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摘 要:本文结合2004年度山东省精品课程建设项目及中国石油大学(华东)化学实验教学示范中心实验教学改革项目的研究成果,探讨总结了实验教学网站建设中的一些經验,讨论了网站在有机化学实验教学中所发挥的作用,并对教学网站建设发展进行了展望。
关键词:网络平台实验教学网站有机化学实验实验教学
中图分类号:G45 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0199-02
在当前信息化的时代,网络作为最重要的、最方便快捷的信息载体,已经渗透到社会发展的每个角落,充分利用网络资源,可以有效地指导工作。化学信息从原始的纸介媒体,发展到现在的化学信息可视化和虚拟化,给传统的黑板与粉笔的化学教育带来了深刻的变革。
化学相关信息与技术的发展在国外起步较早,单就化学文献杂志的电子化和数据库化上,国内速度较欧美慢很多,国外电子化文献信息查阅可以追溯到19世纪,而国内电子化期刊信息目前大部分只能查到20世纪90年代,这个现状明显制约了化学学科的发展。在化学教育网站的发展速度上存在同样的问题,尤其是实验教学方面。国外的化学实验教学网站信息呈现方式多样化[1～2],主要有:(1)实验相关文本信息;(2)实验仪器和实验装置图像;(3)实验操作视频;(4)实验模拟动画等。前三项因为涉及的技术较为简单,在国内也得到了普遍的应用,但是成规模成体系高品质的实验模拟动画方面则没有长足的进步。结合国外及国内网络信息的表现形式,以及自身对网络的认识和掌握,综合化学实验教学的特点,我们制作了信息呈现形式多样化的“有机化学实验教学网站”这样一个有机化学实验教学的网络平台,并希望能够通过不断的努力使网站的建设不断发展和完善。以下从网站制作内容及结构、网站在实验教学中的作用、实验教学网站发展展望三个方面进行讨论。
1 从实验教学要求出发对网站的内容和结构进行构建
有机化学实验教学网站建设的目的是为学生的实验学习提供便捷有效的帮助。因此,网页的制作必须使网页的内容组成及结构简单明了,使浏览网页的学生能够迅速地找到最有价值的信息。在这个原则的指导下,我们制作的有机化学网站内容及结构组成(如图1所示)。
首页下设六个板块的内容,分别为:实验室简介、实验安排、实验仿真课件、实验讨论区、常用数据、实验指导。六个板块下所包含的详细内容均采用下拉菜单的方式选择所需浏览内容,这样的选择模式可以避免首页内容看上去过于复杂,结构更加简单,下拉式菜单的应用使网页内容的浏览更加方便快捷。结合有机化学实验课程的特点来看,网页结构比较合理,各项条目隶属关系明确,可以使浏览网页的学生对于所要查看的信息对应的菜单更为明确,更容易找到所需要查看的内容,有效地避免了浏览网页时胡乱寻找的现象出现,这也是一个网页制作必须实现的目标。下面将网页的各项内容展开,详细介绍网页制作的目的和所要实现的功能。
从网站自身的特点来说,网站首页是一个网站的门面,要充分呈现有机化学实验室氛围,所以在主页的版面上,编排了有机化学实验室环境图片,特别包含了学生实验室内部环境的图片,使学生进入实验室后对实验室环境更加熟悉,避免初次进入实验室过于拘谨。把实验教学中心的宣传墙面照片作为首页的主体图片,处于中心位置,明确了有机化学实验室的隶属关系。从主页总体效果上来说,首页所展示的图片内容能够很好的体现实验教学的特点和氛围。首页有“欢迎来到中国石油大学(华东)有机化学实验室”的滚动字样提醒学生目前登录的网络位置。首页图片下方为“请认真实验,爱护实验仪器”的提示语,体现了实验学习的严肃性。总之,首页版面设计着重突出了实验学习的环境和氛围,能够引起学生对有机化学实验的兴趣和热情。主页下设六个板块的内容和功能如下。
