高等無機化學數字教學資源庫的構建與應用

來源:用戶上傳      作者: 王慧龍　胡　濤

　　摘要：結合高等無機化學的教學實踐，介紹了高等無機化學數字教學資源庫的構建和在化學化工專業研究生教學中的應用以及資源庫的發展方向。
　　關鍵詞：高等無機化學；教學資源庫；研究生；應用
　　
　　隨著人類社會進入信息時代，信息傳播技術的革命對高等教育產生了前所未有的沖擊。計算機、多媒體和網絡技術的飛速發展，使得教學資源無論從內容數量、媒體種類還是從存儲、傳遞和提取信息的方式等多方面都較之以前發生了重大變化。尤其是學習資源的可獲得性和交互性的急速增長已經打破了傳統的教學方式，為知識和信息的獲取注入了無限的活力?，F在人們一般將電子化的教學資源稱為數字教學資源，如果按課程知識體系將數字教學資源整合處理后形成的一個互動化、多媒體化的共享式資源倉庫就是數字教學資源庫。
　　高等無機化學是我國現行高等教育體系中理、工科化學與化工類專業高年級學生和相應研究生教育的必修課程之一，是學生進一步從事高層次科學研究的理論基礎。近年來，雖然國內少數重點院校開始嘗試編撰適合本校特色的高等無機化學紙質教材，但是目前適合我國高等教育教學體系的高等無機化學立體化數字教學資源依然相當匱乏。由于缺乏有效的富含大量信息、形式活潑、內容生動的高等無機化學數字教學資源，從而對教育質量的進一步提高產生了一定程度的制約作用。因此，建立一個方便實用、資料豐富的高等無機化學數字資源庫，解決目前高等無機化學教學實踐中所面臨的問題已經勢在必行。有鑒于此，我們在大連理工大學研究生院教改基金的支持下，在充分挖掘和利用國內外高等無機化學教育和科研成果基礎上，構建了“高等無機化學數字教學資源庫”，并將其初步應用于高等無機化學教學，收到了良好的效果。
　　
　　一、高等無機化學數字教學資源庫的構建目的和原則
　　
　　1．資源庫的構建目的
　　作為化學、化工專業高年級學生和研究生教育的必修課程，高等無機化學與基礎無機化學相比具有教學難度大、學時有限、內容抽象、理論性強的特點。高等無機化學中這些抽象的理論內容往往又是課程的精髓部分，為學生進一步深造和從事科學研究工作所必需，因此往往成為教學中的難點和重點問題。為使學生在有限的學時內對高等無機化學課程體系有全面的認識和掌握，我們構建了高等無機化學數字教學資源庫，將大量圖片、動畫以及視頻教學資源匯集、整合在資源庫中，使得原本抽象而枯燥的教學內容形象化和具體化。在數字教學資源庫輔助下，整個高等無機化學的教學過程可以做到圖、文、聲、影并茂，極大激發了學生的興趣，使學生更加容易理解和掌握課堂教學內容，提高了教學效果，深受學生的歡迎。
　　
　　2．資源庫的構建原則
　　高等無機化學數字教學資源庫的構建是在采取探索、研究型教學和學習模式基礎上，將現代教育技術與優秀教學資源有機結合，滿足教學內容和體系、教學方法和手段以及學生學習方式的要求，使學生充分理解高等無機化學課程的本質，激發學生的求知欲望和科學研究興趣，有效地提高研究生教育的質量，以利于創新人才的培養。高等無機化學教學資源庫并不是各種資料和信息的無序雜湊，它所承載的內容在經過認真的篩選、研究、整理以及加工制作基礎上，進行了科學合理的分類，各部分內容之間既相互區分又有內在的邏輯聯系，整合為一個立體化、系統化的教與學的新體系，最大限度地滿足科學性、藝術性、交互性、開放性和發展性的構建原則和要求。
　　
　　二、高等無機化學數字教學資源庫的構建方式和資源整合
　　
　　1．資源庫的構建方式
　　高等無機化學數字教學資源庫的構建采用“內容分類化、資源模塊化”的構建方式?！皟热莘诸惢本褪前凑諆热莶煌瑢①Y源庫分為教材庫、試題庫、素材庫、電子實驗室。教材庫包括各種電子圖書、多媒體課件、教學和科研論文等，試題庫主要含各章節的練習與考試題目，素材庫包括各種視頻、動畫、圖片和文本等，電子實驗室包括一些實驗裝置和作圖模板、虛擬實驗室等內容?！百Y源模塊化”是指按照模塊化的思想開發資源庫，以各領域的知識點為基礎，按照一定的檢索和分類原則，針對不同層次的需求，使之具有可重組性的特點?！澳K化”的建設思想，可以使不同的任課教師根據自己的教學特點和需要有針對性地從資源庫中選擇基本單元，通過具有個性化的重組生成適用于不同教學環境的課件，有效避免千人一面。這樣的資源庫構建方式不但使建設者有明確的目標，而且能滿足具有不同教學風格教師的使用需求，調動教師的參與積極性，使資源庫能隨著教師教學的進展而自然地積累和更新。
