關(guān) 玲， 馬鍇果， 邊 磊， 徐烜峰

(北京大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院，化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，北京 100871)

0 引 言

有機(jī)化學(xué)實驗是各高等院校化學(xué)化工專業(yè)以及近化學(xué)類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。它在加深學(xué)生對有機(jī)化學(xué)知識的理解，培養(yǎng)實驗技巧和動手能力，提高分析問題和解決問題能力等方面起著不可替代的作用[1]。傳統(tǒng)模式下的有機(jī)化學(xué)實驗受制于有限的學(xué)時，難以系統(tǒng)講解各個實驗細(xì)節(jié)，加之實驗操作演示空間有限，學(xué)生很難觀察到，導(dǎo)致在實驗中出現(xiàn)各種問題。實驗課與理論課難以無縫銜接，學(xué)生常因理論知識的不足而對實驗的理解不到位，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。此外，傳統(tǒng)模式下的有機(jī)化學(xué)實驗課教學(xué)方法呆板，互動性和生動性不夠，并不能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。上述問題常導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)實驗課達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果[2]。

我?；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院自2001年起開始使本院研究生參與本科生教學(xué)，目前研究生助教已經(jīng)成為本科生實驗教學(xué)的主力。有機(jī)化學(xué)實驗課中，經(jīng)實驗課主講教師培訓(xùn)的研究生助教直接指導(dǎo)本科生實驗。由于研究生助教與本科生年齡相近，師生關(guān)系融洽，有利于課堂教學(xué)，同時對研究生助教自身也有多方面的能力培養(yǎng)。不過研究生助教自身也常存在一些問題，例如教學(xué)經(jīng)驗少，流動性大，個別助教對實驗教學(xué)工作重視度不夠，這些都會影響有機(jī)化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。主講教師如何調(diào)動研究生助教的積極性、加強(qiáng)實驗培訓(xùn)力度，以彌補(bǔ)研究生助教制度的不足一直是我們探索的目標(biāo)[3-4]。

移動互聯(lián)技術(shù)的成熟和發(fā)展，智能手機(jī)、PAD等移動終端的推廣和升級，各種APP的方便獲取，極大地拓展了學(xué)生群體的學(xué)習(xí)和生活方式，學(xué)生可以利用課間、行走、等候、睡前等眾多的零散時間高效、快捷、方便地獲取所需信息[5]。移動互聯(lián)技術(shù)越來越在教學(xué)過程中體現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢，使學(xué)生主動且隨時學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實驗相關(guān)知識并獲取教學(xué)通知。

以化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心有機(jī)化學(xué)實驗室為例，借助新信息技術(shù)手段對有機(jī)化學(xué)實驗室傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)模式進(jìn)行了改進(jìn)探索，以期調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的不足，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

1 建立微信群，便于及時交流

微信是騰訊公司推出的一個為智能終端提供即時通信服務(wù)的應(yīng)用程序。微信群功能可以在可控范圍內(nèi)群發(fā)課內(nèi)通知、投票，學(xué)生容易及時獲取最新通知，不易被眾多的網(wǎng)絡(luò)資源淹沒。如，“XX級有機(jī)實驗通知群”包含主講教師、研究生助教、學(xué)生、實驗室教輔人員等145人，所有實驗相關(guān)人員都能參與到教學(xué)中。主講教師做出指示，其他所有人員均能立即響應(yīng)，群內(nèi)發(fā)布實驗內(nèi)容說明及補(bǔ)充參考資料、學(xué)生實驗數(shù)據(jù)匯總資料、實驗報告總結(jié)講評、實驗圖片和視頻資料、優(yōu)秀學(xué)生實驗數(shù)據(jù)資料、有機(jī)實驗知識總結(jié)資料及調(diào)查問卷等方面的信息，學(xué)生也可以通過微信群隨時與主講教師直接交流，不必受時間地點限制。各實驗室助教也建立班級微信群，能及時解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題，方便解答學(xué)生提出的疑問。

2 建立微信公眾號，便于資料推送

微信公眾號在學(xué)生中的使用度高，操作便捷、交流高效、形式豐富，支持移動學(xué)習(xí)。借助公眾號，有機(jī)化學(xué)實驗室可以推送學(xué)習(xí)資料，分享優(yōu)秀范例及點評，也可以通過模塊建設(shè)，搭建實驗室介紹、實驗室規(guī)章制度、基礎(chǔ)操作知識、安全知識宣傳、實驗室最新信息等窗口，讓學(xué)生迅速了解實驗室最新的情況，快捷地找到需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容[6-9]。

3 建立微課，便于主動學(xué)習(xí)

微課是以微型視頻為載體，針對某個知識點(重點、難點、疑點)或教學(xué)環(huán)節(jié)開展教學(xué)活動的新型教學(xué)形式。微課教學(xué)具有：①內(nèi)容短小，針對性強(qiáng)，著重說明一個知識點的精華，時間在5～8 min之間，學(xué)生的注意力較容易集中。②以視頻為載體，是教學(xué)內(nèi)容的精華，有利于學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)。

