化學(xué)實(shí)驗信息化平臺建設與實(shí)踐論文

　　[摘要]針對傳統物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題，為提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的創(chuàng )新能力，提出了構建藥學(xué)/中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗信息化平臺的思路和基本內容。主要從實(shí)驗管理的信息化、實(shí)驗教學(xué)的信息化、師生互動(dòng)的信息化、高素質(zhì)信息化人才的建設等四個(gè)方面闡述。實(shí)踐證明，信息技術(shù)與傳統實(shí)驗教學(xué)的有機融合可以有效地緩解這些問(wèn)題。

　　[關(guān)鍵詞]實(shí)驗教學(xué)；信息化平臺；物理化學(xué)實(shí)驗；存在的問(wèn)題

　　1引言

　　物理化學(xué)是藥學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的基礎必修課，物理化學(xué)實(shí)驗是物化教學(xué)的重要組成部分，涉及多種物理量測量和實(shí)驗技術(shù)、實(shí)驗數據處理等。所用儀器原理復雜，儀器多，操作繁瑣，手工記錄費時(shí)，數據處理難度大和誤差大，學(xué)生預習困難大，導致課堂效率低，是實(shí)驗教學(xué)的難點(diǎn)。真對這些，如何在有限時(shí)間內提高實(shí)驗課堂效果，減輕老師教學(xué)負擔，增強學(xué)生創(chuàng )新能力培養成為重要問(wèn)題[1-2]。在信息化的今天，把信息化技術(shù)與實(shí)驗教學(xué)充分融合[3]，這些問(wèn)題就可得到緩解。在學(xué)習和借鑒先進(jìn)經(jīng)驗基礎上，就如何建設藥學(xué)/中藥學(xué)專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗信息化平臺進(jìn)行了研究和實(shí)踐性探索，有效提高了實(shí)驗課堂效果，降低了實(shí)驗耗材損耗，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，促進(jìn)了物化實(shí)驗教學(xué)，提高了人才培養質(zhì)量。

　　2物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題及信息化平臺的建設

　　針對傳統的物化實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題，建設的物理化學(xué)實(shí)驗信息化平臺主要由四個(gè)方面組成：實(shí)驗管理的信息化、實(shí)驗教學(xué)的信息化、師生互動(dòng)的信息化、信息化的人才隊伍建設。其中實(shí)驗管理的信息化由實(shí)驗室制度及安全的信息化和實(shí)驗排課的信息化組成，實(shí)驗教學(xué)的信息化由實(shí)驗預習的信息化、實(shí)驗過(guò)程及結果處理的信息化、實(shí)驗報告批改的信息化組成。

　　2.1物理化學(xué)實(shí)驗管理的信息化

　　2.1.1實(shí)驗室制度及安全的信息化物化實(shí)驗若像無(wú)機、有機實(shí)驗等開(kāi)設，所用儀器會(huì )特別多，就需投入大量經(jīng)費購買(mǎi)儀器，提供更多空間存放。每學(xué)期僅用一兩周，既浪費資源，儀器使用率也低，故采用循環(huán)方式上課，既充分利用了設備，又節約了開(kāi)支[4]。即同時(shí)開(kāi)設幾個(gè)實(shí)驗，按照實(shí)驗個(gè)數分組進(jìn)行循環(huán)，直到這幾個(gè)實(shí)驗循環(huán)完再做新的實(shí)驗。每次循環(huán)時(shí)，學(xué)生要在不同實(shí)驗室和不同實(shí)驗臺做實(shí)驗，容易糊涂，尤其是第一次實(shí)驗。還有學(xué)生對實(shí)驗室的規章制度及安全問(wèn)題等也不是很清楚，為此開(kāi)設了這個(gè)板塊。該板塊除了有學(xué)校制定通用的《教學(xué)實(shí)驗室安全防火制度》、《學(xué)生實(shí)驗守則》、《實(shí)驗室工作規則》等，還制定有針對性的《物理化學(xué)實(shí)驗室規則》。實(shí)驗開(kāi)始前老師通知學(xué)生學(xué)習，并檢查學(xué)習情況。通過(guò)了才能做實(shí)驗，因為實(shí)驗安全是實(shí)驗教學(xué)的重中之重。這樣實(shí)驗開(kāi)始前學(xué)生能清楚地知道自己的任務(wù)，如儀器負責人的任務(wù)、分組等，還提高了學(xué)生的安全紀律意識，保證了實(shí)驗室管理的規范化和實(shí)驗能高效有序進(jìn)行。利用信息化方式進(jìn)行實(shí)驗室制度的學(xué)習，既減少教室使用和降低教師負擔，又節約學(xué)校的教學(xué)資源。2.1.2實(shí)驗排課的信息化由于物化實(shí)驗采用循環(huán)方式上課，學(xué)生易迷糊。針對這些，平臺鏈接了學(xué)校的“實(shí)驗室綜合管理系統”，利用其中“實(shí)驗教學(xué)”下的“執行計劃編排”排課，對每個(gè)專(zhuān)業(yè)的物化實(shí)驗循環(huán)排課。實(shí)驗開(kāi)始前學(xué)生和教師用自己賬號和密碼查看，能知道每次實(shí)驗課做的實(shí)驗項目名稱(chēng)、上課時(shí)間、實(shí)驗室房間號及所在實(shí)驗臺編號。

