无机化学网络课程的建设及在教学中的应用.pdf

第22卷第2期大学化学2007年4月计算机与化学无机化学网络课程的建设及在教学中的应用刘杰龚孟濂毛宗万计亮年(中山大学化学与化学工程学院广州510275)摘要介绍无机化学网络课程网站的设计和应用。以多年教学中使用的教案为基础,结合无机化学发展概况、最新科研成果等内容制作脚本,主要采用Dreamweaver等软件制作了无机化学网络课程。该网络课程的优势在于:教师能更容易地管理网络课程,做到实时更新；能发布新知识、新进展等；同时更方便学生的学习。结合教学的实际情况,探讨了建设无机化学网络课程的目的和在教学中的重要作用。网络时代的信息化逐步推动了高等教育的改革,网络课程进入教育领域已经是大势所趋1。网络课程的优势在于打破了空间和授课时间的限制,学生对教师的依赖性减少,学生可根据自己的时间随时上网学习；另外,网络课程使教学内容更加生动、形象,提高了学生的学习热情和效率。因此,建设无机化学网络课程在教学中有重要的作用。通过现有的网络技术,除了可以使网络课程具有传统教育中的文字教学内容外,还可以使其具有图像、声音、视频和交互方式等表现手段,使学生更容易理解化学中的原子结构和分子结构等物质的微观性质,有利于培养学生观察、思维的能力以及空间想象能力。1网络课程教学的优势网络教学通过计算机网络实现教学资源的共享,以因特网为桥梁跨越教师和学生在时间和空间上的距离,突破传统面对面课堂教学方式的限制,将授课课堂由教师和实验室延伸到因特网所覆盖的任何一个站点。学生可利用任何一台联网计算机终端浏览、学习有关课程内容。某一学科的先进教学方式或实验条件可以被校内或校外的各学科使用,从而可以节省大量在基础设施上的重复投资,有利于从整体改善办学条件和提高教学水平。我们在采用面对面教学的同时,充分利用网络教学的优势,将网络课程融合到无机化学教学中,成为教学过程的组成部分2。在传统课堂上,教师讲什么,学生就得听什么,即使这部分内容已经掌握了,不想听也得听。而网络课程由学生自己来选,哪段不需要就可以不学,而想学的部分可以反复学习,直到弄懂为止。由于网络课程交互性好,学生有很大的选择权,这就能养成学生自主学习的习惯,调动他们的主观能动性,从而提高学习效率。在利用网络进行教学时,仍然需要保留传统教学即教即学的优点,使网上教学与课堂讲授同时存在。在课堂上,以教师讲授为主；在课堂下,通过互联网实现远程教学,在网上相互交流、讨论。这种新的教学方式,更生动形象、准确地向学生教授知识。加快知识更新,以最便捷的方式传递新知识。432建设无机化学网络课程的意义我校无机化学课程已经被评为广东省高校精品课程。无机化学是我校化学学院学生的主干课程,也是其他理科专业学生的基础课程。现在已有越来越多的文科(例如:法学院、管理学院、岭南学院)学生辅修无机化学。该课程在探索人才培养新模式,深化教学改革等方面取得了成功经验。其中建设网络课程系统是我们教学改革的目标之一。虽然国内已有一些大学建立了无机化学网络课程(如:宋天佑.吉林大学无机化学网络课程,/eclass/zyjck/inorchem),但都拥有自己的版权,无法在中山大学校园网上利用,在应用上很不方便。因此有必要根据我们的教学经验和学生的培养目标,建设自主的无机化学网络课程。这样一方面可更新教学手段,改革教学方法；另一方面可培养学生学会运用计算机网络获取知识的能力,培养在信息网络环境中的自学和探索知识的能力。该网络课程的建立,在无机化学教学过程中可起重要的作用。无机化学课程的核心内容包括基本原理和元素化学。知识点包括化学热力学、动力学,微观粒子的运动规律,原子、分子中电子的分布和能量状态,以及分子空间构型,各族元素及其化合物的性质、变化规律及制备等。因此,在教学中需要学生既要有严密的逻辑思维能力,还要有较好的空间想象能力,并且要有一定的数学、物理基础,才能从化学的角度掌握物质结构与性质的内在联系。该课程在教与学双方面都存在着较大的难度,采用网络教学,是提高教学效果的良好途径之一。无机化学网络课程专为网上教学设计,以无机化学课程内容为主体,辅以无机化学发展概况、科技前沿等丰富的内容,以使自学者的知识面得以拓展,对无机化学有更深刻的了解。所有教学方法与教学手段的使用,都应以提高学生能力和素质为目的。在网络课程的使用过程中,应特别注意现代教学技术与传统优良教学方法的有机结合,各取所长,互避其短。