分析化学数字化精品教学资源的建设与实践

宦双燕　羊小海　吴朝阳　蒋健晖　王玉枝　高　娜　赵敬哲　旷亚非（湖南大学化学化工学院，长沙410082）

分析化学数字化精品教学资源的建设与实践

宦双燕*羊小海吴朝阳蒋健晖王玉枝高娜赵敬哲旷亚非
（湖南大学化学化工学院，长沙410082）

以课程网站为网络平台，以分析化学课堂教学的章节为主线，有效整合湖南大学的师资队伍资源、先进的教学手段和方法、特色教材和多媒体资源，建成分析化学数字化精品教学资源平台，有效推动立体化教学模式改革，促进课程、基地、团队和教材的全面建设。同时探索和解决数字化教学资源的共建、共享和有效利用。

数字化；精品教学资源；立体化；开放式

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2002年，湖南大学分析化学学科成为国家重点学科，“化学生物传感与计量学国家重点实验室”也验收挂牌。如何使优质科研条件成为本科教学的平台，发挥学科优势，探索分析化学教学规律，本着理念先行、模式先导、体系支撑、方法创新“四路并进”的指导方针，实施“传统教学组织+课外拓展”运行机制，建立多维度的国家级教学资源平台，实现平台、科研、教学相长“三融合”，不断提升分析化学的本科教学质量，是我们首要的研究任务。

分析化学的定义和内涵是不断发展变化的，具有信息科学的特征。传统的教学模式已不能完全适应现代化的教学需求，抽象的、层出不穷的仪器原理和分析方法也给教学带来新的挑战。近年来，开放式在线课程（MOOCs，慕课）在全球大规模兴起，并成为教育信息化发展的热点，高校普遍意识到在线开放式教学的重要性。

将现代信息网络技术应用于课程教学［1－3］，构建分析化学数字化精品教学资源平台，推动立体化教学模式改革，探索新的教学方法和手段，解决在线开放课程的共建共享难题，是目前高校教学改革的重点，也是本文探索的主要内容。

1　分析化学数字化精品教学资源建设的支撑条件

湖南大学的分析化学课程在2004年被评为“国家精品课程”，2013年获得国家精品资源共享课立项，并在中国大学精品开放课程网站（爱课程网）边开放边建设。但在数字化教学的过程与实践中，我们也深切体会到，在线开放课程的教学要适应学生学习方式的变化，满足新的教与学需求，必须促进数字化教学的转型升级，大力发展优质数字化教学资源的共建共享，从而提高分析化学课程的教学质量和教学效果。优质的数字化教学资源是提高整体教学水平、实现教学目标的重要保证［4－8］。

湖南大学化学化工学院拥有国家理科（化学）基础科学研究和教学人才培养基地、国家工科（化学）基础课程教学基地和国家级基础化学实验教学示范中心，同时还有“化学生物传感与计量学国家重点实验室”和“分析化学”国家重点学科作为分析化学课程建设的重要依托。分析化学课程教学团队拥有国内一流的师资力量，其中中国科学院院士3人，国家杰出青年科学基金获得者6人，入选教育部新世纪优秀人才支持计划8人，教授17人。由科学出版社出版的《分析化学》教材是湖南大学自编教材，作为本课程的配套教材，2006年被评为国家十一五规划教材。如何利用化工学院提供的软硬件设施，有效地整合一流的师资队伍资源、先进的教学手段、湖大特色教材和多媒体资源，通过精心设计和优化重组建成具有湖南大学特色的开放式立体化分析化学精品教学资源，既是课程建设的重要内容，又是分析化学教学改革和教学质量提高迫切需要解决的关键问题。不论从软硬件设施来看，还是从课程、教材、师资力量、教学平台和基础来看，湖南大学的分析化学课程都具备了建设数字化精品教学资源的条件。

2　分析化学数字化精品教学资源体系需要解决的主要问题

分析化学数字化精品教学资源建设需要解决的关键问题如下：

（1）如何解决教学资源和教学平台缺乏的问题，有效整合目前的教学资源，围绕分析化学的课程教学，对传统教学资源进行数字化改造，整合、重组并创新已有的教学资源，突出湖南大学分析化学的教学特色，体现多种功能，满足多层次的教学需求，构建数字化精品教学资源平台。