　　2.2物理化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的信息化

　　2.2.1物化實(shí)驗預習的信息化課前預習是實(shí)驗教學(xué)的重要部分，目前學(xué)生大多是照著(zhù)課本內容寫(xiě)預習報告，印象不深，進(jìn)入實(shí)驗室后不熟悉實(shí)驗儀器，不理解實(shí)驗原理，達不到預期效果，有些學(xué)生做完實(shí)驗甚至連實(shí)驗名稱(chēng)都不知道，更談不上能力培養。另一方面，也加重了老師的教學(xué)負擔，需反復講解[5]。另外由于物化實(shí)驗原理抽象，儀器較多，循環(huán)上課，上課時(shí)必然會(huì )出現實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)錯位，這樣老師講解就費時(shí)。另外部分學(xué)生沒(méi)準確觀(guān)察到老師的儀器操作和完全記著(zhù)老師講的，結果做實(shí)驗時(shí)易失敗，若要重新做，既浪費資源又拖堂。為此開(kāi)設了這個(gè)板塊。即把物化實(shí)驗課程信息、實(shí)驗教學(xué)大綱、PPT、自主錄制的實(shí)驗方法和儀器操作視頻等上傳，讓學(xué)生通過(guò)預習掌握實(shí)驗之前的理論知識、實(shí)驗方法及實(shí)驗儀器使用和注意事項等。老師根據大家的預習情況，上課時(shí)針對存在問(wèn)題重點(diǎn)講解。這樣，一是學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題上課，可以提高課堂效率；二是老師勿需重復講授和演示，減輕了老師負擔；三是學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習，充分調動(dòng)學(xué)習的積極性；四是可以讓更多人深入了解物化實(shí)驗，真正實(shí)現教學(xué)資源開(kāi)放共享、功能最大化，促進(jìn)了知識傳播。2.2.2實(shí)驗過(guò)程及結果處理的信息化實(shí)驗過(guò)程的信息化：實(shí)驗數據采集的自動(dòng)化和過(guò)程的直觀(guān)化。物化實(shí)驗需要采集大量數據，實(shí)時(shí)記錄，任務(wù)重。為此開(kāi)設了這個(gè)板塊，學(xué)生實(shí)驗時(shí)，利用電腦自動(dòng)記錄，避免漏記錯記，使實(shí)驗過(guò)程更順暢。即[6]把實(shí)驗儀器的數據端口與電腦連接，利用與實(shí)驗配套的軟件采集數據，記錄更簡(jiǎn)便、高效、全面、準確，且實(shí)驗過(guò)程更直觀(guān)，實(shí)驗情況看圖形走向就知道，實(shí)驗中老師能迅速指出數據可靠性，如凝固點(diǎn)降低法測定摩爾質(zhì)量實(shí)驗。實(shí)驗結果處理的自動(dòng)化信息化：學(xué)生對實(shí)驗數據要會(huì )處理，手工處理繁瑣不準確，耗時(shí)長(cháng)，同樣數據由不同學(xué)生處理，結果可能不同，人為誤差大，尤其是結果通過(guò)坐標紙畫(huà)圖得到的。有時(shí)候畫(huà)一個(gè)圖要很長(cháng)時(shí)間，很多學(xué)生先畫(huà)線(xiàn)，然后隨便點(diǎn)幾個(gè)點(diǎn)，達不到實(shí)驗目的。另外處理數據時(shí)易出錯，挫傷了學(xué)生做實(shí)驗和處理數據的積極性，甚至有些學(xué)生厭倦物化實(shí)驗[7]，為此開(kāi)設了這個(gè)板塊。即在電腦上安裝數據處理軟件，管理和處理數據。數據處理很快完成，結果的準確性和繪制的圖形好于人工方式，比如凝固點(diǎn)降低法測定摩爾質(zhì)量實(shí)驗、雙液系T-x相圖的繪制等，既快又準。2.2.3實(shí)驗報告批改的信息化學(xué)生把寫(xiě)的實(shí)驗報告上傳到該平臺，只要有網(wǎng)絡(luò )，老師可及時(shí)批改報告，批改的成績(jì)和意見(jiàn)直接記錄，學(xué)生能及時(shí)看到，省去了“每一次實(shí)驗前學(xué)習委員把報告收齊給老師送去，老師批改后再發(fā)給學(xué)生”的繁瑣過(guò)程，避免了批改信息不及時(shí)傳達的弊端。另外報告成績(jì)可直接從系統中導出，并且系統會(huì )根據每一次報告成績(jì)自動(dòng)算出本課程的實(shí)驗報告成績(jì)，省去了老師要逐個(gè)登錄實(shí)驗成績(jì)的過(guò)程，減輕了老師負擔。

