王彩琴，银鹏，张倩(南京林业大学，江苏 南京 210037)

随着社会的发展进步，日益更新的互联网和信息技术正深刻地影响着教学模式和教学方法的变革。建立新的教学模式，实现教育现代化和信息化，同时提高学生自主学习的能力和兴趣，已成为教育领域发展的一大趋势。随着人们对教学过程本质的不断认识，教学研究的重点也逐步转移到教学资源的层面上来。联合国教科文组织曾提出开放教育资源(open educational resource，OER)的概念，即开发免费且公开授权的数字化教育资料，可用于教学、学习、研究等目的。而我国也提出了“中国数字教育2020”行动计划，印发了《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》[1-2]。这一计划的提出，标志着教育资源的数字化已成为教育领域的发展趋势之一。正如哈佛大学教育学家丹尼斯·维德拉所说，“开放教育资源(OER)正在从根本上改变传统的教科书格局。”

本研究利用现代信息网络技术，结合Python编程语言，对无机及分析化学基础课程进行数字化和信息化改进，对一些重点内容以及复杂公式的教学进行了优化和简化，在实现预期教学目标的同时，显著提高了教学效果。

无机及分析化学课程是无机化学和分析化学互相融合而成的一门课程，为化学类本科专业大学一年级第一学期的化学基础课程。该课程内容涵盖化学反应一般原理、化学平衡、定量分析技术、物质结构基础等，目的是通过该课程的学习使学生掌握最基本的化学原理以及定量分析方法，并能用这些方法观察、思考和解决实际问题。传统的无机及分析化学教材内容多，尤其公式推导繁琐，计算量较大。虽然现有教材经过不断修正已逐步将现代信息技术引入到课本当中，包括知识拓展、答案解析等，但总体信息化程度仍有待进一步改进。

2.1 数字化教学资源的内涵

数字化教学资源是指教学资源经过数字化处理之后，以幻灯片、投影、音频和视频等形式，通过专题网站、电子邮件、在线论坛、数据库等多种渠道和方式，在多媒体计算机及网络环境下运行的多媒体教学材料。由此可见，数字化教学资源是教育信息化和数字化的产物。在实际教学中，传统的书本文字教材还无法全部摒弃，而是由数字化教学资源与书本文字教材共同构成了现代教育技术环境下的多媒体教材体系。数字化教学资源按功能可分为教学素材和辅助程序两种。其中，教学素材是指在教学中用到的文字、图片、动画以及数字化视频和音频等资源，这些教学素材不仅可以展示文字教材中的内容以及和教学相关的辅助内容，教师还可以对部分文字材料进行适当的修改，使之适应自己的教学需求，并能更好地辅助学生进行学习。而辅助程序则用于帮助学生解决某些学习问题，例如对一些比较复杂的计算公式，就可以通过一些计算机编程语言形成相应小程序，使用者只要根据需求输入已知条件，就可以快速得到计算结果。随着现代教育技术的不断发展和数字化教学资源的不断普及，广大师生对数字化教学资源的需求也将越来越强烈[3]。由此可见，数字化教学资源的重要性正在不断提高，而进一步开发和拓展数字化教学资源也将成为数字化教育发展的方向[4-5]。

2.2 数字化教学资源的引入在无机及分析化学教学中的实践

本研究以无机及分析化学课程为对象，根据该课程内容及特点，利用现代信息网络技术将现有的无机及分析化学教材重点内容数字化，并将课程分成不同模块，引入视频、代码或小程序等多种元素，将重要知识点和计算公式信息化、数字化，加强数字化教学资源的应用，建立以教师引导学生自主学习为导向的新型授课体系，最终优化该课程的教学，并为其他化学类理论课程的信息化提供借鉴。

2.2.1 建设基于现代信息网络及编程技术的数字化教学资源的小程序/代码

利用现代信息网络技术将现有的无机及分析化学教材重点内容数字化，并将课程分成不同模块，引入视频、代码或小程序等多种元素将重要知识点和计算公式信息化、数字化，加强数字化教学资源的应用。比如，化学热力学部分对于不同状态下的物质/离子的热力学函数，包括标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数以及标准熵，数据庞大繁多，其表格长达十三页(详见各教材附录)。学生们在课堂练习中计算某一化学反应的标准摩尔反应焓变时，时常发生看串行的情形，导致最终结果计算错误。通过引入Python语言形成相应的小程序，并建立含有不同状态的物质/离子标准熵、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数值的数据库，在编辑框中输入已知条件，即可快速得到计算结果。源代码如图1所示。

图1 计算反应热的源代码(部分)

2.2.2 数字化教学资源的引入在无机及分析化学教学中的实践

通过以上述热力学函数计算为例的数字化改进，将无机及分析化学教材全面信息化，并引入教学实践过程中。以计算化学反应的标准摩尔反应焓变为例，学生可以利用电脑进入相应小程序，根据指令在编辑框输入已知条件(图2(a))，可快速得到计算结果(图2(b))。这种数字化教学资源的引入，可充分体现数字化教学资源的优越性，克服了传统课堂教学的单一模式，又发挥了现代化教学开放、灵活、自由的优点，如图2所示。

