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                快乐扑克第十六周在线教Ψ 学典型案例之一——《物理化学实验》课程线上教学
                作者: 发布日期: 2020-06-15 浏览次数: 来源:教务处


                刘光增(化学与化工学院)


                实验教学是高∩等学校学科建设、科学研究和人才培养的重要组成部分,是人才培养的重要教学环节,肩负着培养学◣生基本操作技能和实践能力的重任,是对学生进行综☆合素质教育的重要课堂。在疫情特殊时期,面对困难,我校发挥主观能动性,化危为机,认ζ真完成实验课的教学任务。

                随着网络化和信息化的发展,教学形式发生了巨大变化,相应的优势也应该体现到我们的实验课上来。在疫情期间→,我们探索实验课的在线教学模式,在更多的环节体现出教师引导、学生自学、互动交流和特殊时期的虚实结合。

                下面以物理化学实验为例,梳理实验教学的实※践情况。一方面,可以促进相互交流学习,另一方面,需要不断进行经验与教训的总结,为持续推进↙实验课线上线下的混合式教学打下坚实基础。


                图1本校物理化学实验在线课程


                课程要长期有效的开展下去,必须有良好的平台和成熟的方案。物化教研室」几年前就开始了利用超星平台建设物理化学实验的在线课程,并在使用中持续改进和完善。我们建设的在线课,在此次疫情期间得到充分利用,课程打开次数达到了23万多次如图1所示。在今年疫情期间,在教务处和学院领导的支持下,三位教师,姜文清、刘光增和闫ω静,在教学和科研之余,集中录制了新的理论讲解和实验演示视频。

                现在,很多高校开放丰①富教学资源,这是很好的机会。但是由于不同学校的学生情况、培养方案和教学计划的差异,不能完全生搬硬套,我们采取◆的是“自建课+共享课+虚拟仿真”的方案,共享课选择的是智慧树平台上的西安交大课程(图2)、超星学习通平台上的大连理工课程(图3),虚拟仿∴真主要选用大连理工开发使用的Mlabs(图4)。


                图2西安交通大学的物理化学实验在线课程


                只有站立在巨人的肩膀上才能看得更高,走得更远。

                西安交通大学建设的物理化学实验在线课程,成熟运行多个学期。选用卐的学校多,选用的学生多,互动人次多,开设的实验项∑ 目多,这是我们选择共享课要考虑的几个原因。


                图3大连理工大学的物理化学实验在线课程


                一般来说,实验课程的在线项目包括三部分,即理论讲解、操作演示和▼实验测试,如图4所示。实验测试题目,用于考察学生对重要内容和重要操作的关注和理解,一小部分以视〖频中弹题的形式体现,另一大部分以章节测试的形式体现。


                图4实验课程在线项目的主要内容


                图5展示了本校物理化■学实验在线课程的开设项目及本学期学生完成情况。图中】第一部分是实验安全和数据处理等内容,第二部分为上学期开设的实验,第三、四、五部分为本学期开设的实验。为了更好的便于学生学习和对应项ぷ目的进度,我们筹划下一步分拆为两个在线课程,即物理化学实验1和物理化学【实验2,分别对应于两个学期。在第一个学期,重点强化实验安全、数据处理、热力学基础实验。在第二◤个学期,增加电化学、动力学、表面化学和结构化学等相关理论和实验操作,实验内容深化,加强对▆综合能力的培养。


                图5本校物理化学实验在线课程的开设项目及本学期学生完成情况


                图6在线课程项目发放方式


                在线课程中实验项目的发放,我们采用闯关模式ㄨ,设置详情见图6。学生必须稳扎稳打在规定时间内做好每一个实□ 验项目,下一关也是在规定时间开启,囫囵吞枣和突击过关是不允许△的。

                纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行

                物理化学实验,作为一门基础实验课,不仅理论性和技术性强,而且实践性也很强。单纯的理¤论学习是远远不够的,即便增加视@频演示,不动↓手做实验,效果还是大打折扣。

                在这样的特殊时期,我们引入大连理工开发使用的仿真模拟app(Mlabs,见图8),正好解决了不能动手做实验的问题。Mlabs(Massive Open Online Labs 即大规模开放在线实验室,微信公众号█为MoolsNet),致力于开发面向互联网、移动♀终端的大众化、个体实验体验,是第一款基于u3d(三维交互)技术的移动化学虚拟实验室,先期主要为化学实验,后续逐步推出物理实验、生物实验、药学实验等等。


                图8 Mlabs下载安装


                虚拟仿真,本意是着力解决传统化学实验无法或难以实验〇的过程,比如化学微观过程的虚拟实验。还可以对仪器工作过程进行仿真,对实验过程可以进行虚拟训练。在这个特№殊时期,对实验过程的虚拟训练正是我们需要的,正好满足学生“动手做实验”的需要。


                图9 调研学生下载和安装Mlabs情况


                3月下▲旬对化学与化工学院2017级和2018级150多名本科和100多名专科学生进行了关于Mlabs的调研。图9是2018级♀本科生的情况,几乎所有的学生都对Mlabs虚拟仿真这一特殊app感兴趣,非常配合的安装并使用起来。在查阅资料的★过程中,发现了赣南师范大学的虚『拟仿真,网页flash版本的,也推荐给了学生,见图10。



                图10调研学生下载和安装Mlabs情况


                实验安全是高校实验室实践实训育人和学生成长成才∮的基本保障。这是我们每学期的实验课必须重点强调的内容,一定要向学生反复强调并进行必要的训练,app中训练项目如图11所示。



                图11关于实验安〓全的训练项目


                仅有丰富的学识还是不够的,还要激发学生学习的激情。

                基◥础研究需要加强,相应的人才培养也需要加强。

                教师在关心学生生活、督促学生学习的同时,引导学生学会思⊙考,促进学生形成爱国╱、敬业、诚信、友善的社会主义价值观,坚定努力学习的决心,从而能够更好地报效祖国和人民。


                图12关心生活、督促学习,德育教育贯〒穿始终


                抛砖引玉

                实验课通过在线开放、混合式、虚实结合等丰富多样的教学形式,系统培养@ 学生扎实的基础功底、熟练的实践动手能力、求实严谨和团结奋进卐的科学作风,启发学生综合解决实际化学问题的基本方法和途径,激发学生◆开拓进取的创新思维。

                我们的在线课程有很多方面还有待完善,比如,如何更好的互动,最新的科研成果如何转化到实↘验教学上,实验教学的双语建设等等。

                以上种种,是近期实⌒验课在线教学的点滴记录,希望起到抛砖引玉的作用,引起大家对实验课网络化和信息化的重视。



                (编辑:李楠 李莉 编审:辛源)



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