《分析化學實驗》立體化教材的建設與實踐

王巍　趙煥君　韓宇

【摘要】在信息技術飛速發展的背景下，培養學生自主學習能力，促進教學改革都在呼喚適應現代化教學的新型教材的出現。文章就目前分析化學實驗教學中存在的問題，立體化教材研究的國內外發展現狀，教研組對《分析化學實驗》立體化教材的建設實踐等方面進行論述，并對該教材應用與教學的意義及應用前景進行了分析。

【關鍵詞】《分析化學實驗》;立體化教材;問題;建設

扎實辦好中國特色社會主義高校一定要著眼于“四個服務”，為國家培養“三有”建設者和接班人。藥學教育就是以為社會主義現代化建設培養具有高超本領的藥學人才為主要目的。分析化學作為藥學相關的專業基礎課，在藥學教育的整個課程體系中具有舉足輕重的作用。尤其是分析化學實驗技術，是掌握各種藥學專業技能的重要基礎。俗話說：“行家一伸手，就知有沒有。”作為藥學專業技術人才，具有精湛的分析化學實驗技術是尤為重要的。

一、目前分析化學實驗教學中存在的問題

（一）教學模式落后于社會發展

目前的分析化學實驗教學仍為傳統的“理論講授→操作演示→巡視指導”三步走，學生在課上按教師板書的內容按部就班，“照方抓藥”，課堂信息量與學生能夠接觸或需要接觸的信息量嚴重不對等。

（二）教學手段單一

對于關鍵的實驗操作技術，仍以課堂演示為主，而目前多數院校實驗課師生人數比為1比20至30，即一位教師演示實驗操作要20—30名學生圍觀學習，受視角及距離的限制，學生不可能全都清楚地觀看演示和聆聽講解，因而無法正確掌握規范的實驗操作，嚴重影響教學效果。

（三）現有教材與實際課堂內容難以匹配

現有實驗教材內容與每個學校實際開設實驗有較大區別，無法滿足學生自主學習需求，不能對學生學習起到良好的輔助與指導作用。

基于以上情況，順應“互聯網+”的發展趨勢，推進信息技術與教育教學的全面深度融合，以理念創新為先導，以學習方式和教學模式改革為核心，開發建設新型的《分析化學實驗》教材勢在必行。采用二維碼技術，將紙質教材與教學視頻、知識點拓展資料等有機融合，實現教材的圖、文、聲、像與網絡信息技術相結合，解決教與學過程中遇到的各種難題。

二、國內外立體化教材研究現狀

立體化教材最早由西方國家提出，稱為“integrated textbook/coursebook”，在國內最早見于2001年教育部《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》。高等教育出版社提出“立體化教材”的概念：“所謂立體化教材，就是以滿足教學多種需求、最大程度促進學生能力全方面發展為目的，在傳統印刷教材的基礎上，以課程教學為中心，借助網絡技術、多媒體技術等現代信息技術將教學內容、教學計劃、教學資源和數字化教學支持服務以多種媒介、多種形態、多個層次進行整合的具有靈活性、開放性和動態性的出版物的集合。”

目前的立體化教材主要表現形式有紙質圖書和以下常用的媒介形式。

電子教案。電子教案中包括教師上課的全部板書、板畫與一些用語言難以表達的動感情景。用這種形式的教案上課可以完全不用黑板，并且增加了課堂容量，讓學生在美妙的聲、光、電環境中學習知識，提高了學習效果。

光盤。目前光盤主要分為CD、DVD、藍光光盤等幾種類型，其中前兩種在目前的計算機軟件類教材中應用較多。

教材配套教學網站。教材配套教學網站主要有兩方面作用，一方面用于介紹紙質教材的基本內容，另一方面為已使用教材的教師或學生提供網上資源服務，如在線學習、在線作業、在線考試、在線答疑、課程論壇等。目前中國中醫藥出版社和人民衛生出版社的分析化學教材均建設有配套教學網站。

在線視頻。通過互聯網，可以提供視頻錄像和在線視頻講座。

自國家推進精品課程建設和立體化教材建設以來，各高校都積極響應，建設了一批國家級優秀教材，取得了豐碩成果。

三、《分析化學實驗》立體化教材建設實踐

一本真正的立體化教材不只是教學資源的多樣化，其本質應是教學設計的立體化，同時滿足教師教與學生學的需求。針對本校分析化學實驗課教學實際情況，對《分析化學實驗》立體化教材做如下設計。