3无机化学网络课程的内容无机化学网络课程是以综合性大学无机化学课程的基本内容为框架编写,主要以化学专业本科生为教学对象。由于网络课程是自主学习型,适应面要广,在内容的取舍上兼顾了生命科学、药学、医学等专业以及专科生学习的需要,因此本课程也可作为生命科学、药学、医学等相关专业学生的网络学习课程。另外,在编写制作中注意了本课程的系统性、先进性以及本学科科技前沿,可作为大学和专科相关教师的教学课件或参考课件,同时也可作为研究人员的参考课件。无机化学网络课程是充分利用支持网络的软件工具制作的一门集文字、图像、动画于一体的图文并茂、内容丰富、生动有趣的课程,该课程实现了真正意义上的资源共享,有利于学习者跨越时空、独立操作、模拟真实的学习场景,有利于学习者自我评价知识掌握的程度；对于学习过程中的疑难问题,可以通过网络及时得到解答。4无机化学网络课程的制作无机化学网络课程参考了国内外众多优秀教材36,根据教师自身的教学积累和经验,以多年教学中使用的教案为基础,同时结合无机化学发展概况、最新科研成果等内容制作脚本,形成了适合本科教学的无机化学的内容体系,由16章组成。534.1网络课程的设计无机化学网络课程的设计总思路:(1)分析教学对象,明确教学目标:开发网络课程,首先要分析教学对象的特征和需求,明确网络课程的教学目标。(2)突出课程特色,确定教学功能:作为完整的网络课程,应具有通常所要求的一般模块和栏目。根据无机化学网络课程的教学对象和教学目标,突出无机化学方面的特点,并在教学功能上有所体现。(3)设计教学模块,建立系统结构:确定网络课程的主要教学模块,建立各模块之间的关系,从而形成网络课程的系统结构。(4)分栏目内容设计屏幕版面:将每一教学模块划分成若干个栏目,并规划好它们在屏幕上的具体位置。(5)收集内容资料:根据具体情况,详细说明每一屏幕的呈现方式和链接关系,并收集有关的资料素材。(6)选择编写网站工具:选择网络课程的开发语言和编著工具,如FrontPage、Dreamweaver等。(7)开展教学试验,进行评价修改:设计教学应用方案,在实施教学活动之后进行评议修改。(8)不断充实完善,登记上网发布:对网站不断充实和完善,并完成整门网络课程的开发,经技术测试后,上网发布。4.2网络课程栏目设置无机化学网络课程主页如图1所示。图1无机化学网络课程主页根据教学需要,我们设计的无机化学网络课程包含以下基本栏目:(1)教学导航:包括课程简介、教学目标、课程对象、学习基础与方法以及教学指导,并给出每章的内容简介、学习重点和计划学时等。(2)教师简介:使学生对负责课程的教师有一定的了解,并提供教师的联系方式,以便学生遇到学习问题时能及时联系。(3)教学内容:网络课程的重点功能,以章、节、目三级结构的网页形式以及动画和图片等多媒体素材来展现课程内容。学生只要通过一台连接到互联网的计算机,就能够随时随地、随心所欲地进行学习。(4)课件下载:学生可以下载用PowerPoint制作的课件到个人电脑,适合在不方便上网的时间和地点进行学习。(5)习题测试:提供每章节的在线自测练习,且带有选择题自动评分的功能；计算题和问答题提供了参考答案,使学生能随时检查自己的学习情况。(6)教学录像:由于网络课程没有课堂讲课那种幽默生动的特点,为了弥补这方面的不足,在网络课程中提供了教师讲课的录像。(7)教学资63源:提供与课程相关的论文、著作、网站等丰富的网上教学资源(包括相关的国内外站点),供学生在课余时间查阅,丰富学生的知识面。(8)元素周期表:提供元素周期表中各元素的部分化合物的结构图,便于学生直观地理解化合物的结构。(9)讨论交流:学生之间、师生之间都可以就某个问题进行交流,教师可以通过学生反馈的信息及时了解学生的情况并给予解答。(10)行程日历:用于发布一些与课程有关的公告和通知。4.3网络课程的开发工具我们用Dreamweaver制作了网站主体,用Flash等软件制作了网页中的图形及动画片,以增强网页的生动性,并美化网页。此外,还使用Origin、Photoshop、ChemOffice、ChemWin等绘图软件制作一些精美的图形。这些图形可根据教学讲授的需要拆分和组合；可分层次或逐一组合成一体进行讲解,使得学生有更加直观的感觉,提高了学生的兴趣,使教学内容更加形象化、具体化。