有機(jī)實驗課內(nèi)容較為瑣碎，低年級學(xué)生接觸的化學(xué)實驗比較少，如果沒有課前充分預(yù)習(xí)，只依賴于課堂上的講解和演示，實驗中難免會顧此失彼，即使做完也對一些實驗操作、方法不夠了解。如果將基礎(chǔ)操作、儀器的使用方法、錯誤操作以及可能發(fā)生的危害等制作成微課，借助網(wǎng)絡(luò)平臺分享給學(xué)生，幫助學(xué)生有效預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，可以更好地幫助學(xué)生規(guī)范實驗操作和掌握實驗技巧[10]。規(guī)范的實驗操作也對實驗結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。

4 建立錄播系統(tǒng)，便于教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化

利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)搭建智能錄播系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的演播室延伸到了普通實驗室，用于常規(guī)實驗教學(xué)。本系統(tǒng)高度自動化，不需要專業(yè)人員的輔助，教師自己可以很方便地將授課過程錄制下來，并且同時轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號在網(wǎng)上同步直播[11-14]。

本實驗室采用的智能錄播系統(tǒng)由硬件及軟件兩部分組成，其中硬件主要包含高清錄播一體機(jī)、視頻圖像采集設(shè)備、課堂教學(xué)音頻采集設(shè)備，軟件主要包括錄播系統(tǒng)軟件和教學(xué)資源管理平臺(見圖1)。

本校有機(jī)化學(xué)實驗室的教學(xué)模式為1名主講教師帶領(lǐng)多名研究生助教組成教學(xué)團(tuán)隊，1位助教指導(dǎo)1間實驗室約16名學(xué)生，多間實驗室同步進(jìn)行實驗教學(xué)活動。主講教師在錄播實驗室錄制并同時進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)直播，其他實驗室可同時收看。當(dāng)主講教師發(fā)現(xiàn)實驗中的共性問題，可以通過廣播系統(tǒng)立即通知到每間實驗室，統(tǒng)一解決問題。此外還可以利用錄播系統(tǒng)錄制教學(xué)視頻，保存教學(xué)資料，供教師和助教觀摩，提高教學(xué)水平，也為微課、MOOC等課程模式提供教學(xué)素材。不同實驗室的學(xué)生可利用資源管理平臺同時觀看教學(xué)視頻。學(xué)生可以登錄資源管理平臺點播教學(xué)視頻，隨時預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。錄播系統(tǒng)跨平臺的設(shè)計支持學(xué)生在移動端和PC端學(xué)習(xí)，滿足了移動學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的需求。

圖1 實驗室錄播系統(tǒng)框圖

5 建立在線測試系統(tǒng)，便于考查學(xué)習(xí)情況

定期隨堂測試和期末考試是考查學(xué)生有機(jī)實驗技能掌握情況與教學(xué)效果的必要手段。由于紙質(zhì)試卷較依賴人力，較難常態(tài)化進(jìn)行實驗知識與能力測試，也難以長期跟蹤和統(tǒng)計學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在線測試與學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)置的評測指標(biāo)隨機(jī)組卷，生成全面或有側(cè)重試題的電子試卷，適應(yīng)常態(tài)化測試。同時依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的試題建設(shè)，系統(tǒng)可以實時完成試題判卷和錯題分析，并推送相關(guān)知識點或?qū)W習(xí)資料。此外，系統(tǒng)可以對收集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，有利于實驗教學(xué)的改進(jìn)。系統(tǒng)為跨平臺設(shè)計，學(xué)生隨時使用手機(jī)或者電腦進(jìn)行測試和學(xué)習(xí)，適應(yīng)當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)特點[15]。

6 結(jié) 語

傳統(tǒng)有機(jī)實驗教學(xué)注重課堂講授，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)能力和主動性的培養(yǎng)。實驗教學(xué)方法應(yīng)更加科學(xué)化，緊跟互聯(lián)網(wǎng)+的步伐，將高速發(fā)展的信息技術(shù)手段應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中。教學(xué)方法生動靈活、互動性強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更容易接受，不受時間地域限制，能加強(qiáng)學(xué)生對實驗技術(shù)方法的掌握，能彌補(bǔ)助教在教學(xué)經(jīng)驗方面的不足，也能加強(qiáng)有機(jī)實驗教學(xué)的統(tǒng)一規(guī)范管理。

教學(xué)中也應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)學(xué)習(xí)的意識，積極參與教學(xué)課件內(nèi)容的制作，提出個性化的需求和建議。教學(xué)團(tuán)隊除了進(jìn)行高水平的實驗課程教學(xué)和制作高質(zhì)量的化學(xué)實驗教學(xué)資源，也要引入新技術(shù)、新理念和新的教學(xué)方式，推動信息化技術(shù)在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用。