(1)实验室简介。
有机化学实验室简介内容包括:实验教学师资情况,有机化学实验室所处地理位置,有机化学实验面向专业,不同专业实验项目及学时数,综合实验的开设及新实验项目的开发情况,实验室开放及开放对象的简介。每一级学生在进入实验室前都要进行一次培训教育,让学生了解有机化学实验所需要注意的事项,网页中这部分内容可以为学生进入实验室前提供一个辅助了解有机化学实验室的材料。
(2)实验安排。
对于正在进行实验学习的学生来说,了解实验项目安排的顺序至关重要,通过这部分内容的浏览,可以使学生对下次实验的课前预习和准备工作有一个明确的目标。为了解决不同专业的实验项目安排不同的问题。网站按照不同的专业进行划分分为:化工环境专业,应化材化专业,地质专业,资源专业四个部分,实验安排的顺序与实际实验项目开出顺序相同。实验安排表中除了实验项目顺序外,还有相关实验内容的简单介绍,为学生预习实验指出了重点。
(3)实验仿真课件。
前面实验室简介和实验安排部分是以文本文档的方式呈现信息,这部分内容则是以视频信息的方式呈现信息,与文本信息相比,视频信息涉及的技术较为复杂,但是这种表达方式可以让信息更为形象、直观和动态,尤其适合以基本操作训练为主的实验课的学习。进入这一部分,首先是一个有机化学实验仿真平台的简介,让浏览这部分网页内容的学生了解实验仿真平台的目的和内容。该部分尝试性地上传了三个实验视频文件,三个文件都是3D动画文件,为有机化学教研室制作,分别是普通蒸馏实验、重结晶实验、薄层色谱实验,三个视频文件均可以远程播放,为学生预习实验的操作过程提供了最为形象直观的材料。随着实验仿真课件内容的丰富和画面的完善,这部分内容将越来越丰富。在真实的实验教学中,很多时候由于时间的限制,不能够为学生演示实验过程,但是在仿真课件中,可以将演示过程浓缩为一个视频,使实验预习达到更深层次的效果。
(4)实验讨论区。
讨论区是网站的精华板块,讨论区具备留言板的绝大部分功能。讨论区设置管理员账号和会员账号。在讨论区要求只能发表与实验学习有关的言论,管理员对所有人发表的言论具有最高处置权限,可以删除与实验无关的内容或其它违反规定的言论。由于讨论区内容可以实时更新,与实验相关的通知公告可以随时张贴,并根据通知的重要性可以进行置顶操作,方便了有机化学实验教学的管理工作。在讨论区,学生对实验中的疑问可以随时提出来,老师或同学都可以对该问题进行讨论。讨论区为学生的实验学习提供了一个很好的交流平台,为有机化学实验的学习提供了一个很好的模式。
(5)常用实验数据。
学生在预习实验时需要考虑实验所用试剂的基本信息,而这部分以文本方式分呈现两个方面的内容,一个是常用元素原子量简表;另一个是常用有机溶剂沸点及密度表,为学生预习实验和处理实验数据提供了方便。对理解实验操作背后的原理也有很大帮助。
(6)实验指导。
大学本科期间的实验学习是以实验基本操作技术的培养作为主要目标的,在实验教学网站的内容上当然不能缺少这一项。实验指导也是以文本的形式,分为四个方面:有机化学实验基本操作要点,常用有机溶剂的纯化方法,实验预习报告及实验报告格式要求,有机化学实验评分标准。
①有机化学实验基本操作要点板块,从实验操作的基本要求出发,按照基本操作分类,详细介绍了各个基本操作的注意事项。只要掌握了这部分内容就掌握了有机化学实验学习的精华。对学生的实验预习、实验复习以及纠正自身操作中存在的问题提供了很好的课外帮助。
②在常用有机溶剂的纯化方法中详细介绍了实验室中常用有机溶剂的处理方法,所涉及溶剂种类齐全,溶剂中杂质种类及来源介绍细致,对学生了解溶剂处理方法的原理大有裨益。由于课时的限制,在实验课中很少涉及溶剂处理方面的内容,这部分内容刚好可以弥补实验课的不足。