从无机化学网络课程网站中,可以方便地阅读和下载教学大纲、教学导航、教师简介、教学内容、电子教案、课程录像、教学资源、习题讲解等内容。5无机化学网络课程在教学中的应用无机化学网络课程在网上开通以后,学生能很方便地进行自主学习,教师也能方便地维护和更新教学内容。我校在2004年7月引进了数字化教学平台WebCT网络教学管理平台,该平台提供了一个先进、通用、能面向国际化教学的网络教学环境。依托WebCT平台,无机化学网络课程提供了授课、自主学习、辅导答疑、交流讨论、作业、测试、评价等各个环节的教学支持。教师在网络教学的基础上,可以有目的、有针对性地追踪学生的学习进展、成绩、作业等。无机化学网络课程还提供了各种学习评估的功能,如自测、考试等,支持多种题型,支持重复考试,并能限制考试时间。教师可以根据学生不同的进度及表现,对学生作出正确评估并进行教学引导。表1列出无机化学网络课程借助于WebCT管理平台所具有的功能及应用。表1无机化学网络课程功能设置及应用栏目设置功能课程公告发布和维护课程的公告信息。定义学生属性学生的所有属性都由教师指定。资源管理教师可以将课程所需的资源上载到自己的管理目录中,教师可以对文件或目录进行编辑和修改。课件浏览可在线浏览课程的流媒体课件、多种Web课件等。电子教案课程教师能对电子教案进行创建、更新、上载和发布。教学参考课程简介、教师简介、教学计划、考试大纲、参考书籍等的维护和上载。学习资料资料、论文、网站、参考文献等学习资料的维护和上载。课件制作和发布教师可以对上载的数据资源进行二次创作,使其成为标准课程供学生学习。教师可以根据需要,随时添加课程中的讨论、测试等功能模块。内容选择性发布教师制作的学习课件必须能根据学生的学习进度随时调节,做到个性化教学。如根据日期,或者根据教师规定条件自动调节学习进度。作业状况教师可以在线布置作业,批改作业,给出评语和分数。查看课程作业布置和完成情况列表,根据作业序号详细查看每个学生的完成情况。答疑功能教师可以查看和维护课程的答疑记录,并对新问题给予解答。追踪页面教师可以追踪课程中的所有学习单元的被访问情况,从而决定教材的重新编辑和取舍。课程讨论课程教师可以创建、维护课程的BBS讨论区。设置测试系统提供多种类型的题库编辑,如:选择题,问答题,计算题,文字题,匹配题。课程聊天室进入课程的聊天室,进行实时交流。(下转第41页)73(5)箭头所示方向上的振动,这是两个H的对称伸缩振动；点击#6行,可以得到如图4(6)箭头所示方向上的振动,这是两个H原子的不对称伸缩振动。每一种振动的振动频率等数据都可以从图4(7)中读出。在甲醛的所有振动模式中,基本概括了所有红外振动模式,可见利用GaussView的这种功能,可以很容易地得到准确的红外振动模式,并以形象的动画形式表现出来；可以通过调整参数,改变振动的振幅大小。如果点击图4(7)窗口中的Stop按钮,整个振动就可以停下来；点击spectrum按钮,可以生成甲醛分子的红外光谱图。通过这样的课堂演示,将枯燥的化学知识变得生动活泼起来,增强了趣味性,可以提高学生的学习积极性。5总结GaussView软件在有机化学多媒体教学中的应用远不止这几种,例如还可以利用GaussViewNMR的一些显示,在讲述NMR谱时使用。当学习有机化学反应机理时,利用Gaussian程序做IRC计算,可以得到整个反应过程,再利用GaussView显示整个反应的动态过程；从反应物到过渡态到产物,每一个反应过程中的分子构型都可以清楚地展示出来；而且很多复杂的化学分子的立体图形都可以通过GaussView来制作。这些对于学生理解化学知识是很有帮助的。教师可以在实际应用中更多地去发现其中的妙用,这对于促进整个有机化学的教学是大有裨益的。参考文献1吕以仙,陆阳.有机化学.第6版.北京:人民卫生出版社,20052胡宏纹.有机化学.第3版.北京:高等教育出版社,1996(上接第37页)应用网络课程教学后,教师依然是教学活动的组织者和引导者,教师的讲解是课堂教学的核心。讲解是教师为达到教学目的,根据不同情况进行的创造性智能劳动,具有灵活性和针对性,是教师对本课程教学内容掌握程度的综合体现,凝结着教师的学识和智慧,这是计算机无法替代的。提高教学质量是教育工作的重点。信息技术为课堂教学带来了生机,为教师提高教学质量提供了新的途径,并为学生提供