姜松，金珊杉，戰(zhàn)瑞瑞，劉暢(北華大學理學院，吉林 吉林 132013)

0 引言

伴隨信息化浪潮的沖擊，教育在當今社會仍然肩負著培養(yǎng)人才的巨大使命。國內(nèi)外的教育家一致認為，樹立學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生創(chuàng)造力與創(chuàng)新力是當代教育的首要目標。因此，知識創(chuàng)新和科技創(chuàng)新，均離不開教育的支撐。對各個階段的教育理念、教育模式的優(yōu)化任重道遠。實踐教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的重要途徑，擔負著提升學生綜合能力的重任，將現(xiàn)代科技手段融入實踐教學中，是全球信息化與教育結(jié)合的重要方面。高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基地，正經(jīng)歷著由傳統(tǒng)教育向創(chuàng)新模式的變革。當前高等教育變革正逐步深化，化學相關(guān)專業(yè)課程隨著新要求的提出取得了較大發(fā)展。其中，實驗實踐教學作為高等學校教學結(jié)構(gòu)中的重要組成，在學生多方面能力的培養(yǎng)中顯現(xiàn)出無可替代的優(yōu)勢。同時，食品安全和環(huán)境保護問題隨著化工產(chǎn)業(yè)和社會經(jīng)濟的發(fā)展表現(xiàn)的尤為突出。因此對分析化學人才的需求量不斷加大。分析化學實驗作為重要的必修課程，同時林學、食品安全、醫(yī)藥衛(wèi)生相關(guān)專業(yè)學生的限選必修實驗實踐課程，在分析人才培養(yǎng)體系中，起著重要作用。分析化學實驗教學目標主要以堅實學生分析化學相關(guān)理論知識為基礎(chǔ)，提升分析化學實驗相關(guān)操作技能，讓學生進一步深化基本理論；分析化學實驗旨在能夠樹立學生嚴謹科學精神的同時，促進學生分析、解決實際問題的能力的提升，與此同時，實驗教學作是培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的有效途徑，培養(yǎng)創(chuàng)新意識與思維能力的重要載體[1]。伴隨各種自動化精密分析儀器的應(yīng)運而生，分析化學實驗課程在原有計劃課時上有一定程度的縮減，在科學技術(shù)日益進步的當下，分析化學實驗也迎來了新的挑戰(zhàn)[2]。2013年，教育部頒布了有關(guān)虛擬仿真實驗教學工作的相關(guān)文件，題為《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)工作的通知》，根據(jù)文件精神，拉開了高校虛擬實驗教學的序幕[3]。

1 傳統(tǒng)分析化學實驗教學模式存在的問題

實驗教學模式的優(yōu)化著眼于教學思想、課程設(shè)置、教學環(huán)節(jié)、教學方法等方面。傳統(tǒng)的實驗教學模式在課程理念、教學內(nèi)容、教學手段等方面存在著諸多問題，具體表現(xiàn)在以下四個方面：(1)實驗教學內(nèi)容基本上都是對課堂理論知識的補充和驗證，多“菜單式”實驗，缺乏綜合性、創(chuàng)新性、不能與生產(chǎn)生活相聯(lián)系。例如分析實驗往往只注重滴定分析結(jié)果，忽略了樣品的來源與處理等方面。欠缺對于同一學科的知識點間的結(jié)合與二級學科各知識點的串聯(lián)。缺乏讓學生進行系統(tǒng)地學習、綜合運用所學知識與技能的主線。實驗內(nèi)容的設(shè)置，不利于學生求知欲望的產(chǎn)生，缺乏拓展性與探究性，進而輕視實驗，不能與教學預期目標達成一致。(2)教學方法缺乏創(chuàng)新，各高校都以教師為主體，學生疏于思考，“照方抓藥”、“為實驗而實驗”的現(xiàn)象普遍存在，缺乏主觀能動性。各高校及高校教師的實驗教學方法和流程也比較相似：即學生先做預習，寫好預習報告；按照實驗前完成預習報告，由教師詳細講解實驗原理、操作步驟、注意事項等方面，最后由學生進行操作，完成實驗過程。(3)教學環(huán)節(jié)過于單一化、程式化，缺乏學生主動參與教學的過程，缺乏開放性。學生在實驗過程中，以按部就班地完成實驗為目標，缺乏探究性與拓展性。(4)信息化教學資源利用不夠，缺乏自主性與共享性。