③第三项内容介绍了报告及预习报告的具体内容和格式要求,这样可以避免学生对预习及实验报告要求理解不一致而导致实验报告内容缺失或者出现偏差,有利于实验课成绩的公平和公正性。
④评分标准部分内容比较简单,但可以让学生对最后的实验课成绩组成有一个详细的了解,对指导学生有目标地开展实验学习有益。
总之,该网站的建设对学生实验课的学习从各个角度讲,帮助都很大。并且随着网页的应用,会有较多的意见反馈,根据这些意见对网页进行进一步的完善,使网页更加美观实用。
2 网站在实验教学中的作用
无论网页结構组织的多么完美,信息表达的多么准确全面,有一点是不会改变的,网站在实验教学中,只能起到辅助作用,实验的学习还是要通过实际的实验操作训练来实现。如何更好地发挥网站的教学辅助作用,是实验教学网站努力的方向。图2表示的是实验教学网站与实验教材和实验课堂为学生实验学习提供多方位信息来源的图示。
通过图2我们可以很好地理解学生在实验学习中各种信息来源以及各种信息之间的相互补充关系,网页为传统的实验教学提供了除实验教材和实验课堂以外的第三个信息来源,并且这种信息来源表达方式更加灵活,更加受学生的欢迎。因此,我们认为实验教学网站在实验学习中有重要的预习实验、复习巩固实验、实验互动式学习的辅助平台作用。充分发挥网站的平台作用,为学生提供良好的实验预习和复习的电子信息环境,并通过网络互动式学习的模式解决学生实验学习中的疑问,提供比教材综合程度更高的更直观的网络信息,能够很好的提高实验学习的效率和效果,这在我们过去两年的实验教学中已经体现出来,学生对实验知识的掌握更加统一化,实验报告内容更加全面细致。因此,实验教学网站的建设和完善符合学科发展信息网络化的要求。
3 实验教学网站发展展望
结合制作有机化学实验教学网站的经验以及对这类型网站相关资料的理解,再加上长期从事实验教学的经验,我们下面从两个方面对实验教学网站的发展进行展望,希望能够为实验教学网站的建设提供借鉴经验。
(1)信息表现形式的多样化。
现在实验教学网站信息展现形式仍然以文字描述为主,这种信息表现形式从制作网页的技术角度来说相对简单。但是与理论课相比,实验课的特殊之处在于手头操作,文字的描述很难使学生对实验操作有比较形象的把握,所以实验网站的建设应该注重信息表现形式的多样化,尤其是视频信息的制作,视频信息对实验操作的指导作用是文字描述所无法比拟的。当然复杂的实验过程动画还需要在技术不断进步的前提下才能完善。但是可以通过对实验讲解过程进行录像,在网上进行展示,提高学生预习实验的效果,这种技术相对简单,容易实现。在视频材料的制作上可以集合多名教师的智慧,实现实验课程讲解高水平的统一展现,避免学生对操作技能的掌握因教师不同而出现差异。
(2)网站平台功能的拓展。
目前,网站的主要功能是学生登录网站自行学习网页内容,在讨论区中的交互式信息交流方式需要进一步加强,这种形式更加灵活,能够及时解决学生实验学习中遇到的问题。除了视频信息的制作,还可以开发实验装置的安装操作软件,挂到网站上,学生能够进行远程虚拟操作,这样学生在通过网络进行信息掌握的同时,还可以对实验所用仪器进行虚拟安装操作,使实验的预习效果达到更高的层次。另外,还可以在实验室中安装电视,将网络技术与电化教学进行结合。用网络为各个实验室进行同步电化教学提供平台,这也是网络在实验教学应用中一个很好的发展方向。
有机化学实验教学网站无论对学生实验的自主学习,还是对教师知识高水平的统一展现,都是一个很好的媒介,随着时代的发展,应该重视实验教学与网络技术的结合与应用。
参考文献
[1] 何根荣,麦裕华,肖信.对国外化学实验教学网站信息呈现方式的浅层分析[J].计算机在化学中的应用,2007(8):54～56.
