化學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化平臺(tái)建設(shè)與實(shí)踐論文

　　[摘要]針對(duì)傳統(tǒng)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的創(chuàng)新能力，提出了構(gòu)建藥學(xué)/中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化平臺(tái)的思路和基本內(nèi)容。主要從實(shí)驗(yàn)管理的信息化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化、師生互動(dòng)的信息化、高素質(zhì)信息化人才的建設(shè)等四個(gè)方面闡述。實(shí)踐證明，信息技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合可以有效地緩解這些問題。

　　[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)教學(xué)；信息化平臺(tái)；物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)；存在的問題

　　1引言

　　物理化學(xué)是藥學(xué)類專業(yè)重要的基礎(chǔ)必修課，物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是物化教學(xué)的重要組成部分，涉及多種物理量測(cè)量和實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等。所用儀器原理復(fù)雜，儀器多，操作繁瑣，手工記錄費(fèi)時(shí)，數(shù)據(jù)處理難度大和誤差大，學(xué)生預(yù)習(xí)困難大，導(dǎo)致課堂效率低，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)。真對(duì)這些，如何在有限時(shí)間內(nèi)提高實(shí)驗(yàn)課堂效果，減輕老師教學(xué)負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為重要問題[1-2]。在信息化的今天，把信息化技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分融合[3]，這些問題就可得到緩解。在學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，就如何建設(shè)藥學(xué)/中藥學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化平臺(tái)進(jìn)行了研究和實(shí)踐性探索，有效提高了實(shí)驗(yàn)課堂效果，降低了實(shí)驗(yàn)耗材損耗，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

　　2物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題及信息化平臺(tái)的建設(shè)

　　針對(duì)傳統(tǒng)的物化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，建設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)信息化平臺(tái)主要由四個(gè)方面組成：實(shí)驗(yàn)管理的信息化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化、師生互動(dòng)的信息化、信息化的人才隊(duì)伍建設(shè)。其中實(shí)驗(yàn)管理的信息化由實(shí)驗(yàn)室制度及安全的信息化和實(shí)驗(yàn)排課的信息化組成，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的信息化、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果處理的信息化、實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改的信息化組成。

　　2.1物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)管理的信息化

　　2.1.1實(shí)驗(yàn)室制度及安全的信息化物化實(shí)驗(yàn)若像無機(jī)、有機(jī)實(shí)驗(yàn)等開設(shè)，所用儀器會(huì)特別多，就需投入大量經(jīng)費(fèi)購買儀器，提供更多空間存放。每學(xué)期僅用一兩周，既浪費(fèi)資源，儀器使用率也低，故采用循環(huán)方式上課，既充分利用了設(shè)備，又節(jié)約了開支[4]。即同時(shí)開設(shè)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)分組進(jìn)行循環(huán)，直到這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)循環(huán)完再做新的實(shí)驗(yàn)。每次循環(huán)時(shí)，學(xué)生要在不同實(shí)驗(yàn)室和不同實(shí)驗(yàn)臺(tái)做實(shí)驗(yàn)，容易糊涂，尤其是第一次實(shí)驗(yàn)。還有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度及安全問題等也不是很清楚，為此開設(shè)了這個(gè)板塊。該板塊除了有學(xué)校制定通用的《教學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全防火制度》、《學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則》、《實(shí)驗(yàn)室工作規(guī)則》等，還制定有針對(duì)性的《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則》。實(shí)驗(yàn)開始前老師通知學(xué)生學(xué)習(xí)，并檢查學(xué)習(xí)情況。通過了才能做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)安全是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重中之重。這樣實(shí)驗(yàn)開始前學(xué)生能清楚地知道自己的任務(wù)，如儀器負(fù)責(zé)人的任務(wù)、分組等，還提高了學(xué)生的安全紀(jì)律意識(shí)，保證了實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化和實(shí)驗(yàn)?zāi)芨咝в行蜻M(jìn)行。利用信息化方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制度的學(xué)習(xí)，既減少教室使用和降低教師負(fù)擔(dān)，又節(jié)約學(xué)校的教學(xué)資源。2.1.2實(shí)驗(yàn)排課的信息化由于物化實(shí)驗(yàn)采用循環(huán)方式上課，學(xué)生易迷糊。針對(duì)這些，平臺(tái)鏈接了學(xué)校的“實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)”，利用其中“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”下的“執(zhí)行計(jì)劃編排”排課，對(duì)每個(gè)專業(yè)的物化實(shí)驗(yàn)循環(huán)排課。實(shí)驗(yàn)開始前學(xué)生和教師用自己賬號(hào)和密碼查看，能知道每次實(shí)驗(yàn)課做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱、上課時(shí)間、實(shí)驗(yàn)室房間號(hào)及所在實(shí)驗(yàn)臺(tái)編號(hào)。