2 融合信息化手段的分析化學實驗教學模式的作用

“信息化”視角下及時優(yōu)化與完善傳統(tǒng)實驗教育模式。本文以大學分析化學實驗為主體，將信息化與實驗教學緊密結(jié)合，力圖將信息化線上虛擬資源與線下實驗教學融合優(yōu)化，從而推動學生創(chuàng)新能力與綜合能力的提升。具體體現(xiàn)在以下六點：(1)促進傳統(tǒng)實驗教學理念的轉(zhuǎn)變。教學觀念是教學改革的先決條件，全新的教學思想是教學改革的動力，打破原有教師主體的“輸入式”觀念，至關(guān)重要。(2)促進適應(yīng)培養(yǎng)目標的課程體系建設(shè)。分析化學實驗課程設(shè)置偏重基礎(chǔ)驗證型實驗，缺乏綜合性、創(chuàng)新性實驗。(3)促進教學方式的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的分析化學實驗教學方式偏重注入式，缺乏學生的自主性與互動性。(4)促進教學手段的信息化構(gòu)建。以往的分析化學實驗教學手段過于單一，不夠多元化。(5)促進教師角色轉(zhuǎn)變。由教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生為主導。(6)促進分析化學實驗考核機制的完善。

3 融合信息化手段的分析化學實驗教學模式的建立

3.1 教學內(nèi)容多樣化建設(shè)

凝練基礎(chǔ)階段，基本實驗內(nèi)容以驗證性實驗為主，適當增加生活性及探究性題目，使其與理論知識同步。加強綜合階段，綜合性實驗內(nèi)容，(學科內(nèi)與學科間關(guān)聯(lián)實驗)實驗內(nèi)容表現(xiàn)為至少兩個二級學科之間的交叉，在鞏固實驗操作技能與應(yīng)用，同時加強各學科之間的橫向關(guān)聯(lián)。著眼創(chuàng)新階段，研究性和設(shè)計性實驗內(nèi)容(分析化學及儀器分析與科學研究課題相關(guān)實驗)以設(shè)計為主，以大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目為平臺，進一步深化對學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題能力的提升，進而培養(yǎng)創(chuàng)新意識、嚴謹?shù)目蒲凶黠L。通過信息化手段，建立實驗項目信息庫，學生通過線上平臺選擇實驗項目。

3.2 實驗教學方法與環(huán)節(jié)的多元化

抓住課前預習，課中實驗，課后鞏固三個階段相結(jié)合。學生登錄教師指定的虛擬仿真平臺，突破了空間限制，在食堂、操場等場所即可完成課前預習。如在 “混合堿的測定”實驗中，學生進入虛擬實驗平臺界面后，出現(xiàn)兩種模式進行選擇：訓練操作模式和考核操作模式。訓練操作模式不計分數(shù)，并附有詳細的實驗操作步驟供學生參考，學生可完成對實驗目的、原理等的學習，還可參考視頻演示。通過預習，學生即可對本實驗有初步了解。課中實驗，采用線上虛擬平臺和線下真實實驗相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)虛擬仿真實驗考核操作模式進行后出現(xiàn)的問題，在線下真實實驗中著重解決所發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學生進行分組討論。課后鞏固，建立小組進行團隊研討，團隊成員間多設(shè)計總結(jié)性或有利創(chuàng)新思維的問題，將信息化作用充分發(fā)揮，團隊研討可采用以網(wǎng)上平臺方式進行，以學生為主體，主持研討活動。從而提升學生主動參與的意識。