（2）如何将分析化学精品教学资源建设与课程建设紧密结合，有效推动教学模式改革，调动学生自主学习的积极性和主动性，构建立体化教学平台，督促学生自主学习，提高分析化学教学水平，促进课程、基地、团队和教材的全面建设。

（3）如何实现开放式的教学资源建设和管理，使精品教学资源能够满足教师、助教和学生的多方需求，解决传统教学资源更新难、内容死板、利用效率低等问题，实现真正开放式的共建与共享。

3　分析化学数字化精品教学资源体系的构建

3.1分析化学数字化精品教学资源平台建设

分析化学数字化精品教学资源的建设是通过对传统教学资源的数字化改造和整合、优化、重组、创新来实现的。资源建设以爱课程网和湖南大学课程网站为网络平台，将教学资源融入到网站的模块中，以章节顺序为主线整合教学资源。内容上紧扣分析化学课程教学内容，从分析质量保证、采样和试样预处理，到化学分析的四大滴定，再到仪器分析的基本原理方法（光、电、色谱、波谱），再拓展到分析化学前沿领域研究。兼顾到各类分析方法在定性、定量、结构和分离分析中的不同应用，进行分类。

教学资源内容组织上保留了湖南大学特色，通过收集整理，形成与分析化学教学相关的文本、图像、动画、视频、音频等多媒体资料，按章节脉络对这些资源进行优化重组，包括教学大纲、教学设计、知识点注释、电子教案、课件、课程录像、前沿讲座、微课、试题库、素材与案例库、动画、互动平台等方面丰富的内容，形成能够满足多功能、多方式、多媒体、多层次需求的教学资源平台。

该教学资源为教师和助教备课、设置课堂学习情境，利用试题库形成课堂相关测验、讨论、习题内容，利用素材案例库拓展课堂知识，引导学生的课外学习和互动提供平台，又为学生的课前预习、课后复习、自学、测试、拓展阅读、前沿知识学习、提问互动等提供空间。该数字化精品资源的建成，能够满足不同层次教师和学生的多种教学需求，受益面广泛。

3.2分析化学教学模式、教学方法和手段的创新

运用建成的分析化学数字化精品教学资源探索“立体化”教学模式改革，打破传统的“教师讲授－学生学习”模式，结合现代信息技术改进教学方法，将素材案例资源融入课堂教学，将科研前沿知识引入课堂和资源库，设计翻转课堂引导学生成为学习的主体，创新教学手段。

立体化教学主要体现在以下几个方面：

（1）教学内容和资源的立体化展示。教师在课堂教学中运用建成的精品教学资源设计自己个性化的教学课件，借助多种媒体手段将复杂的问题（如仪器原理、构造、分析方法等）立体化地展示在学生面前，将精品资源的素材案例与课堂教学内容相结合，通过多感官刺激、多角度的讲解达到对抽象知识的理解吸收。

（2）教学时间和空间的立体化。传统的教学模式受到时空的限制，利用网络平台可以拓展教学的空间和时间，在教师的有效引导下，学生在拓展课堂中扮演主角。网络精品教学资源为预习、课堂知识掌握情况评测、课外作业完成和展示提供了一个平台，提高了学生学习的主动性，成为辅助教学的第二课堂。

（3）实验教学空间的立体化。分析化学是一门实践性很强的学科，课程教学中涉及到实验现象和过程解释，实验课中也涉及到仪器、设备、原理、过程和关键点现象的把握，这些在传统课堂中难以演示的内容，可以通过精品教学资源库进行随时立体化的演示和观看。如化学分析中滴定分析基本操作、样品处理、指示剂变色、滴定过程和终点把握等都可以立体化展示，既演示了实验现象，又可视化地规范了实验操作技巧。再如，仪器分析中的复杂原理，既可以通过现场图片、操作视频和虚拟动画立体化演示，又可以通过虚拟仿真实验巩固和拓展。利用数字化精品教学资源，在复杂仪器原理讲解、实验现象演示、规范实验操作技能、实验难点把握、虚拟仿真实验等方面辅助实验教学，同时引导学生运用精品资源进行实验前预习、实验后对比分析和复习强化，建立立体化的实验教学空间。

