验室使用的试剂是无水乙醇[6],其 他 高 校 使 用 的 是 环 己 烷[8]和 异 丙 醇[7]。如果不同高校的教学资源通过化学实验网络平台共享,学生可以了解其他高校实验课程的开设情况,比较不同方法完成实验甚至是同种方法不同试剂的优劣。这些都有助于学生更好的理解实验内容,也有助于培养学生分析和实践能力。
一位优秀的教师不仅要具有丰富的实践经验、先进的教学理念,还可以用自己的人格魅力感染学生,在学生的学习中扮演重要角色。优秀的化学实验教学工作者可以把课堂教学视频资料共享,方便不同高校学生学习,有条件的学生甚至可以到现场旁听学习。北京市海淀区学院路高校集中,学生可以在网上浏览自己喜欢的课程,选择喜欢的教师,并在课余时间到现场旁听学习。此外,优秀师资共享,方便实验教学工作者的交流与合作,发挥各自的优势,弥补自身的不足。实现教师资源的共享,通过名师、名校的交流,有利于各校在相互学习中提高化学实验教学水平。
化学实验网络平台的建设与完善,可以提高并拓展基础实验教学空间,加速基础实验教学改革。化学实验网络平台建设发展趋势不是单一化、综合化,而应该有针对性、适用性,不是为建设而建设,是为师生学习而建设,为提高教学水平而建设。高校化学实验室网络平台建设还应努力促进实验教学资源、教师资源共享,通过加强同等院校和相关行业的交流与合作,实现优势互补,使之更好地为高校实验技术及相关行业服务,这也将是高校化学实验网络平台建设的共同任务和发展趋势。
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[1]杜杨.“慕课”对高校体制的五大挑战[N].光明日报,2013-08-21(014).
[2]殷丙山,李玉.慕课发展及其对开放大学的启示[J].北京广播电视大学学报,2013(5):29-30.
[3]牛宇鑫.在线课程“慕课”将改变教育行业[N].中国信息化周报,2013-09-09(019).
[4]黄凯,刘立岩.高校网络实验平台现状分析与内容构建应用之设想[J].学园,2012(21):96-97.
[5]黄宏志,蔡艳荣.仪器分析实验网络辅助教学系统的设计[J].中国现代教育装备,2012(1):6-7.
[6]李晔,韦美菊.物理化学实验[M].北京:化学工业出版社,2013.
[7]谢辉.物理化学实验[M].北京:北京师范大学出版社,2012.
[8]郭婷,孟涛.物理化学实验[M].成都:西南交通大学出版社,2011.