第一，總體設計思路。傳統教材一般是將實驗操作技術作為一部分，各種滴定方法作為一部分，這樣實際上是將實驗原理與實驗技術割裂開來，不利于教師的教和學生的學，尤其是學生的自學。本研究改變傳統教材的思維體系，在主體教材中將實驗操作方法與具體實例相結合，根據初學者的認知規律安排實驗內容，通過一個實驗掌握一種實驗技術，根據科研工作程序逐步安排實驗，即逐漸掌握分析化學相關的實驗操作技術。

第二，內容安排方面。以一個主實驗來介紹實驗原理和實驗操作技術，同時配多個輔實驗，內容可以是主實驗的延伸或該實驗技能在藥學科研中的具體應用，將其作為課后分析討論內容，也可以作為開放實驗室學生的自選實驗內容。

第三，教學視頻。制作優質的教學演示視頻，在化學分析中主要包括玻璃儀器的使用和滴定終點控制兩大部分。儀器使用規范操作部分需制作視頻資源：①酸式滴定管、堿式滴定管的基本使用方法;②分析天平的使用;③容量瓶的使用;④移液管的使用。滴定終點控制部分需制作視頻資源：①滴定操作過程;②以酚酞為指示劑的酸堿滴定終點控制;③以鉻黑T為指示劑配位滴定終點控制;④以淀粉為指示劑的氧化還原滴定終點控制;⑤以熒光黃為指示劑的沉淀滴定終點控制。

第四，輔助教學資源。實驗內容的開篇引入、與實驗內容相關的資源擴展、實驗原理的深入解析等，需要搜集和制作大量的文字、圖片、動畫等教學資源。

第五，內容的整合。以教學內容形成紙質主體教材，利用二維碼技術將教學視頻、輔助教學資源整合到教材當中，形成圖、文、聲、像并茂的立體化教材。

四、立體化教材在教學實踐中的實施效果

以我校2018級中藥制藥專業為試驗班，在分析化學實驗課中對該教材進行試用。

以EDTA標準溶液的配制和標定實驗為例，本次實驗需要重點掌握的實驗技術是容量瓶和移液管的使用。提前一周將教學內容布置給學生，讓學生通過觀看微視頻對容量瓶和移液管的使用要點做到心中有數。在課堂上通過同學之間互相觀摩糾錯的方式，使每一名學生都能夠實現對這兩項實驗技能的掌握。與往屆學生在該次實驗中的表現相比，不規范或錯誤操作明顯減少。比如，在容量瓶定容過程中，當溶劑加至容量瓶體積的2/3～3/4處時，需進行初步混勻，以往經常看到學生蓋上瓶塞顛倒混勻，這樣的錯誤操作在本次實驗中一例未見，說明學生看視頻預習起到了很好的效果。

另外，本試驗班學生3份平行測定數據的精密度和準確度均顯著提高，這與規范的實驗操作是分不開的，而在課堂上短時間內能夠熟練掌握規范操作得益于課下對視頻資源的預習，得益于立體化教材提供的豐富的學習資源。

五、立體化教材在教學實踐中的意義

將立體化教材應用于分析化學實驗教學實踐，將會對教學產生如下影響。

第一，提高自主學習有效性。學生根據教師布置的學習計劃對實驗內容進行預習，課前可以明確實驗目的，理解實驗原理，了解實驗器材，熟悉實驗操作，大大提高了課堂學習效率。

第二，提高課堂學習針對性。將課前預習與教師課堂講解與演示相結合，解決預習過程中遇到的困惑，課堂學習更加具有針對性，顯著提高教學效果。

第三，提高實驗技術掌握程度。實驗操作過程中，可隨時回看視頻資料，掌握實驗操作細節，完成實驗技能培養目標。

第四，培養學生科研能力。通過自主學習，學生發現問題、分析問題、解決問題的能力得到提高，有助于逐步培養起良好的獨立科研工作能力。

第五，促進教學方法改革。以立體化教材為物質基礎，有助于有效實施“翻轉課堂”、混合式教學等現代化教學模式改革。

六、立體化教材的應用前景

立體化教材的使用是當今科學技術發展對深化教學改革的必然要求。立體化教材運用于分析化學實驗教學是對傳統教學模式的變革，改變了學生被動的學習狀態，使學生主動參與到教學活動中來;將現代信息技術引入到教學過程中，教學內容以開放式、多角度呈現給學生，為學生提供更多更新的學習資源，對提高學生學習興趣具有極大的促進作用;通過使用立體化教材，引導學生自主學習，對培養學生良好的學習習慣及終身學習能力具有積極作用。

當今的大學生已成為“被網絡綁架的一代”，他們每天暢游于網絡信息世界，喜歡追逐、捕捉最新最快的信息，相對傳統教科書而言，他們一定會更加喜歡這樣新穎的、會“動”的立體化教材。.

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