□郝利君 駱雪芳 季一兵

基于MOOC設(shè)計(jì)的學(xué)生仿真互動(dòng)儀器分析示教實(shí)驗(yàn)

□郝利君 駱雪芳 季一兵

近年來，隨著“慕課”技術(shù)的不斷發(fā)展，在國家教育政策發(fā)展指導(dǎo)下，高校的授課方式正在不斷改革并完善。基于“MOOC”理念，本單位構(gòu)建慕課仿真互動(dòng)平臺(tái)，并將其應(yīng)用于儀器分析示教實(shí)驗(yàn)中，取得了很好的教學(xué)效果并逐步推廣擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

儀器分析；示教實(shí)驗(yàn)；慕課

教育部發(fā)布的 《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃 （2011-2020年）》中指出，教育信息化的發(fā)展以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心?；谡邔?dǎo)向，利用 “慕課”的授課特點(diǎn)，可以有效改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提高教學(xué)效率，并縮短經(jīng)濟(jì)文化有巨大差異的地區(qū)距離?！澳秸n”，即 “大規(guī)模在線開放課程”（Massive Open OnlineCourse，簡(jiǎn)稱mooc或“慕課”），從2008年慕課初始形成到2011年慕課迅速為世人所知并快速發(fā)展，世界各地的學(xué)生都可利用互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)到大學(xué)課程。“慕課”的操作也很容易，一般先申請(qǐng)想要參與學(xué)習(xí)的課程，注冊(cè)好用戶名和登錄密碼后，就能在線互動(dòng)學(xué)習(xí)了。

目前，我國高校的 “慕課”發(fā)展仍然處于起步摸索階段，很多學(xué)校開始嘗試并已經(jīng)開設(shè) “慕課”形式的教學(xué)模式。慕課在我國的發(fā)展必須走契合我國國情的路徑，也要走契合高校專業(yè)特點(diǎn)的路徑，這就要求我們不斷探索實(shí)踐，讓這種創(chuàng)新教育模式能夠合理健康地發(fā)展下去。

一、儀器分析示教實(shí)驗(yàn)課簡(jiǎn)介及存在問題

“儀器分析實(shí)驗(yàn)”是中國藥科大學(xué)理學(xué)院分析化學(xué)教研室為基礎(chǔ)藥學(xué)理科基地、國家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地、食品質(zhì)量與安全以及臨床藥學(xué)等專業(yè)開設(shè)的一門獨(dú)立的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程，旨在驗(yàn)證儀器分析理論與方法，發(fā)展學(xué)生儀器分析實(shí)驗(yàn)技能，并初步學(xué)習(xí)利用所學(xué)的方法和技能解決實(shí)際樣品測(cè)定的能力。

“儀器分析示教實(shí)驗(yàn)”是 “儀器分析實(shí)驗(yàn)”中以教師操作演示為主的實(shí)驗(yàn)課程。包括紅外分光光度計(jì) （FT-IR）、毛細(xì)管氣相 （CGC）、毛細(xì)管電泳 （CE）和液質(zhì)聯(lián)用 （LCMS）等四個(gè)儀器操作示教實(shí)驗(yàn)。

目前示教實(shí)驗(yàn)的開設(shè)因儀器、時(shí)間、授課方式等方面的問題，教學(xué)效果并不理想，存在的主要問題有以下幾個(gè)方面：①班級(jí)人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)教學(xué)難度大；②教師規(guī)范化操作有待提高，教學(xué)質(zhì)量難以保證；③示教實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想；④面對(duì)面的單次教學(xué)不能滿足學(xué)生課后復(fù)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)的要求。