（4）“理论基础→实际案例→实验操作→科研前沿”相融合的知识培养体系。在讲解理论知识的基础上，运用教学资源库的实际案例素材展示分析方法的实际应用，启发学生理论联系实际。通过实验教学使学生对实际样品分析有切身体会，再通过化学前沿讲座、科研项目参与等环节进行思维拓展和创新训练，形成立体化的知识培养体系，实现多维度的国家级教学资源平台与科研、教学的三融合。

3.3开放式精品教学资源的共建、共享与可持续发展

分析化学数字化精品教学资源既通过湖南大学课程网站面向校内学生，又通过爱课程网的国家精品资源共享课网站面向全国学生开放，为在线的教师和学生提供了双向交互式的教学平台，因此该教学资源的建设与共享也具有传统教学资源所不具备的开放式特点。开放式精品教学资源的共建和共享主要体现在以下几方面：

（1）分析化学网络教学资源的及时更新。教师和助教将最新发生的实际案例引入到课堂教学中，同时将最近的教学内容相关资料及时更新到相应的网站上，克服传统资源的滞后性。如精品资源共享课网站的资源内容从2014年建成以来，更新率超过40%。

（2）通过互动平台吸引学生学习，丰富教学资源。通过网站开放课堂的互动、答疑解惑、学习笔记等平台让师生共同参与评论、提问、回答、做笔记等，并将课程学习相关的互动内容共享。

（3）教师有针对性地引导，提高资源利用率。网络资源内容庞杂，学生的学习精力有限，教师引导学生有针对性地使用和学习网络资源内容，不仅提高了开放式教学资源的利用率，还提高了学习效率和效果。

（4）师生共同参与，推陈出新，完善资源。只有教师、助教和学生共同参与，才能不断更新内容，删除陈旧资源，改进知识点展示形式，完善新资源，产生教学互动，促使精品资源向满足“教”与“学”的新需求方向发展，实现真正的共建共享和资源有效利用。

（5）科研的持续深入对教学起到支撑作用。湖南大学分析化学学科在化学生物传感与计量学方向具有科研优势，可促进分析化学课程内容的不断更新，推动教学改革深入，为实践教学、科研实训提供项目和素材，加速青年人才队伍成长，保证了数字化精品教学资源的时代性、前沿性、质量水平和可持续发展。

4　分析化学数字化精品教学资源的实践效果

分析化学数字化精品教学资源通过学校课程中心网站和爱课程网面向校内外广大师生免费开放，为教师备课、教学水平提高、共享教学资源、展示个性教学风采提供了有力的平台，也为学生自主学习开辟了高质量的第二课堂，受到广大师生的好评。从学生反馈的信息来看，精品教学资源确实为课堂之外的预习、复习、自学、拓展都提供了重要平台，通过参与评论、提问、资料分享等双向互动，既提高了自主学习的效率和积极性，又能让教学资源向贴近学生需求的方向发展建设。

团队成员在该教学资源建设期间，承担分析化学教学研究课题9项，发表教学研究论文7篇［4-10］，编写出版教材7部，建设分析化学课程网站2个（湖南大学课程中心分析化学网站和爱课程网国家资源共享课网站）。制作课程教学录像148学时，制作前沿讲座录像8学时，制作演示实验录像28学时，制作了分析化学园地。截止2016年7月16日，湖南大学课程中心分析化学网站访问量达253789次；爱课程网分析化学资源共享课网站访问量达30387次（2014年9月建成并开放），受到广大师生的好评。团队成员多次被邀请参加国内教学研究改革会议并作邀请报告［10］，在国内高校的分析化学教学中起到很好的示范和辐射作用。

