信息化環境下高職藥學專業分析化學在線生態課堂構建*

周慧芬 薛菲

西安醫學高等專科學校基礎部 西安 710309

0 引言

分析化學是一門古老的學科，從遙遠的煉金術時代到當下的后基因時代，分析化學早已超出了傳統的化學領域范圍，在不同行業發揮著重要作用。在藥學專業學習中，分析化學是每個學生必須掌握的基礎課程，需要背誦、理解海量的理論知識，掌握嫻熟的操作實驗技巧。根據以往的教學經驗發現，這樣的方式占用的時間和資源量是教學過程的負擔。在信息化環境下，通過依托互聯網和多媒體形式的在線生態課堂，分析化學的教學不再受空間、時間的限制，可以節省大量人力、物力資源，有效緩解傳統教學的部分問題，提升學生的學習效率和學習效果。

1 藥學專業分析化學總體框架

1.1 理論知識

分析化學作為化學的經典分支學科之一，其理論知識貫穿整個藥學專業，是藥學專業的必備基礎。分析化學課程包含大量的重點知識及難點知識。教材中各項公式理論需要牢記并理解，才能應用到實際問題中。要求學生能夠靈活應用理論知識，提出解決問題的方法，探索新概念、新原理的應用，從而加深對基本知識的理解，并將概念原理與相關問題緊密結合起來。分析化學和其他學科交叉融合，促進自身發展，推陳出新，在眾多高新科學領域中作出了突出貢獻。

1.2 實踐實驗操作

藥學專業分析化學課程中，實驗教學占據著十分重要的地位。從確定計劃開始，到親自經歷實驗過程，再到實驗結束后結果的處理和表達，學生的實踐能力得以提高，學生對理論知識的理解加深。通過分析化學實驗培養學生實踐操作能力和團隊合作能力；通過儀器分析實驗接觸新型器材，拓寬學生眼界和知識面，為學生將來在工作崗位上的實際應用打下基礎。分析化學實驗也可以促進學生運用高等數學和掌握專業英語等相關知識，提升學生的綜合能力，為學習其他學科打下堅實基礎[1]。

2 傳統藥學專業分析化學教學弊端

2.1 大量知識需要記憶，容易錯漏知識點

分析化學作為高職藥學專業的專業基礎課，傳統授課方式以紙質教材、掛圖和黑板板書為主，其中大部分理論知識生澀難懂、概念抽象化，對剛接觸這門學科的學生來說非?？菰?，在沒有深入了解專業知識前很難對該課程產生興趣，所以難以調動學生學習的積極性，更難以在有限的課時內牢記并理解各項知識要點，因此，課后復習必不可少，這就意味著要消耗大量學習時間，相對來說提高了學習成本。由于在課上短時間內需要接納的知識過多，學生對知識點的理解和記憶難免有所疏漏，若不能及時得到糾正，隨著所學知識的逐漸深入，會對學生的學習產生很多困擾，不利于后續課程的學習。

2.2 課下學習遇到問題求助困難

學生在學習過程中必然會產生種種疑惑，有些問題在專業教材上無法找到答案。面對這種情況，一些學生選擇自行查閱資料或與同專業學生組成團體交流心得，一部分問題可以通過這種途徑得到解答，但由于教學資源有限，相關資料過于陳舊、不具有時效性等，學生往往不能得到翔實有效的解答，有時甚至衍生出新的困惑。這些不斷積累的問題常常會影響學生對專業課程的學習興趣，甚至會讓學生對某些課程產生抵觸心理。另一部分學生選擇在課堂上請教老師，但傳統的教學方式較為單一，日常教學授課主要集中在課本中的專業知識，由于授課時間有限，所以對于學生問題的解答環節較少，無法給每一位學生提出問題的機會。在持續不斷的學習過程中，這種某一知識點出現空缺的情況常常會讓學生產生挫敗感和消極心理，以致影響學生學習的積極性，降低學習效率。