教師在講解儀器使用過程中，學(xué)生擠在教師周圍，站在后面的同學(xué)對(duì)儀器具體操作聽不清，甚至看不到，極大地局限了學(xué)生對(duì)于分析儀器的操作認(rèn)識(shí)，在具體實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)各種不規(guī)范的情況，對(duì)于學(xué)生自己是知識(shí)點(diǎn)缺乏的損失，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來說是貴重儀器的維護(hù)損失，比如在氣相色譜儀以及高效液相色譜儀的使用中，由于操作不當(dāng)，經(jīng)常出現(xiàn)針頭彎曲的情況；在紅外儀器的使用過程中，壓片模具也經(jīng)常受到不同程度的損傷，導(dǎo)致壓片無法成型等，這些都是由于不規(guī)范操作引起。由于儀器與場(chǎng)地條件所限，有些儀器不能滿足所有上課同學(xué)一起動(dòng)手操作的要求，雖然開設(shè)部分示教實(shí)驗(yàn)，取得一定教學(xué)效果，但是相對(duì)參與性實(shí)驗(yàn)來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間短、參與度低，對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)不能產(chǎn)生有效持續(xù)的興趣。

二、“慕課”平臺(tái)構(gòu)建意義

如果引入慕課教學(xué)，可以設(shè)計(jì)網(wǎng)上多個(gè)在線學(xué)習(xí)考核模塊，層次清楚，分工明確。在實(shí)驗(yàn)開始之前，學(xué)生可以在網(wǎng)上看到具體操作視頻以及相關(guān)儀器分析知識(shí)點(diǎn)介紹，對(duì)將要學(xué)習(xí)的分析儀器有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，通過觀看教研室集體創(chuàng)作的示教教案，盡可能避免出現(xiàn)專業(yè)性錯(cuò)誤；在正式上課時(shí)，能起到事半功倍的效果，使學(xué)生更加全面了解

所用精密儀器的操作流程，很好地輔助理論知識(shí)學(xué)習(xí)；在之后的專業(yè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生也可以隨時(shí)上網(wǎng)查看相關(guān)儀器分析實(shí)驗(yàn)過程，不受時(shí)間和場(chǎng)地限制。加深印象的同時(shí)，對(duì)于進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)研究專業(yè)內(nèi)容也會(huì)有較大的幫助，學(xué)生可隨時(shí)與教師線上交流或通過課程設(shè)置的題目自行思考并完成考核，從而提高學(xué)生對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)整體的認(rèn)知程度和學(xué)習(xí)興趣，真正起到驗(yàn)證理論和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的。

1.提高學(xué)生預(yù)習(xí)效果

傳統(tǒng)的書本接受知識(shí)預(yù)習(xí)，有些專業(yè)性強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)不易理解，達(dá)不到預(yù)習(xí)效果。引入 “慕課”教學(xué)，能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前，通過 “慕課”的預(yù)習(xí)模塊了解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、熟悉相關(guān)儀器的操作流程和使用要點(diǎn)，對(duì)將要學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有直觀的認(rèn)識(shí)。

2.了解精密儀器使用規(guī)范

在正式實(shí)驗(yàn)課的操作中，通過教師的現(xiàn)場(chǎng)講解，學(xué)生可以進(jìn)一步加深印象，并能夠更規(guī)范地使用儀器，從而較好地保護(hù)分析儀器，一舉兩得。

3.實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷學(xué)習(xí)

隨時(shí)上網(wǎng)查看；加深印象；提高興趣；培養(yǎng)創(chuàng)新精神。在之后的專業(yè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以隨時(shí)上網(wǎng)查看相關(guān)儀器分析實(shí)驗(yàn)過程，加深印象的同時(shí)，對(duì)于進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)研究專業(yè)內(nèi)容也會(huì)有較大的幫助，從而提高學(xué)生對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)整體的認(rèn)知程度和學(xué)習(xí)興趣，真正起到驗(yàn)證理論和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的。

4.加強(qiáng)學(xué)生與教師之間的溝通

傳統(tǒng)教學(xué)方式使學(xué)生一般只能在課間與教師簡(jiǎn)短交流，而慕課教學(xué)方式，搭建了學(xué)生與教師溝通平臺(tái)，學(xué)生隨時(shí)提問，教師隨時(shí)回答，及時(shí)解決問題，高效學(xué)習(xí)知識(shí)。

5.隨時(shí)調(diào)整考核方式

實(shí)驗(yàn)課的考查一般通過現(xiàn)場(chǎng)考查學(xué)生動(dòng)手操作以及數(shù)據(jù)處理的規(guī)范性來實(shí)現(xiàn)。通過 “慕課”考核模塊可構(gòu)建線上考核標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)更全面，考核方式靈活多樣。

