基于网络信息技术的《仪器分析》教学方法的改革研究

摘要：将基于网络信息技术的教学方法的改革应用到《仪器分析》课程中，从教学内容、虚拟实验、视频课制作、信息交流几方面进行教学方法研究，目的是通过教学方法的改革使学生更准确更细致更深入地学习和理解《仪器分析》课程相关的内容，熟练掌握相关仪器方法的应用。

关键词：网络课程；仪器分析；虚拟实验；视频课

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）19-0051-02

网络教学又称在线教学，是根据实际需求构建的基于互联网的教学管理与沟通平台。随着二十一世纪的来临，信息科学和网络技术在社会中的普及和应用，网络教学开始作为一种全新的教学形式，出现在我们面前。而仪器分析作为一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科，是在原理和技术上均采用当今最先进最前沿的科技发展起来的分析测试手段，广泛应用于科学技术和国民经济的各个领域。网络教学在《仪器分析》课程教学中的应用包括网络课程、创设虚拟实验室、录制视频实验课程、开辟仪器分析聊天群、编制科普和研究性学习的网页等。同时网络教学还包括网上备课、课件制作、教学素材建设、网络授课、网上交流、网上学习等多种服务的综合教学支撑平台。黑龙江八一农垦大学食品学院自开设《仪器分析》课程以来，经过多年的教学研究，不断借鉴前人在仪器分析课程教学改革方面的成功经验。针对本学院的条件和课程特点，在教学内容、教学方法和教学手段等方面也取得了一些有益的改革探索。

一、网络课程的建立

我国教育部高等教育司颁布的《现在远程教育资源建设技术规范》中指出，网络课程是“通过网络表现的某门学科的教学内容实施的教学活动的总和，它包括两个组成部分：按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境”。简单地说网络课程是信息时代条件下课程新的表现形式。网络课程是随着计算机网络的飞速发展而开始盛行的一种新型的教学模式，与传统的课堂教学相比，它具有资源共享性、学习的自主性、课程结构的开放性、学习的协作性等特点。网络课程学习的模式概述为：文字教材自学+网络课件学习+网上导学+网上答疑+必要的面授辅导+网上讨论+小组活动+课程作业+模拟试题自测+学习中心导学辅导+集中考试+课程终结性考试。网络课程包括以下几个内容：教学内容：包括课程简介、目标说明、教学计划、知识点内容、典型实例、多媒体素材等。虚拟实验：包括实验情景、交互操作、结果呈现、数据分析等。学生档案：包括学生密码、个人账号、个人特征资料、其他相关资料等。协商交流：包括电子邮件、电子公告牌、聊天室、讨论室、教师信箱、问答天地、疑难解答等。开放的教学环境：包括相关内容、参考文献、资源、网址的提供等。

二、虚拟实验室的建立

《仪器分析》实验课与其他实验课有很多不同，最主要的特点就是分析用的仪器是主要的工具，这就出现一个问题，由于仪器组成往往都比较复杂，而学生接触时间短，对这些特点都不是很了解，造成并不能很好地掌握其操作和功能；另一方面仪器的价格往往比较昂贵，实验室只有一台，所以仪器分析常规的实验就是以演示实验为主，也就是实验教师操作，学生观看，条件允许可以进行练习。这种实验教学方法会产生很多问题，比如一台仪器老师操作，20多名学生观看，不能保证每一个学生都可以观察到操作过程，而且处于位置较后的学生不会由于看不清会自动放弃观摩，而是出现交头接耳等不良现象，影响学生的学习过程。虚拟实验是指在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，由实验所依赖的模拟程序、实验单元、工具和参考资料组成，实验者可以像在真实的环境中一样进行虚拟操作，最早是在1989年，由美国弗吉尼亚大学的威廉・沃尔夫教授提出建立，通过在计算机上操作，借助多媒体、仿真、虚拟现实技术等构建一个基于网络化的虚拟实验环境，实验者可以像在真实环境中一样完成各种预定的实验项目。以红外光谱法实验为例，简单说明虚拟实验的过程。

1.进入操作界面，打开操作系统模型，在此模型下可以观察到实验的操作步骤，可以选择测定样品。进入样品制作、软件操作和参数设置的界面。

2.进入软件操作模型，在此模式下可以设置分辨率、扫描次数等相关的实验参数，设定完成后，进入样品制作模式，在样品制作模式下可以根据样品的物态不同，选择气体池或液体窗片或固体粉末压片法进行样品前处理，处理好的样品放入仪器中测定，得到红外光谱图，进行谱图解析，通过与标注谱图库搜索比较，得到与待测物质匹配的谱图，确定该物质的结构，完成实验报告。

三、实验视频的制作

针对食品质量与安全专业的特点，选择学生在将来工作中可能会应用比较多的仪器分析实验：气相色谱实验、高效液相色谱实验、分子荧光光谱实验进行视频录制及制作，将制作好的实验视频上传到相应的网站上，学生们可以通过网站链接进行下载观看，提前预习实验整个过程，通过这种方法使得学生们对实验的内容有个基本的掌握，更直观地观察到实验细节。这样也有利于在真正实验过程中更好地理解实验内容。

四、信息交流

为了更好地与学生们沟通，采取建立仪器分析聊天群和编制科普和研究性学习的网页两相措施进行学习交流，老师可以通过与学生的交流来掌握学生的课上接受程度、及时了解学生的疑惑、引入激发学生思考的问题、及时调整讲课的进度……而同样的学生有什么问题可以直接在群里和老师沟通，有问题也可以大家一起谈论，这样有助于学生们对仪器分析课程的掌握，还可以上传到群共享、群空间等，通过网络方式进行沟通，达到更全面细致的学习课程的目的。

总之，现代网络技术为教育注入了新的活力和生机，充分发挥网络教学的优势，具备开放性、交互性、共享性、协作性、自主性。随着信息技术的发展，网络和教学之间的结合程度将越来越多，也将越来越丰富，彼此间的影响也会越来越大，打破传统的地域限制，增加人机间的多向互动，也容易激发学习者的学习热情。

参考文献：

[1]刘晓宇.食品质量与安全专业中《仪器分析》教学的探讨[J].华中农业大学学报，2007，68（2）：12-14.

[2]李简，岳宣峰.食品科学与工程专业仪器分析课程教学探析[J].榆林学院学报，2010，20（6）：53-55.

[3]胡树煜，王琢.《仪器分析》虚拟实验室的设计与实现[J].硅谷，2008，（18）：71-72.

[4]白雁，张娟，潘瑾，等.“虚拟实验室”在高校仪器分析教学中的应用[J].实验技术与管理，2011，28（12）：169-174.

基金项目：黑龙江省教育厅“十二五”规划课题“基于网络信息技术《仪器分析》课程教学模式改革研究”（课题编号：GBC1212061）；黑龙江省教育科学“十二五”规划2012年度省重点课题“食品质量与安全专业研究型实践教学模式构建与实施”（课题编号：GBB1212044）；黑龙江教育科学十二五规划课题（GBC1212058）。

作者简介：张丽媛（1981-），女，讲师，硕士，研究方向为仪器分析方向。