3.3 多維度實驗考核方式

第一維度——虛擬仿真模擬考核成績。學生通過虛擬仿真平臺考核操作模式得到成績。第二維度——線下實際操作考核成績。學生通過真實實驗操作，實驗態(tài)度，實驗報告等方面進行考核。第三維度——研究和設(shè)計性實驗的合理性、創(chuàng)新性、實際操作及問題處理能力、實驗成果展示等方面的成績綜合評定。最終成績將三個維度結(jié)合進行加權(quán)。

4 將信息化手段貫穿實驗教學管理過程

建立并健全學?！合怠獙嶒炇胰壒芾眢w系，系統(tǒng)建立網(wǎng)格化管理體系。

應(yīng)用信息化手段，將網(wǎng)格化落實到實驗室安全管理責任制中，形成逐級共管的管理合力作用。依托學校頂層引導的帶領(lǐng)作用，落實到一線師生對實驗室制度的實際執(zhí)行中，切實推動實驗室安全管理工作落到實處[4]。

以信息化平臺為依托，按照三級管理體系對實驗室安全管理工作凸顯快捷、高效、科學的信息化管理理念與措施的落實。對實驗過程中重要環(huán)節(jié)進行監(jiān)管，(1)建立儀器設(shè)備采購與管理系統(tǒng)，對實驗儀器設(shè)備的采購與使用實行全流程的管理監(jiān)測。將信息化手段滲透到多機構(gòu)與多步驟的協(xié)同管理中。設(shè)備購置論證信息錄入系統(tǒng)后，由審批、采購、使用、轉(zhuǎn)移到報廢的全過程必須全流程監(jiān)管辦理，環(huán)環(huán)相扣，避免遺留安全隱患。(2)試劑使用管理平臺的建立，實現(xiàn)對試劑管理全程全方位監(jiān)控。以信息化平臺為載體，試劑從采購、運輸、儲存、到回收管理等步驟實現(xiàn)一站式管理，優(yōu)化管理流程系統(tǒng)，科學估算實驗廢棄物產(chǎn)生量，及時監(jiān)督實驗室固廢物的回收，弱化安全隱患和環(huán)境污染物的產(chǎn)生[5]。(3)對學生進行線上實驗室安全教育及線下實驗安全演練。通過線上進行實驗安全模擬，學生通過線上實驗室安全虛擬平臺，如身臨其境般體會實驗室安全的重要性，并且能夠?qū)W會在實驗過程中出現(xiàn)安全隱患問題的實際處理方法，能夠及時并有效地處理實驗過程中的安全隱患，保證切身安全。同時，建立實驗室安全信息題庫，題庫中包含實驗室準入制度、常用藥品的使用安全，常見實驗室安全隱患的排查，實驗室突發(fā)事件應(yīng)急處理等方面的安全知識，熟練掌握這些知識，有利于學生對于實驗室的安全有一個比較深入的認知。最后，在實踐階段，進行實驗安全演練。聯(lián)合其他職能部門，對實驗室安全，特別是火災隱患的突發(fā)情況進行安全演練，模擬真實情況發(fā)生，應(yīng)急處置，師生的有序撤離，應(yīng)當通過演練，指定行之有效的應(yīng)急處置方案。

5 結(jié)語

融合信息化及時優(yōu)化與完善化學實驗教育模式。本文以大學分析化學實驗為主體，從傳統(tǒng)分析化學實驗存在的問題入手，從融合信息化手段的分析化學實驗教學模式的作用、多維度教學新模式的建立、實驗教學掛歷過程的信息化實施等方面進行闡述，將信息化與實驗教學緊密結(jié)合，力圖將信息化線上虛擬資源與線下實驗教學融合優(yōu)化，構(gòu)建教學內(nèi)容多樣化、實驗教學方法與環(huán)節(jié)的多元化、實驗考核方式的多維度，從而推動學生創(chuàng)新能力與綜合能力的提升。