“互联网+”视域下水分析化学课程改革与探索

卜令君，周石庆，施 周

(湖南大学土木工程学院，湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室，湖南 长沙 410082)

2015年7月4日，国务院发布《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，提到：在全球新一轮科技革命和产业变革中，互联网与各领域的融合发展具有广阔前景和无限潜力，已成为不可阻挡的时代潮流，正对各国经济社会发展产生着战略性和全局性的影响。积极发挥我国互联网已经形成的比较优势，把握机遇，增强信心，加快推进“互联网+”发展，有利于重塑创新体系、激发创新活力、培育新兴业态和创新公共服务模式，对打造大众创业、万众创新和增加公共产品、公共服务“双引擎”，主动适应和引领经济发展新常态，形成经济发展新动能，实现中国经济提质增效升级具有重要意义。目前，高校中依托“互联网+”的新型教学模式层出不穷，且教育被普遍认为是下一个很有可能被互联网颠覆的领域[1]。

《意见》所提的重点行动中“互联网+”绿色生态与给排水科学与工程专业息息相关。水分析化学是给排水科学与工程专业本科生必修的专业核心课程，与分析化学不同，重点突出对水质的分析[2]，主要学习滴定法、电化学分析法、吸收光谱法、色谱法、原子光谱法的原理及其应用[3]，旨在培养学生解决实际问题的能力及实验操作能力，并为后续水质工程学、高等水化学、环境化学等专业核心课程及研究生课程打下必要的科学基础。然而，水分析化学与给排水科学与工程的其他专业核心课相比，具有理论知识难、分析方法多、操作技能杂等特点，导致传统的“知识灌输”式的教学方法效果不佳。此外，在“新工科”及“智能建造”等背景下，传统的水分析化学教学也无法适应“互联网+”视域下的高素质复合型新工科人才培养。因此如何依托“互联网+”改进水分析化学的教学方式，从而提高学生应用水分析化学相关知识解决实际问题的能力，是现阶段高校给排水专业教师所共同面对的问题。故笔者从慕课、微课、虚拟仿真等角度尝试对水分析化学教学方法进行改革和探索。

1 “互联网+”在水分析化学课程中的应用

1.1 水分析化学慕课课程建设及雨课堂的使用

慕课是一种主讲教师负责的，通过互联网支持大规模人群参与的，以讲课视频、作业练习、论坛活动、通告邮件、测验考试等要素交织的教学过程。雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的智慧教学工具，将PPT、慕课、手机微信融为一体，预示着我国高校教学信息化进入新的阶段[4]。以湖南大学给排水科学与工程专业为例，在2019年新修订的培养方案中，由于各模块课程学时学分的调整，水分析化学课程由2015版的3学分(48学时)调整为2学分(32学时)，课堂授课时间减少了1/3。而慕课及雨课堂作为网上教学资源，具有共享性，不受时间和空间的限制[5]，也不受学时学分的制约，因此，除了远程教学和在线教学之外，水分析化学慕课的建设及雨课堂的使用还可以作为课前预习和课后巩固课程供本校在修水分析化学课程的学生进行混合式教学使用。学生可通过学校提供的平台自行安排学习时间，使用部分慕课内容取代传统课堂授课，有效解决了水分析化学课程学时学分减少带来的知识体系框架不完整的问题。同时，学生还可以针对课程中的重、难点反复观看慕课视频，加深巩固对相关知识点的掌握程度，无需授课教师进行重复性的讲解，大幅提高教师的授课效率。此外，水分析化学慕课课程的建设及雨课堂的使用也为重修、及其他相关专业学生的学习提供了加大便利，解决了这类学生因课程时间冲突引起的问题，可以让学生更加合理的安排自己的学习时间。水分析化学慕课课程建设及雨课堂的使用可以做到让水分析化学课程人人可学、处处可学、时时可学。

1.2 教学过程中采用微课等新型授课形式

1.3 虚拟仿真技术在水分析化学实验中的应用

继多媒体、网络技术等新技术在高校教学中的应用之后，虚拟仿真技术在近些年也随之成为高教领域，尤其是实验教学领域的热点，虚拟仿真实验教学已被教育部列为重点建设工作之一。

水分析化学课程是给排水科学与工程专业核心课中设置实验课时最多的课程，其中包括碱度的测定、硬度的测定、二氧化氯和氯的连续碘量法测定等23个课堂实验及液相色谱、原子吸收光谱等多个大型精密分析仪器的原理介绍。现阶段由于仪器设备数量不足且本科生人数较多，多数高校本科生只能进行滴定实验的操作，无法进行其他复杂实验及大型精密仪器上机操作。北京大学化学与分子工程学院教师曾基于LabVIEW平台开发了分光光度法和电位滴定法两个分析化学虚拟实验项目[6]，取得了较好的效果。故虚拟仿真技术在水分析化学实验中的应用亟需开发。

虚拟仿真技术在水分析化学实验课程中的应用可为学生开创全新的学习环境，不再受时间、空间及教学条件的制约，一方面有效节省了仪器设备的购置、维护、消耗、废弃物处理费用，从而可降低教育成本；另一方面虚拟仿真实验解决了水分析化学实验危险性的问题。此外，虚拟仿真技术在实验课程中的应用也可以显著加深学生对理论课程知识的理解。

2 结 语

“互联网+”正在推动着我国高等教育的重大变革，也带来了一系列新的机遇与挑战。本文基于“互联网+”视域下，结合给排水科学与工程学科特点和专业培养目标，从慕课、雨课堂、微课、虚拟仿真技术等角度对水分析化学课程教学进行改革实践探索，不断丰富教学资源和教学形式。以期提高水分析化学的教学效果，达到为社会主义给排水事业培养合格建造者和可靠接班人的最终目的。