[2] 王后雄,尹文静.中外化学实验网络资源的现状分析与优化策略[J].中学化学,2009(1):1～3.
关键词:网络平台实验教学网站有机化学实验实验教学
中图分类号:G45 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0199-02
在当前信息化的时代,网络作为最重要的、最方便快捷的信息载体,已经渗透到社会发展的每个角落,充分利用网络资源,可以有效地指导工作。化学信息从原始的纸介媒体,发展到现在的化学信息可视化和虚拟化,给传统的黑板与粉笔的化学教育带来了深刻的变革。
化学相关信息与技术的发展在国外起步较早,单就化学文献杂志的电子化和数据库化上,国内速度较欧美慢很多,国外电子化文献信息查阅可以追溯到19世纪,而国内电子化期刊信息目前大部分只能查到20世纪90年代,这个现状明显制约了化学学科的发展。在化学教育网站的发展速度上存在同样的问题,尤其是实验教学方面。国外的化学实验教学网站信息呈现方式多样化[1～2],主要有:(1)实验相关文本信息;(2)实验仪器和实验装置图像;(3)实验操作视频;(4)实验模拟动画等。前三项因为涉及的技术较为简单,在国内也得到了普遍的应用,但是成规模成体系高品质的实验模拟动画方面则没有长足的进步。结合国外及国内网络信息的表现形式,以及自身对网络的认识和掌握,综合化学实验教学的特点,我们制作了信息呈现形式多样化的“有机化学实验教学网站”这样一个有机化学实验教学的网络平台,并希望能够通过不断的努力使网站的建设不断发展和完善。以下从网站制作内容及结构、网站在实验教学中的作用、实验教学网站发展展望三个方面进行讨论。
1 从实验教学要求出发对网站的内容和结构进行构建
有机化学实验教学网站建设的目的是为学生的实验学习提供便捷有效的帮助。因此,网页的制作必须使网页的内容组成及结构简单明了,使浏览网页的学生能够迅速地找到最有价值的信息。在这个原则的指导下,我们制作的有机化学网站内容及结构组成(如图1所示)。
首页下设六个板块的内容,分别为:实验室简介、实验安排、实验仿真课件、实验讨论区、常用数据、实验指导。六个板块下所包含的详细内容均采用下拉菜单的方式选择所需浏览内容,这样的选择模式可以避免首页内容看上去过于复杂,结构更加简单,下拉式菜单的应用使网页内容的浏览更加方便快捷。结合有机化学实验课程的特点来看,网页结构比较合理,各项条目隶属关系明确,可以使浏览网页的学生对于所要查看的信息对应的菜单更为明确,更容易找到所需要查看的内容,有效地避免了浏览网页时胡乱寻找的现象出现,这也是一个网页制作必须实现的目标。下面将网页的各项内容展开,详细介绍网页制作的目的和所要实现的功能。
从网站自身的特点来说,网站首页是一个网站的门面,要充分呈现有机化学实验室氛围,所以在主页的版面上,编排了有机化学实验室环境图片,特别包含了学生实验室内部环境的图片,使学生进入实验室后对实验室环境更加熟悉,避免初次进入实验室过于拘谨。把实验教学中心的宣传墙面照片作为首页的主体图片,处于中心位置,明确了有机化学实验室的隶属关系。从主页总体效果上来说,首页所展示的图片内容能够很好的体现实验教学的特点和氛围。首页有“欢迎来到中国石油大学(华东)有机化学实验室”的滚动字样提醒学生目前登录的网络位置。首页图片下方为“请认真实验,爱护实验仪器”的提示语,体现了实验学习的严肃性。总之,首页版面设计着重突出了实验学习的环境和氛围,能够引起学生对有机化学实验的兴趣和热情。主页下设六个板块的内容和功能如下。
(1)实验室简介。