三、基于 “MOOC”設(shè)計(jì)的仿真互動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)建

1.“慕課”平臺(tái)實(shí)踐特色

目前本教研室的 “慕課”平臺(tái)已經(jīng)基本搭建好并在一定范圍內(nèi)試運(yùn)行。經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)此平臺(tái)應(yīng)用效果好，比起傳統(tǒng)教學(xué)模式有獨(dú)到的特色和優(yōu)勢(shì)。通過對(duì) “慕課”教學(xué)的深入了解與學(xué)習(xí)，本校逐步探索出一個(gè)適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生儀器分析實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式，把 “慕課”優(yōu)勢(shì)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生真正高效全面地掌握實(shí)驗(yàn)課程的相關(guān)知識(shí)。在 “慕課”的學(xué)習(xí)的過程中逐步建立師生良好互動(dòng)，使學(xué)生能夠有問題及時(shí)解決，教師也能及時(shí)了解學(xué)生所學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的薄弱之處，在實(shí)驗(yàn)室的講解環(huán)節(jié)能做到有的放矢地授課。在 “慕課”線上的實(shí)施過程中，教師能夠逐漸摸索出定性或者定量的考核評(píng)價(jià)體系，使學(xué)生在線上也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身問題并加以糾正。

（1）在“慕課”平臺(tái)實(shí)現(xiàn)儀器示教，使傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)充分結(jié)合。實(shí)踐中主要以 “儀器分析示教實(shí)驗(yàn)”的“慕課”課程設(shè)計(jì)為平臺(tái)，達(dá)到學(xué)生只要有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，不受時(shí)間、空間限制，隨時(shí)隨地進(jìn)入 “儀器化分析實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行學(xué)習(xí)和具體儀器 “實(shí)驗(yàn)操作”的目的，從而保障學(xué)生規(guī)范、高效地掌握各類儀器的使用和操作。

（2）設(shè)計(jì)模塊科學(xué)，分類明確。我們以整個(gè)儀器分析示教實(shí)驗(yàn)課程為主線，以涉及的具體實(shí)驗(yàn)儀器為版塊，以實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作為內(nèi)容，添加討論和考核環(huán)節(jié)，做到設(shè)計(jì)科學(xué)，界面友好，操作簡(jiǎn)單，易于學(xué)習(xí)。

（3）示教多角度，學(xué)習(xí)高效率。傳統(tǒng)示教實(shí)驗(yàn)演示操作過程弊端較多，前已詳細(xì)講述，網(wǎng)上示教可以多角度拍攝、講解制作，通過集體創(chuàng)作，避免專業(yè)性錯(cuò)誤，使學(xué)生學(xué)習(xí)更便捷高效。

2.“慕課”平臺(tái)構(gòu)建的詳細(xì)內(nèi)容

（1）“慕課”的開發(fā)流程?！澳秸n”建設(shè)的整個(gè)流程劃分為以下5個(gè)部分： ①平臺(tái)的建設(shè)和確立。首先要選擇投放課程的平臺(tái)，也就是常說的 “架服務(wù)器”。要建設(shè)在線課程，服務(wù)器的準(zhǔn)備是必不可少的。②授課教師的抉擇。錄制課程的任課教師應(yīng)具備豐富的相關(guān)實(shí)驗(yàn)講解經(jīng)驗(yàn)，講解思路清晰，操作儀器規(guī)范。③課程對(duì)象的設(shè)定。原本儀器分析示教實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)有確定的學(xué)生群體。但在此基礎(chǔ)上改為慕課時(shí)，必須要重新考慮和確認(rèn)這個(gè)問題，只有在確定了所針對(duì)學(xué)習(xí)者的層次和基礎(chǔ)之后，才便于修訂授課內(nèi)容。④課程的審定。比如介紹課程的關(guān)鍵信息，把課程的一些關(guān)鍵信息在視頻里反映出來。視頻應(yīng)該如何錄制，動(dòng)畫應(yīng)該呈現(xiàn)哪些內(nèi)容，等等。⑤課程的上線與修改。在經(jīng)過前期文字編寫，錄制和基本模塊制作之后，“慕課”課程就可以上線了——上線的時(shí)候?qū)①N出課程開放的時(shí)間段、課程的各方面信息、課程考核機(jī)制、優(yōu)秀成績(jī)的評(píng)價(jià)機(jī)制，以便讓學(xué)習(xí)者能夠去注冊(cè)觀看。而在一個(gè)學(xué)期結(jié)束之后，教師們需要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，教師之間也可以互相交流，以確定下一次開課的設(shè)定以及下輪課程內(nèi)容和形式的改善。