图2 小程序编辑框、程序运行结果及运行结果放大图

2.3 基于数字化教学资源引入无机及分析化学课程的教学效果反馈

2.3.1 基于教学效果的问卷调查

对于无机及分析化学课程的教学中引入数字化教学资源的教学效果，笔者主要通过问卷调查和访谈的形式对学生的学习情况进行了研究。根据引入数字化教学资源的大学无机及分析化学课程教学效果的调查问卷，笔者从利用数字化教学资源的学生中随机选取了100名学生作为问卷调查对象，主要针对学生对于课程学习中引入教学资源数字化的认可度以及他们的学习效果等展开，统计情况如表1所示。

表1 “引入数字化教学资源的教学模式对你学习的影响”情况统计

2.3.2 基于教学效果的访谈结果

基于引入数字化教学资源的无机及分析化学课程教学效果的调查问卷，笔者随机抽取了其中的5名同学进行个别访谈。访谈中有4名同学表示对无机及分析化学课程中引入数字化教学资源的教学模式非常认同；
3名同学表示自己在该教学模式下学习无机及分析化学课程的兴趣提高了，很期待每周的无机及分析化学课；
3名同学表示在数字化资源模块的激励和引导下，他们对知识点的理解和掌握更加牢固和深刻，而且记住知识点比以前轻松了很多。

利用数字化教学资源的最根本目的是提高教学质量。通过将教学资源数字化，可解决传统教材以及教学过程中内容呈现形式单一、过多依赖传统书本文字教材、无法满足学生个性化学习需要等弊端[6]。同时，通过基于在无机及分析化学教学中引入数字化教学资源的应用实践和效果的调查，我们分析了数字化教学资源在课堂教学中的实践情况，提出如下建议：

(1)加强数字化教学资源建设。本研究中研发的小程序/代码功能尚不完善，系统性不够。目前所开发的数字化教学资源只涉及教学过程中的一部分内容，功能的开发也只是侧重于计算量较大的几个知识点，缺乏知识体系的系统性和完善性。数字化教学资源要根据专业培养要求和方案，制定合适的教学大纲，按照教学大纲中的教学目标、内容、要求等，建立更全面的小程序和数据库以及视频资源。仍然以无机及分析化学教学为例，对H3PO4溶液中各型体的分布，其计算公式复杂，变量较多，也可开发出相应的公式编辑小程序，使学生能输入相关变量，即可快速得到H3PO4溶液中相应型体的分布分数。又如，考虑到无机及分析化学是理论学习与实验相结合的课程，若能有相关实验的视频数据库，在学习相关滴定实验的理论部分时，让学生观看视频，不仅加深对理论知识的理解，还可提前获知实验过程中的注意事项，有助于学生实验动手能力的提高。

(2)要注意小程序维护和更新，利用现代信息技术，使学生充分利用数字化教学资源。

随着现代信息网络技术的发展，高校课程教学模式需要积极改革，信息化、数字化手段和教育之间的结合已经成为重要的趋势。而高校学生的学习自主性更强，建设数字化教学资源的价值将更加突出。本研究以无机及分析化学课程为对象，根据该课程内容及特点，利用现代信息网络技术将现有的无机及分析化学教材重点内容数字化，并将课程分成不同模块，引入视频、代码或小程序等多种元素将重要知识点和计算公式信息化、数字化，加强数字化教学资源的应用，最终优化该课程的教学，赋予全新的教学体验，最大限度地释放教与学的能量，并为其他化学类理论课程的信息化提供借鉴。

猜你喜欢 分析化学无机教学资源 现场操作与网络教学相结合的绿色分析化学实验改革辽宁师专学报（自然科学版）(2021年1期)2021-07-21基于线上线下教学模式的分析化学实验教学研究化工管理(2021年7期)2021-05-13无机渗透和促凝剂在石材防水中的应用石材(2020年9期)2021-01-07丰富历史教学资源 提升课堂教学质量甘肃教育(2020年14期)2020-09-11加快无机原料药产品开发的必要性和途径中国盐业(2018年20期)2019-01-14高校冰上教学资源社会开放的意义及管理模式冰雪运动(2018年6期)2018-05-23--先进无机材料论坛例记(Ⅰ)">不断蓬勃发展 不断涌现新生长点的无机材料
--先进无机材料论坛例记(Ⅰ)中国材料进展(2016年10期)2016-12-26初中语文数字化教学资源应用探索中国教育技术装备(2016年15期)2016-03-01有机心不如无机心山东青年(2016年2期)2016-02-28初探教学资源开发的系统思维中国教育技术装备(2015年6期)2015-03-01