　　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(kāi)設了這個(gè)板塊，包含兩個(gè)方面內容，一是留言模塊：學(xué)生在預習、做實(shí)驗、寫(xiě)報告和處理數據時(shí)發(fā)現的問(wèn)題可以隨時(shí)在平臺上留言，老師收到信息后及時(shí)反饋，實(shí)現了師生間的實(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)驗教學(xué)助教，每周專(zhuān)門(mén)抽兩個(gè)小時(shí)在平臺上給學(xué)生答疑實(shí)驗后的疑惑和下次實(shí)驗預習中遇到的問(wèn)題等。不僅實(shí)現了師生的實(shí)時(shí)互動(dòng)，還提供了優(yōu)秀學(xué)生自我展示的機會(huì )和提高了學(xué)生做實(shí)驗的興趣。

　　2.4高素質(zhì)信息化人才隊伍的建設

　　實(shí)驗信息化的建設離不開(kāi)高素質(zhì)的信息化人才，其素質(zhì)是實(shí)驗室發(fā)展的關(guān)鍵。要提高實(shí)驗教學(xué)信息化水平，實(shí)驗技術(shù)人員除了有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識外，還要有一定的信息化技術(shù)水平，加強其信息化能力成為重點(diǎn)[8]，需要學(xué)校加大培訓力度，可請來(lái)專(zhuān)家校內培訓，或校外學(xué)習和交流等方式，比如派出申報有信息化項目或愿提高自身信息化水平的人員到實(shí)驗教學(xué)信息化建設較好的單位學(xué)習交流，吸取新理念和新經(jīng)驗，不斷提高實(shí)驗技術(shù)人員的信息化素養和管理經(jīng)驗[9]。

　　3結語(yǔ)

　　該平臺的建設強化了實(shí)驗預習環(huán)節，讓學(xué)生成為自主學(xué)習的主體，激發(fā)了學(xué)習興趣，讓學(xué)生在實(shí)驗中充分掌握重難點(diǎn)，提高了實(shí)驗效率，節約了資源。數據處理的信息化，減少了誤差，提高了學(xué)生做實(shí)驗的積極性。實(shí)驗報告批改的信息化，降低了繁瑣的程序，減輕了教師負擔。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，保證了實(shí)驗順利高效地進(jìn)行�？傊�，物化實(shí)驗信息化平臺的建設，對提高實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量、提升實(shí)驗管理水平和培養創(chuàng )新能力人才具有較大幫助，當然該平臺在今后還需不斷深化和完善，力爭使實(shí)驗教學(xué)達到現代化、科學(xué)化管理水平。

　　參考文獻

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