　　2.2物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化

　　2.2.1物化實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的信息化課前預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要部分，目前學(xué)生大多是照著課本內(nèi)容寫預(yù)習(xí)報(bào)告，印象不深，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后不熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，不理解實(shí)驗(yàn)原理，達(dá)不到預(yù)期效果，有些學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)甚至連實(shí)驗(yàn)名稱都不知道，更談不上能力培養(yǎng)。另一方面，也加重了老師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，需反復(fù)講解[5]。另外由于物化實(shí)驗(yàn)原理抽象，儀器較多，循環(huán)上課，上課時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)錯(cuò)位，這樣老師講解就費(fèi)時(shí)。另外部分學(xué)生沒準(zhǔn)確觀察到老師的儀器操作和完全記著老師講的，結(jié)果做實(shí)驗(yàn)時(shí)易失敗，若要重新做，既浪費(fèi)資源又拖堂。為此開設(shè)了這個(gè)板塊。即把物化實(shí)驗(yàn)課程信息、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、PPT、自主錄制的實(shí)驗(yàn)方法和儀器操作視頻等上傳，讓學(xué)生通過預(yù)習(xí)掌握實(shí)驗(yàn)之前的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)儀器使用和注意事項(xiàng)等。老師根據(jù)大家的預(yù)習(xí)情況，上課時(shí)針對(duì)存在問題重點(diǎn)講解。這樣，一是學(xué)生帶著問題上課，可以提高課堂效率；二是老師勿需重復(fù)講授和演示，減輕了老師負(fù)擔(dān)；三是學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性；四是可以讓更多人深入了解物化實(shí)驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源開放共享、功能最大化，促進(jìn)了知識(shí)傳播。2.2.2實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果處理的信息化實(shí)驗(yàn)過程的信息化：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化和過程的直觀化。物化實(shí)驗(yàn)需要采集大量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)記錄，任務(wù)重。為此開設(shè)了這個(gè)板塊，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用電腦自動(dòng)記錄，避免漏記錯(cuò)記，使實(shí)驗(yàn)過程更順暢。即[6]把實(shí)驗(yàn)儀器的數(shù)據(jù)端口與電腦連接，利用與實(shí)驗(yàn)配套的軟件采集數(shù)據(jù)，記錄更簡便、高效、全面、準(zhǔn)確，且實(shí)驗(yàn)過程更直觀，實(shí)驗(yàn)情況看圖形走向就知道，實(shí)驗(yàn)中老師能迅速指出數(shù)據(jù)可靠性，如凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的自動(dòng)化信息化：學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要會(huì)處理，手工處理繁瑣不準(zhǔn)確，耗時(shí)長，同樣數(shù)據(jù)由不同學(xué)生處理，結(jié)果可能不同，人為誤差大，尤其是結(jié)果通過坐標(biāo)紙畫圖得到的。有時(shí)候畫一個(gè)圖要很長時(shí)間，很多學(xué)生先畫線，然后隨便點(diǎn)幾個(gè)點(diǎn)，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�。另外處理�?shù)據(jù)時(shí)易出錯(cuò)，挫傷了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)和處理數(shù)據(jù)的積極性，甚至有些學(xué)生厭倦物化實(shí)驗(yàn)[7]，為此開設(shè)了這個(gè)板塊。即在電腦上安裝數(shù)據(jù)處理軟件，管理和處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理很快完成，結(jié)果的準(zhǔn)確性和繪制的圖形好于人工方式，比如凝固點(diǎn)降低法測(cè)定摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)、雙液系T-x相圖的繪制等，既快又準(zhǔn)。2.2.3實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改的信息化學(xué)生把寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到該平臺(tái)，只要有網(wǎng)絡(luò)，老師可及時(shí)批改報(bào)告，批改的成績和意見直接記錄，學(xué)生能及時(shí)看到，省去了“每一次實(shí)驗(yàn)前學(xué)習(xí)委員把報(bào)告收齊給老師送去，老師批改后再發(fā)給學(xué)生”的繁瑣過程，避免了批改信息不及時(shí)傳達(dá)的弊端。另外報(bào)告成績可直接從系統(tǒng)中導(dǎo)出，并且系統(tǒng)會(huì)根據(jù)每一次報(bào)告成績自動(dòng)算出本課程的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，省去了老師要逐個(gè)登錄實(shí)驗(yàn)成績的過程，減輕了老師負(fù)擔(dān)。