（2）主要內(nèi)容模塊設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)儀器的操作是儀器分析課程的主要內(nèi)容，分為講解、示范、操作三個(gè)步驟。本課題將重點(diǎn)解決在 “慕課”教學(xué)環(huán)境中如何將三個(gè)步驟有機(jī)結(jié)合，確保學(xué)生真正能夠?qū)W到儀器運(yùn)行的原理、具體使用方法、操作中注意事項(xiàng)和易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。

①教師講課錄像——VCR：課題組將根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)調(diào)研和準(zhǔn)備情況撰寫詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)分步操作講義以及實(shí)驗(yàn)視頻的拍攝腳本，保證實(shí)驗(yàn)錄制的順利進(jìn)行。

②將實(shí)際教學(xué)過程中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器用動(dòng)畫的形式展現(xiàn)給學(xué)生。對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的運(yùn)行原理、操作過程、結(jié)果分析以及重點(diǎn)注意事項(xiàng)呈獻(xiàn)給在線學(xué)習(xí)的學(xué)生，在慕課上線后學(xué)生易于掌握知識(shí)點(diǎn)以及規(guī)范使用分析儀器。

③每個(gè)分析儀器都具有在線模擬操作功能，使學(xué)生仿佛置身于實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際操作，便于學(xué)生更直觀地了解并接觸儀器。學(xué)生在仿真操作過程中，若出現(xiàn)操作程序或按錯(cuò)鍵等不規(guī)范錯(cuò)誤，系統(tǒng)可以及時(shí)提醒；學(xué)生也可以在線反饋?zhàn)约涸谀M過程中遇到的問題，請(qǐng)教師在線回答。

（3）考核環(huán)節(jié)。慕課作為網(wǎng)上在線開放演示課程，在形式與內(nèi)容上相較于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)講解并操作儀器的實(shí)驗(yàn)發(fā)生了較大的改變，如何客觀全面地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)效果也將是本項(xiàng)目的關(guān)鍵問題之一。評(píng)價(jià)包括對(duì)學(xué)生的考評(píng)，用于實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定；學(xué)生及實(shí)驗(yàn)實(shí)施的教師對(duì)改革的意見、建議等。評(píng)價(jià)指標(biāo)有些可以定量，有些只能定性。我們將總結(jié)前期工作的經(jīng)驗(yàn)，探索各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)在成績(jī)?cè)u(píng)定中的貢獻(xiàn)，調(diào)整評(píng)價(jià)權(quán)重，制定更為詳細(xì)合理的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定辦法供教師使用，以保證成績(jī)的相對(duì)公正，并更加客觀地評(píng)估實(shí)驗(yàn)實(shí)施的效果。

[1]王麗華.美國“慕課”的新發(fā)展及對(duì)中國的啟示——基于對(duì)斯隆聯(lián)盟系列調(diào)查評(píng)估報(bào)告的解讀[J].高校教育管理,2014,8(5):34-40,72.

[2]王蓁,田佳欣.慕課在我國發(fā)展的SWOT分析[J].新課程(下), 2013,(7):74-75.

[3]MH Baturay.An Overview of the World of MOOCs[J].Procedia-Social and Behavioral Sciences,2015,174(1):427-433.

[4]朱慶峰.我國高等教育“慕課”發(fā)展的困境及理路選擇[J].教育發(fā)展研究,2014,(23):73-77.

（編輯：王春蘭）

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1671-0568（2016）32-0089-02

郝利君，碩士，中國藥科大學(xué)理學(xué)院實(shí)驗(yàn)師。研究方向：分析化學(xué)；駱雪芳，博士，中國藥科大學(xué)副教授。研究方向：藥物質(zhì)量分析；季一兵，博士，中國藥科大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。研究方向：藥物分析新方法與新材料。