　　在構建好資源庫的框架結構后，我們對相關的教學資源進行了構建。本科基礎無機化學教改經驗為高等無機化學課程建設提供了借鑒。在本科教育中，我?；瘜W系堅持將現代教育技術引入教學之中，取得了備受矚目的教學改革成果。步入21世紀，教育部啟動了“新世紀網絡課程”建設項目，高等教育出版社啟動了“高等化學教學資源庫”建設項目，我?；瘜W系承擔了這些建設項目，并已經取得了一些成功的經驗，體現了化學系在教學方法與教學手段的改革領域中的優勢地位。無疑，本科教育改革的經驗奠定了高等無機化學數字教學資源庫建設的基礎。
　　
　　2．入庫資源的整合
　　高等無機化學數字教學資源庫的資源形式主要有以下幾種：(1)文本：含電子教案、教材、參考文獻、論文等，電子教材及教案以DOC格式為主，其他內容格式包括PDF、TXT等。(2)視頻：包括與教學內容有關的理論授課錄像、實驗教學錄像、專題資料片、科教片等。搜集國內外優秀教學名師的經典授課錄像的視頻文件，以AVI格式儲存。(3)圖形圖像：包含原子核化學、價鍵理論、酸堿理論、群論、配位場理論、簇合物以及金屬有機化合物結構、組成、性質相關的各種圖像和照片，圖像以jpg格式為主，也包括bmp、gif等格式，滿足使用者不同的需要。(4)動畫：包括Mossbauer效應原理、不同分子點群對稱操作等，用Adobe Flash MX制作成swf格式。(5)多媒體教學課件：包括自主開發的高等無機化學多媒體課件，課件主要以ppt格式儲存于資源庫中。
　　
　　三、高等無機化學數字教學資源庫的作用和功能
　　
　　高等無機化學數字教學資源庫的構建對于“教”與“學”兩方面所起的作用是顯而易見的，下面對高等無機化學數字教學資源庫的作用和功能做一簡單介紹。
　　首先，高等無機化學數字教學資源庫可以更好地服務學生的學習活動。資源庫中涵蓋所有和高等無機化學教學內容相關的圖片、多媒體課件、動畫等，使得教學過程中抽象晦澀的理論知識變得形象生動、全面直觀且易于接受，可以滿足學生學習的要求。在研究生教學過程中，學生來源不同，針對不同層次的學生，由于接受、理解能力和本科階段學習基礎不同，在進行課堂講解時教師有時難以把握授課進度和重點。在教學資源庫輔助的情況下，學生不需要在課堂上忙于抄筆記，課下利用拷貝下載的多媒體課件可以自由復習，極大提高了教學效果和學生的學習興趣。同時，學生通過反饋在學習中遇到的問題，可以從另一方面對資源庫的內容進行有益的補充和完善，從而達到教學相長的目的。
　　其次，資源庫的建設也是推動高等無機化學教學質量提高的重要手段。數字教學資源庫的構建，極大的豐富了任課教師教學資源的來源與擴充，使多媒體課件的制作更加完善，授課內容更加豐富靈活。教師不僅能夠對書本上的基礎知識詳盡的解釋，更能隨時在課件制作中增加最新最前沿的進展介紹。經過對教師授課思路的整理，更可能給研究生教育帶來新的活力和學習的主動性。同時，任課教師備課時，可以根據教學內容和教學目標需要，利用教學資源庫中多媒體資源中的原始素材，如文字、動畫或是錄像等形成具有鮮明個性特點的教案和課件。
　　最后，教學資源庫的構建也可以成為科研工作的有益補充。在科研工作中，無論教師還是學生都可以依托數字教學資源庫，方便地獲得與高等無機化學課程相關的教材、資料、多媒體讀物、教學軟件，可以查閱有關的所有文檔，了解學科的發展和前沿動態，拓展知識面。
　　
　　四、高等無機化學數字教學資源庫的完善和發展
　　
　　由于目前尚處于高等無機化學資源庫構建初期，各項功能亟需不斷完善。隨著教師與學生在使用過程中的不斷反饋與改進以及知識更新速度的不斷加快，構建的數字教學資源庫也需要隨時更新、補充和完善，這對于構建、使用與維護資源庫的管理者而言也是相當重要的。
　　由于目前基于Internet的IT技術正向寬帶、高速、多媒體方向發展，因此一個優秀的數字教學資源庫應逐步向真正的模擬教學方向發展，成為一個雙向的、交互的教學模式。通過網絡使學生可以進行身臨其境的學習，突破以往課程教學地域、時間的限制。

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