有机化学实验室简介内容包括:实验教学师资情况,有机化学实验室所处地理位置,有机化学实验面向专业,不同专业实验项目及学时数,综合实验的开设及新实验项目的开发情况,实验室开放及开放对象的简介。每一级学生在进入实验室前都要进行一次培训教育,让学生了解有机化学实验所需要注意的事项,网页中这部分内容可以为学生进入实验室前提供一个辅助了解有机化学实验室的材料。
(2)实验安排。
对于正在进行实验学习的学生来说,了解实验项目安排的顺序至关重要,通过这部分内容的浏览,可以使学生对下次实验的课前预习和准备工作有一个明确的目标。为了解决不同专业的实验项目安排不同的问题。网站按照不同的专业进行划分分为:化工环境专业,应化材化专业,地质专业,资源专业四个部分,实验安排的顺序与实际实验项目开出顺序相同。实验安排表中除了实验项目顺序外,还有相关实验内容的简单介绍,为学生预习实验指出了重点。
(3)实验仿真课件。
前面实验室简介和实验安排部分是以文本文档的方式呈现信息,这部分内容则是以视频信息的方式呈现信息,与文本信息相比,视频信息涉及的技术较为复杂,但是这种表达方式可以让信息更为形象、直观和动态,尤其适合以基本操作训练为主的实验课的学习。进入这一部分,首先是一个有机化学实验仿真平台的简介,让浏览这部分网页内容的学生了解实验仿真平台的目的和内容。该部分尝试性地上传了三个实验视频文件,三个文件都是3D动画文件,为有机化学教研室制作,分别是普通蒸馏实验、重结晶实验、薄层色谱实验,三个视频文件均可以远程播放,为学生预习实验的操作过程提供了最为形象直观的材料。随着实验仿真课件内容的丰富和画面的完善,这部分内容将越来越丰富。在真实的实验教学中,很多时候由于时间的限制,不能够为学生演示实验过程,但是在仿真课件中,可以将演示过程浓缩为一个视频,使实验预习达到更深层次的效果。
(4)实验讨论区。
讨论区是网站的精华板块,讨论区具备留言板的绝大部分功能。讨论区设置管理员账号和会员账号。在讨论区要求只能发表与实验学习有关的言论,管理员对所有人发表的言论具有最高处置权限,可以删除与实验无关的内容或其它违反规定的言论。由于讨论区内容可以实时更新,与实验相关的通知公告可以随时张贴,并根据通知的重要性可以进行置顶操作,方便了有机化学实验教学的管理工作。在讨论区,学生对实验中的疑问可以随时提出来,老师或同学都可以对该问题进行讨论。讨论区为学生的实验学习提供了一个很好的交流平台,为有机化学实验的学习提供了一个很好的模式。
(5)常用实验数据。
学生在预习实验时需要考虑实验所用试剂的基本信息,而这部分以文本方式分呈现两个方面的内容,一个是常用元素原子量简表;另一个是常用有机溶剂沸点及密度表,为学生预习实验和处理实验数据提供了方便。对理解实验操作背后的原理也有很大帮助。
(6)实验指导。
大学本科期间的实验学习是以实验基本操作技术的培养作为主要目标的,在实验教学网站的内容上当然不能缺少这一项。实验指导也是以文本的形式,分为四个方面:有机化学实验基本操作要点,常用有机溶剂的纯化方法,实验预习报告及实验报告格式要求,有机化学实验评分标准。
①有机化学实验基本操作要点板块,从实验操作的基本要求出发,按照基本操作分类,详细介绍了各个基本操作的注意事项。只要掌握了这部分内容就掌握了有机化学实验学习的精华。对学生的实验预习、实验复习以及纠正自身操作中存在的问题提供了很好的课外帮助。
②在常用有机溶剂的纯化方法中详细介绍了实验室中常用有机溶剂的处理方法,所涉及溶剂种类齐全,溶剂中杂质种类及来源介绍细致,对学生了解溶剂处理方法的原理大有裨益。由于课时的限制,在实验课中很少涉及溶剂处理方面的内容,这部分内容刚好可以弥补实验课的不足。
③第三项内容介绍了报告及预习报告的具体内容和格式要求,这样可以避免学生对预习及实验报告要求理解不一致而导致实验报告内容缺失或者出现偏差,有利于实验课成绩的公平和公正性。