2.3 教學實驗設備資金投入大

實驗教學在分析化學課程中占比較重。隨著科技發展，新型材料不斷出現，傳統實驗教學方法受教育體制及經費不足影響，已經落后于時代。老舊實驗設備難以滿足現在的課程要求，由于儀器設備的限制，大部分實驗仍是沿襲延續之前的做法，嚴重桎梏了學生的實踐和創新能力，以致學生步入社會后難以勝任現代醫學崗位。新型材料需要新的實驗方法分析檢測，新實驗需要新設備支持，除必需的常用化學藥品、耗材以外，實驗課教學設備、儀器也需要進行周期性更新，某些精密儀器設備價格動輒十萬、百萬計，其維護及修理費用也是一筆不小的支出。有的學校因財力不足，即使部分設備已超過報廢年限仍在繼續使用。老舊的實驗設備意味著教學手段的不足，教學水平的落后，根本原因在于學校資金能力不足，從客觀環境來看，我國大部分院校的財力確實無法滿足對各項設備的大量資金投入[4]。

2.4 教學內容設置重復低效

分析化學是以實驗為基礎幫助人們認識事物內在規律的科學，通過對實驗數據的分析和處理，了解物質的組成部分，達到想要的目標。在化學實驗中，得到許多實驗數據，通過對這些數據進行科學分析與處理，可以幫助人們找到實驗中存在的問題，為解決這些問題提供判斷依據。在實際生產和科學實驗的分析檢測過程中，因忙于操作，導致對實驗現象觀察不到位，數據記錄錯誤的現象屢見不鮮，由此得到的分析結果也是錯誤的，一些實驗因此宣告失敗。

傳統的高職分析化學實驗教學模式單一，多數實驗為驗證性實驗，學生只需照本宣科，機械式重復實驗，以得到與書本上相同的數據結果為目標，忽視實驗失敗的過程、原因。這種教學模式缺乏創新性的驗證型實驗，既浪費了人力、物力，又扼殺了學生的創造力，不利于實驗教學整體質量和水平的提高。

3 在線生態課堂構建途徑

3.1 改造多媒體教室

傳統課堂教學常以板書為主，有時也會用到一些教學模型，教學水平主要靠教師的講課風格和個人魅力來體現，一些優秀教師的教學經驗不具有普及性和可推廣性。信息化環境下多媒體教學設備顯著地改變了這一現狀，以LED 大屏幕和全方位的音響設備作為傳播載體，配合所學專業課程的教學課件等數字媒體，可以有效地向課堂里每一位學生傳授知識。未來，可以結合VR（虛擬現實）、AR（增強現實）及MR（混合現實）技術構建更加實用的遠程虛擬教室，實現完美的遠程教育。依托網絡構建會議系統，以計算機設備為支撐，實現電子化課堂簽到、互動、提交課業等功能。

3.2 構建虛擬實驗室

對于分析化學專業課程來說，實踐操作是線上教學的短板。所以，教師教學時應該結合實際，利用現代信息技術和虛擬仿真軟件結合VR 設備，給予學生身臨其境的實驗體驗，最大限度地完善虛擬實驗室。利用信息化技術構建各種仿真教學環境，采用與實際生活相接近的實例、情景等縮短課堂與現實的距離，讓學生明確實驗目的、原理與方法。從而提高學生的積極性和參與性，激發學生學習的主動性，促進教學質量的提高。

在學生進行虛擬實驗操作過程中，進行隨機提問，檢驗學生對實驗知識的熟悉程度，有助于學生鞏固和加深對實驗操作流程的熟練度。最后將實驗成果與學生進行交流與討論，讓所有人參與成績評定，以此提高實驗教學的效果。

3.3 優化圖書管理系統和數據監控系統

在實驗項目中，選題與查閱文獻是整個實驗的基石與起點。這個過程需要查閱大量資料，想在茫茫書海里找到多項相關知識，需要耗費大量時間精力。信息化的圖書管理系統的出現極大地提升了實驗效率，通過將各種專業書籍、專業報刊、圖文素材等轉換成電子檔案，使學生可以快速檢索查找所需知識。結合學生電子檔案，能方便、有效地管理實體圖書借閱和庫存管理。以往的實驗數據記錄常常存在記錄錯漏、記錄不及時的情況，有些特殊實驗消耗時間過長，無法及時進行現象觀察和數據記錄也是其痛點。在信息化時代，這一切都可以通過計算機接入各種分析儀器全程記錄數據變化，借助監控設備記錄實驗過程，便于實驗后的糾錯和總結。最后將多組實驗數據通過專業軟件進行對比分析，能夠快速得到結果，有助于快速解決應用問題[2]。