分析化学精品教学资源的建设有力推动了本校分析化学立体化教学模式改革的进行，该成果为教学改革提供了强有力的资源库支持，使课堂教学方法有章可循，有实例素材可引用，有基础课件可修订使用，有动画视频可观摩引用，有实验现象可展示，有习题库可抽取。促进了分析化学课程教学团队整体教学水平的提高，使课堂教学与网络教学相辅相成，为课程教学和实验教学构建了一个立体化的时空平台，推动教学模式改革的有效进行。《分析化学》、《有机分析》被评为国家“十一五”规划教材，“分析化学”教学团队2008年被评为省级教学团队。项目组成员主编的分析化学系列丛书：《分析技术基础》、《化学分析》、《色谱分析》、《波谱分析》等也相继出版和推广应用。分析化学精品教学资源的建设同时促进了课程、基地、团队和教材的全面建设。

通过长期实践，探索了开放式在线课程的共建共享经验。课程网站为分析化学的精品教学资源提供了一个双向交互式的教学平台，在资源建设过程中，教师、助教的引导和积极投入促进了网络教学资源的及时更新和学生的主动参与，通过评论、答疑、笔记资料分享等方式活跃互动平台，提升了开放式精品教学资源的利用率，提高了学生的学习效率和积极性。依此实现了分析化学在线开放式精品教学资源的共同建设和共享成果，实现了双赢局面。

5　数字化精品教学资源建设展望

分析化学的数字化精品教学资源建设还可以从以下几个方面深化完善：

（1）对现有数字化资源进行深层次的整合，改进内容设计编排，设计智能检索分析模块，方便使用和查询。完善和更新原有的知识点库、教学短视频库、试题与考试系统库和素材案例库，使教学资源能够适应学生学习方式的转变，满足新的教学需求。

（2）制作课程重要知识点及讨论的微视频、多媒体融合资源库，方便教学使用。

（3）将精品教学资源的重要知识点内容整合到湖南大学《分析化学》第4版教材中，利用学生的移动设备，实现教学内容的实时化、立体化传达，促进数字化教学的转型升级，实现更为有效的、大范围的利用和共享。

（4）制作课程实验的立体化讲义，将实验的关键点、仪器构造、规范操作、现象变化等制作成10秒内的图片、微视频等数字资源，整合到实验讲义中，方便教学调用和学生实验预习、比对、复习。

［1］ 陈宪明，苏峻.中国教育信息化，2009，No.13，69.

［2］余胜泉，路秋丽，陈声健.中国大学教学，2005，No.10，50.

［3］ 何克抗.中国大学教学，2005，No.5，43.

［4］王玉枝，旷亚非，宦双燕，郭慢丽，王青.化工高等教育，2010，No.2，75.

［5］王玉枝，罗明辉，江国防，蔡炳新，旷亚非.中国高教论丛，2003，25（2），36.

［6］ 王玉枝.中国教育改革与教学研究，2005，3（3），25.

［7］王玉枝.高等理科教育，2007，教育教学研究专辑，157.

［8］ 王玉枝.化工高等教育，2008，99（1），22.

［9］王玉枝.高等理科教育，2008，教育教学研究专辑，363.

［10］王玉枝，旷亚非，郭栋才，宦双燕，郭慢丽，王青.第10届全国大学化学教学研讨会会议论文，2009.

Construction and Practice of Digital Top-Quality Teaching Resource in Analytical Chemistry

HUAN Shuang-Yan*YANG Xiao-HaiWU Zhao-YangJIANG Jian-Hui WANG Yu-ZhiGAO NaZHAO Jing-ZheKUANG Ya-Fei
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Hunan University，Changsha 410082，P.R.China）

The platform of digital top-quality teaching resource in analytical chemistry has been constructed using the course website as the network platform，which complies with the main line of classroom instruction.The digital teaching resource effectively integrated the faculty resources，advanced teaching methods，characteristic teaching material and multimedia resources in college of chemistry and chemical engineering.The platform improves teaching method by using modern information network technology，promotes the reform of the teaching mode of"stereoscopic teaching"，and ultimately promotes the comprehensive construction of the course，the teaching base，the teaching team and the teaching material.At the same time，the construction of the platform also aims at exploring and solving the problems in construction，sharing and effective use of digital teaching resources.

Digital；Top-quality teaching resource；Stereoscopic teaching；Open-type

O6；G64

10.3866/PKU.DXHX201509029

，Email:syhuan@hnu.edu.cn

2015年湖南省教学改革研究项目；湖南大学理科化学基地-科研训练及科研能力提高项目（J1210040）