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(蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

《分析化學(xué)》課程主要研究物質(zhì)組成的分析方法、有關(guān)理論和技術(shù)的一門自然科學(xué)，它是高職醫(yī)藥衛(wèi)生類專業(yè)的必修課程，為后續(xù)專業(yè)核心課程奠定必要的理論和實驗基礎(chǔ)。分析化學(xué)實驗在分析化學(xué)課程教學(xué)中占有十分重要的地位，一方面通過分析化學(xué)實驗教學(xué)可加深學(xué)生對分析方法的基本原理及有關(guān)理論的理解，另一方面通過靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識指導(dǎo)實驗操作，能增強(qiáng)學(xué)生對“量”的概念的認(rèn)識，能有效提升學(xué)生分析問題解決問題的能力，彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足。然而分析化學(xué)實驗要求高，細(xì)節(jié)多，特別是滴定分析實驗，學(xué)生很難達(dá)到精密度的要求(精密度≦0.2%)，如何規(guī)范學(xué)生操作、激發(fā)學(xué)生興趣、提高教學(xué)效率、合理評估教學(xué)效果，需要深入研究和探討。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，利用現(xiàn)代信息化技術(shù)，在分析化學(xué)實驗課程中開展可視化互動教學(xué)，效果顯著。

一、分析化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，我國高職醫(yī)藥衛(wèi)生類院校分析化學(xué)實驗課程教學(xué)大多仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式：在一間寬敞的實驗室，一到兩位老師和一批學(xué)生，老師講授原理、示范操作，學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，再分組進(jìn)行實驗。該傳統(tǒng)教學(xué)模式存在諸多弊端，弊端一：教師集中講授和示范操作時，學(xué)生被動聽講，注意力容易分散；學(xué)生分組實驗時，老師難以集中指導(dǎo)，缺乏互動，難以調(diào)動學(xué)生實驗的積極性和主動性；弊端二：老師示范操作細(xì)節(jié)和關(guān)鍵之處，因教室布局等原因，容易造成僅有一小部分同學(xué)能夠觀察到，由于無法重復(fù)觀看，細(xì)節(jié)觀察有困難，往往有許多學(xué)生一時掌握不了，實驗無從入手；弊端三：學(xué)生在分組實驗時，老師無法對每個同學(xué)進(jìn)行一對一指導(dǎo)，學(xué)生在實驗操作過程中存在問題，無法及時發(fā)現(xiàn)并加以糾正；弊端四：學(xué)生做完實驗，如果沒有達(dá)到預(yù)期效果時，無法準(zhǔn)確回顧實驗的每個細(xì)節(jié)，無法找到實驗過程中問題所在；弊端五：在實驗教學(xué)過程中，教師難以進(jìn)行過程性評價。因此，分析化學(xué)實踐課程教學(xué)改革和創(chuàng)新勢在必行。

二、“可視化互動實驗”教學(xué)設(shè)計

教學(xué)可視化(Teaching visualization)是指運(yùn)用一系列可視化手段將教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出來，使其清晰可見的過程?；邮浇虒W(xué)(Interactive teaching)是指教師“教”和學(xué)生“學(xué)”兩個過程互相作用的整體性動態(tài)過程。根據(jù)分析化學(xué)實驗的特點，利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，融合了這兩種教學(xué)的優(yōu)勢，設(shè)計了可視化互動實驗教學(xué)新模式。該模式實體要素包括：教師、學(xué)生、實驗場景、可視化設(shè)備、互動設(shè)備；過程要素包括：實驗操作、實驗教學(xué)、操作指導(dǎo)、過程評閱、互動反饋。主要開展三個關(guān)系的研究，即：教師-學(xué)生-場景(實驗室——移動環(huán)境)之間關(guān)系；可視化——互動——實驗教學(xué)之間關(guān)系；課前導(dǎo)學(xué)——操作指導(dǎo)——過程評閱——互動反饋之間的關(guān)系。

借助江蘇省高等職業(yè)教育產(chǎn)教深度融合實訓(xùn)平臺建設(shè)(2016年10號文)的支持，藥學(xué)院在分析化學(xué)實驗室構(gòu)建了可視化互動教學(xué)平臺，該平臺具有點播、直播、錄制和電腦與手機(jī)互動等功能。利用可視化互動教學(xué)平臺、手機(jī)APP和校園無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋等條件，在高職分析化學(xué)實驗教學(xué)中開展“可視化互動教學(xué)”新模式，實現(xiàn)“可視化互動實驗”教學(xué)三部曲：可視化互動式課前導(dǎo)學(xué)、可視化互動式操作指導(dǎo)和可視化互動式過程評閱?，F(xiàn)以水的總硬度測定實驗為例，介紹如下。

1.“可視化互動實驗”課前導(dǎo)學(xué)