3.4 依托各種服務器實現數據處理

生態化課堂的核心設備就是服務器，它如同人的大腦一樣接收來自四面八方的信息，經過存儲、匯總并計算分析后，通過網絡向各個終端設備回饋信息和指令。例如，多媒體學習庫系統、數字圖書管理系統、考試模擬題庫管理系統和視頻會議系統等多種信息平臺，包括一切可以存儲、處理數據的電子設備，都是可以依托不同功能的服務器通過網絡連接獲取各項數據信息，通過處理后實現人們需要的功能。

教師可以利用信息化教學資源設計新的教學方法，查看學生考勤狀態，驗證實驗報告及數據，通過對學生各項能力數據綜合分析評價，了解學生對知識和技能的掌握情況。學生可以通過龐大的數字化教學資源庫、專業類圖書文獻資料等各類資料自主學習，相比傳統紙質書籍，其種類豐富、形式多樣，能夠激發更強的學習興趣。

3.5 開展混合教學

在傳統面對面授課的基礎上，利用計算機輔助教學，能夠有效克服傳統教學枯燥無味的缺陷。以電子課件作為教學載體，教師可以根據教學計劃和內容需要編制PPT，制作音視頻素材，結合音視頻互動技術，把書本上抽象的概念和數據形象化、立體化。借助電子課件將理論、數據以圖片或視頻的形式展示出來，學生在觀看的過程中，能夠更直觀地了解各項知識的要點與難點，從而達到加深記憶的效果。同時，將手機等移動終端與課堂教學結合起來，利用手機建立班級討論群組，完成一些課堂上的互動活動，讓學生在互動中學會知識。

在課后將重點、難點知識上傳到班級群中，加深學生對知識的掌握。教師還可以將各種分析實驗的視頻在校內平臺上進行直播，如果學生在觀看實驗的過程中對某些操作存在疑惑，可以隨時提出并留言。教師可以隨時根據學生提出的問題進行現場指導，并在課后對學生提出的問題進行匯總，在之后的教學中作為重點講解內容。通過與學生在平臺上交流及與學生進行課下互動，提升學生對學習的熱情，激發學生對專業課程的興趣[3]。

3.6 多平臺網絡授課

近年來，以廣域網為基礎的互聯網教育異軍突起，這種不受時間、地點限制的教學模式在近兩年得到迅速推廣應用，逐漸成為一種新興的教學手段。以視頻會議系統為基礎的視頻教學迅速興起，為授課提供了便捷的教學組織方式，可以適用于多種應用場景，可以同時連線數千人。通過商業版本API（應用程序接口）對接，校內其他設備支持聯動，發揮黨建、教培、教育作用。用簽到、AI 人臉語言識別等手段，督導學生接受在線課堂教育，克服玩樂心理，消除學習惰性，培養學生自主學習的積極性。

教師還可以利用視頻軟件制作簡短的微課程，每個微課程視頻只講解一個知識點，通過多個微課程將知識點有機串聯在一起，讓學生對理論知識有更深入的理解。為學生創造可選擇性的寬松的學習環境，有助于提高學生學習的專注性和學習效率?，F代信息技術的運用，可以讓學生方便、快捷地連線教師進行可視化咨詢，使用各種搜索引擎查找學習資料，通過專業群、班級群、學校群實現快捷的資源共享，引導學生積極參與在線提問、解答，營造濃厚的學習氛圍，利用碎片時間不斷提升知識水平，進一步拓展信息化網絡的應用范圍。

4 結束語

在線生態課堂是信息時代下的一種新型課堂。隨著科學技術的不斷發展，傳統的教學模式已不再適合新時代的教育要求，逐漸顯現出弊端。以信息化環境為背景，改革教學模式和方法，推動傳統課堂向互聯網時代的在線生態課堂轉變，是一項重要而長期的研究任務。因此，應該使用現代化信息技術手段營造分析化學生態化的教學環境，提高學生的學習效果，為社會培養更多的專業人才。