④评分标准部分内容比较简单,但可以让学生对最后的实验课成绩组成有一个详细的了解,对指导学生有目标地开展实验学习有益。
总之,该网站的建设对学生实验课的学习从各个角度讲,帮助都很大。并且随着网页的应用,会有较多的意见反馈,根据这些意见对网页进行进一步的完善,使网页更加美观实用。
2 网站在实验教学中的作用
无论网页结構组织的多么完美,信息表达的多么准确全面,有一点是不会改变的,网站在实验教学中,只能起到辅助作用,实验的学习还是要通过实际的实验操作训练来实现。如何更好地发挥网站的教学辅助作用,是实验教学网站努力的方向。图2表示的是实验教学网站与实验教材和实验课堂为学生实验学习提供多方位信息来源的图示。
通过图2我们可以很好地理解学生在实验学习中各种信息来源以及各种信息之间的相互补充关系,网页为传统的实验教学提供了除实验教材和实验课堂以外的第三个信息来源,并且这种信息来源表达方式更加灵活,更加受学生的欢迎。因此,我们认为实验教学网站在实验学习中有重要的预习实验、复习巩固实验、实验互动式学习的辅助平台作用。充分发挥网站的平台作用,为学生提供良好的实验预习和复习的电子信息环境,并通过网络互动式学习的模式解决学生实验学习中的疑问,提供比教材综合程度更高的更直观的网络信息,能够很好的提高实验学习的效率和效果,这在我们过去两年的实验教学中已经体现出来,学生对实验知识的掌握更加统一化,实验报告内容更加全面细致。因此,实验教学网站的建设和完善符合学科发展信息网络化的要求。
3 实验教学网站发展展望
结合制作有机化学实验教学网站的经验以及对这类型网站相关资料的理解,再加上长期从事实验教学的经验,我们下面从两个方面对实验教学网站的发展进行展望,希望能够为实验教学网站的建设提供借鉴经验。
(1)信息表现形式的多样化。
现在实验教学网站信息展现形式仍然以文字描述为主,这种信息表现形式从制作网页的技术角度来说相对简单。但是与理论课相比,实验课的特殊之处在于手头操作,文字的描述很难使学生对实验操作有比较形象的把握,所以实验网站的建设应该注重信息表现形式的多样化,尤其是视频信息的制作,视频信息对实验操作的指导作用是文字描述所无法比拟的。当然复杂的实验过程动画还需要在技术不断进步的前提下才能完善。但是可以通过对实验讲解过程进行录像,在网上进行展示,提高学生预习实验的效果,这种技术相对简单,容易实现。在视频材料的制作上可以集合多名教师的智慧,实现实验课程讲解高水平的统一展现,避免学生对操作技能的掌握因教师不同而出现差异。
(2)网站平台功能的拓展。
目前,网站的主要功能是学生登录网站自行学习网页内容,在讨论区中的交互式信息交流方式需要进一步加强,这种形式更加灵活,能够及时解决学生实验学习中遇到的问题。除了视频信息的制作,还可以开发实验装置的安装操作软件,挂到网站上,学生能够进行远程虚拟操作,这样学生在通过网络进行信息掌握的同时,还可以对实验所用仪器进行虚拟安装操作,使实验的预习效果达到更高的层次。另外,还可以在实验室中安装电视,将网络技术与电化教学进行结合。用网络为各个实验室进行同步电化教学提供平台,这也是网络在实验教学应用中一个很好的发展方向。
有机化学实验教学网站无论对学生实验的自主学习,还是对教师知识高水平的统一展现,都是一个很好的媒介,随着时代的发展,应该重视实验教学与网络技术的结合与应用。
参考文献
[1] 何根荣,麦裕华,肖信.对国外化学实验教学网站信息呈现方式的浅层分析[J].计算机在化学中的应用,2007(8):54～56.
[2] 王后雄,尹文静.中外化学实验网络资源的现状分析与优化策略[J].中学化学,2009(1):1～3.