　　2.3師生互動(dòng)的信息化

　　由于學(xué)生多、老師有限，課下師生間的互動(dòng)就有限，為此開設(shè)了這個(gè)板塊，包含兩個(gè)方面內(nèi)容，一是留言模塊：學(xué)生在預(yù)習(xí)、做實(shí)驗(yàn)、寫報(bào)告和處理數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題可以隨時(shí)在平臺(tái)上留言，老師收到信息后及時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)了師生間的實(shí)時(shí)互動(dòng)。二是答疑解惑模塊：選拔一批優(yōu)秀研究生做實(shí)驗(yàn)教學(xué)助教，每周專門抽兩個(gè)小時(shí)在平臺(tái)上給學(xué)生答疑實(shí)驗(yàn)后的疑惑和下次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中遇到的問題等。不僅實(shí)現(xiàn)了師生的實(shí)時(shí)互動(dòng)，還提供了優(yōu)秀學(xué)生自我展示的機(jī)會(huì)和提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。

　　2.4高素質(zhì)信息化人才隊(duì)伍的建設(shè)

　　實(shí)驗(yàn)信息化的建設(shè)離不開高素質(zhì)的信息化人才，其素質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的關(guān)鍵。要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化水平，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員除了有過硬的專業(yè)知識(shí)外，還要有一定的信息化技術(shù)水平，加強(qiáng)其信息化能力成為重點(diǎn)[8]，需要學(xué)校加大培訓(xùn)力度，可請(qǐng)來專家校內(nèi)培訓(xùn)，或校外學(xué)習(xí)和交流等方式，比如派出申報(bào)有信息化項(xiàng)目或愿提高自身信息化水平的人員到實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)較好的單位學(xué)習(xí)交流，吸取新理念和新經(jīng)驗(yàn)，不斷提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的信息化素養(yǎng)和管理經(jīng)驗(yàn)[9]。

　　3結(jié)語

　　該平臺(tái)的建設(shè)強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生成為自主學(xué)習(xí)的主體，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中充分掌握重難點(diǎn)，提高了實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)約了資源。數(shù)據(jù)處理的信息化，減少了誤差，提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改的信息化，降低了繁瑣的程序，減輕了教師負(fù)擔(dān)。師生互動(dòng)的信息化，打通了教師和學(xué)生交流的屏障。信息化人才的建設(shè)，保證了實(shí)驗(yàn)順利高效地進(jìn)行�？傊�，物化實(shí)驗(yàn)信息化平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、提升實(shí)驗(yàn)管理水平和培養(yǎng)創(chuàng)新能力人才具有較大幫助，當(dāng)然該平臺(tái)在今后還需不斷深化和完善，力爭使實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到現(xiàn)代化、科學(xué)化管理水平。

　　參考文獻(xiàn)

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