課前，教師與學(xué)生雙方之間借助于直觀的、立體的影像呈現(xiàn)平等、自由地相互討論、相互交流、答疑解惑，實現(xiàn)“可視化互動實驗”課前導(dǎo)學(xué)。上課前，教師整合教學(xué)資源，將實驗知識碎片化，制作成案例、視頻、動畫、微課等可視化素材。以水的總硬度測定實驗為例，實驗課前，教師制作PPT和思維導(dǎo)圖各1個，介紹水的總硬度測定原理；收集案例2個：硬水與鍋爐爆炸、硬水與人體健康；拍攝規(guī)范化操作視頻多個：分析天平的使用，移液管、滴定管和容量瓶的洗滌、準(zhǔn)備和使用，滴定速度的控制，近終點的操作等；制作微課3個：直接法配制EDTA滴定液、水的總硬度測定和實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果評價；課前預(yù)習(xí)測試題1套。教師課前將這些可視化素材上傳到可視化互動教學(xué)平臺的資源管理系統(tǒng)中，通過終端發(fā)布將上傳的可視化素材定時發(fā)布，學(xué)生打開手機(jī)APP下載后，利用零碎時間，根據(jù)自己學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和時間等情況，隨時隨地進(jìn)行課前預(yù)習(xí)并完成課前測試，學(xué)生預(yù)習(xí)過程中可通過手機(jī)APP，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下輕松實現(xiàn)師生相互討論、相互交流、答疑解惑。

2.“可視化互動實驗”操作指導(dǎo)

在教與學(xué)的過程中，教師與學(xué)生雙方之間借助于直觀的、立體的影像呈現(xiàn)平等、自由地相互討論、相互交流、答疑解惑，實現(xiàn)“可視化互動實驗”操作指導(dǎo)。上課時，教師先將本次實驗的重點、難點及學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中共性問題進(jìn)行講解，將實驗操作要點進(jìn)行示范。本次實驗成敗的關(guān)鍵在于：滴定速度的控制、近滴定終點時一滴甚至半滴的操作及溶液顏色由酒紅變紫色再變純藍(lán)色等操作，主講教師進(jìn)行示范，學(xué)生通過講臺前LED大屏和自己實驗臺前液晶顯示屏(同步直播)清楚觀摩老師的示范操作。實驗過程中，副帶老師在實驗教室巡視，主講老師通過控制中心觀察每個同學(xué)的實驗操作，一旦發(fā)現(xiàn)某同學(xué)有操作錯誤(如移液管吸溶液或者放溶液的姿勢不正確或者滴定速度太快等)，可通過對講機(jī)實現(xiàn)一對一的操作指導(dǎo)；另外，學(xué)生在做實驗的過程中如有疑惑(如半滴不會操作、終點顏色不會判斷等)，可通過電腦點播回放老師的規(guī)范化操作視頻及示教錄屏，并可通過觸摸屏將細(xì)節(jié)放大仔細(xì)地反復(fù)地觀摩；還可通過呼叫系統(tǒng)，利用對講機(jī)獲得老師的一對一的現(xiàn)場指導(dǎo)等多種途徑獲得老師的指導(dǎo)。

3.“可視化互動實驗”過程評閱

利用可視化教學(xué)互動系統(tǒng)，學(xué)生的操作過程可以直觀地呈現(xiàn)，教師可以對學(xué)生的實驗進(jìn)行過程性評閱，實現(xiàn)“可視化互動實驗”過程評閱。在實驗過程中，主講教師通過控制中心可看到每一位同學(xué)的實際操作情況，同時每一位學(xué)生的操作過程已通過實驗操作臺上的固定機(jī)位現(xiàn)場全程拍攝并保存，實驗結(jié)束后，老師通過觀察實驗現(xiàn)場、觀看學(xué)生的操作過程錄播、并根據(jù)學(xué)生提交的無紙化作業(yè)(硼砂含量測定思維導(dǎo)圖、終點顏色截圖、實驗結(jié)果及評價word文檔)等，進(jìn)行評分。利用可視化教學(xué)互動系統(tǒng)，采用教師評價、小組互評和學(xué)生自評的方式，輕松實現(xiàn)實驗過程和實驗結(jié)果的全方位評價。

另外，老師還可以挑選出精密度高(相對平均偏差小于0.2%)且操作規(guī)范的學(xué)生操作作為案例讓學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)，挑選出精密度太低(相對平均偏差大于0.5%)且操作失誤較多的學(xué)生操作作為案例讓學(xué)生找錯糾錯；學(xué)生也可以回放自己的操作過程反復(fù)觀看，也可與老師標(biāo)準(zhǔn)化操作進(jìn)行對比，通過過程回看和誤差分析，找出實驗中存在的問題，提高自己的操作水平。

三、“可視化互動實驗”教學(xué)效果分析

以可視化互動教學(xué)平臺的分析化學(xué)實驗教學(xué)改革，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式的諸多弊端，實現(xiàn)了“可視化互動實驗”教學(xué)的新模式。通過“可視化互動實驗”課前導(dǎo)學(xué)，充分利用了學(xué)生課余時間，可以隨時隨地根據(jù)情況進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)過程，發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用；通過“可視化互動”操作指導(dǎo)，學(xué)生通過可視化直播、點播等能隨時觀察老師的規(guī)范化操作，通過控制中心能得到老師一對一的指導(dǎo)，從而提高學(xué)生的實驗操作技能；通過“可視化互動”過程評閱，教師實現(xiàn)了對每位學(xué)生實驗的過程性評價，學(xué)生也通過自評互評、相互學(xué)習(xí)過程中得到提升。

終上所述，“可視化互動實驗”教學(xué)的新模式應(yīng)用到分析化學(xué)實驗課教學(xué)中，充分發(fā)揮了信息化教學(xué)的優(yōu)勢，實現(xiàn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的可視化呈現(xiàn)和師生互動式教學(xué)，實現(xiàn)實驗教學(xué)的過程化考核，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立良好的師生關(guān)系，提高課堂教學(xué)的有效性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能，進(jìn)一步提高學(xué)生精密實驗的能力，為高職應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供可行參考。