网络环境下大型仪器设备培训数字化资源建设浅谈

刘艳 李帅 周毓麟 孟威 孟令军 逯家辉 任晓冬

摘要：教育信息基础设施体系的建设丰富了数字教育资源。吉林大学国家级生物实验教学示范中心依托现有平台，不断加强网络教学建设，着力开发大型仪器设备培训数字化资源。本文以多功能酶标仪数字化资源建设为例，介绍了网络实验建设的方法及意义，在应用中扩大了受益学生范围，培养学生自主学习、合作学习、研究性学习，并積极探索与企业共建合作育人模式，更好地服务社会。

关键词：网络教学；数字化资源；大型仪器设备

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0007-02

随着我国教育信息基础设施体系的建设，城市和经济发达地区的各级各类学校已经不同程度地建成校园网，并以多种方式接入互联网，为拓展教学空间提供了硬件保障[1]。近年来，数字教育资源不断丰富，扩大了优质教育资源辐射面，为开展启发式、讨论式、参与式教学，提供了软件支持[2]。为了加快网络教学模式发展，推进在线开放课程和开放平台建设，吉林大学国家级生物实验教学示范中心（以下简称中心）依托现有平台，开展大型仪器设备培训数字化资源建设，经过几年来的应用与完善，取得了较好的教学效果。

一、现行大型仪器设备培训存在的问题

大型仪器设备的配备是衡量一所高等学校综合实力的重要因素[3]。但针对本科生的大型仪器设备培训中，却存在诸多不足，例如，因仪器贵重，禁止学生使用仪器，而仅仅给学生看图片、讲原理；即便是在仪器旁讲解，也因学生人数多，授课时间短，只流于大体介绍而已，学生无从掌握仪器设备的使用技术；也有部分高校虽然注重了仪器设备的讲解，但因仪器设备的耗材价格昂贵，不允许本科生使用，导致以本科教学经费购置的仪器设备仅用于科研，不能用于教学的现象发生；还有部分高校在教学过程中，考虑到本科生对大型仪器设备操作不熟练，易造成仪器损坏，因而设置专业教师或实验技术人员进行操作，学生仅仅是旁观，不能动手操作仪器。因为上述问题的存在，大型仪器设备的培训未达到实践教学的目的，也未尽到人才培养的责任。

二、设计符合学生认知规律的仪器设备培训模式

教育，是以知识、技能为工具教会他人思考和实践的过程。设计符合学生认知规律的教学模式尤为重要，网络教学模式的设计突出了以教师为主导，以学生为主体的特点。在大型仪器设备培训数字化建设项目中，将培训课程设置为资源展示、题库、自测、模拟操作、实验结果在线分析等几部分。在资源展示部分将仪器操作录制成视频详细展示，配有操作步骤演示文稿，并依据仪器应用设置资源拓展等部分；题库部分是将仪器设备操作相关的习题以不同形式展示，并配有参考答案，加深学生的理解；自测部分将学生容易出错的内容进行考核，强化其实际操作的正确性；学生实验后可将实验结果直接提交到网上，进行在线结果分析。教师对实验数据、分析结果进行点评，同时根据仪器使用的特点开展学生互评、实验讨论等。通过以上形式，可提高学生实验兴趣，调动学生实验的积极性、主动性，培养学生自主学习、合作学习和研究性学习能力。

三、数字化资源建设的方法

1.培训视频的制作。（1）制作原则。大型仪器设备培训的数字化建设不单单是对仪器操作全过程的展示，还要明确知识点、突出重点难点、丰富培训内容、展现手段生动[4]。首先，明确学生需要掌握的技术要点，如多功能酶标仪可进行荧光、吸收光等多种检测，根据检测方式的不同，可分为不同操作模块进行制作，主题明确简洁，每部分视频时间控制在5～10分钟为宜，保证学生在学习过程中能够精力集中；其次，在制作过程中，需要除去所有可能干扰学生学习、分散注意力的非实验物品，避免与实验无关的事物对学生造成误导；此外，在制作中还需要以多种方式进行展现，根据学科特点也可进行双语字幕滚动播放。（2）摄录制作。大型仪器设备培训的摄录可使用手机、数码相机、DV等摄像设备录制，也可使用录屏软件录制音频或视频，录屏软件有Camtasia Studio、Screen2swf、屏幕专家等。录制时要求环境光线充足、安静，实验操作者需着洁净实验服，根据实验要求可佩带手套、帽子、口罩及防护镜等相关实验备品，不可佩带耳环、项链、戒指等装饰物。声音和画面要求同步，无交流声或其他杂音等缺陷，画面清晰生动，无明显失真或放音过冲、过弱。伴音清晰、饱满、圆润，无失真，无噪声杂音干扰、无音量飘忽、无解说声与现场声、背景音乐失调等现象。（3）制作要求。视频压缩采用H.264（MPEG-4 Part10：profile=main，level=3.0）编码方式，码流率256 kbps以上，帧率≥25 fps，分辨率≥720×576（4：3）或1024×576（16：9），音频信噪比≥48 dB。字幕要使用符合国家标准的规范字，不出现繁体字、异体字（国家规定的除外）、错别字；字幕的字体、大小、颜色、位置、出入屏方式、停留时间等需要与画面、解说词、配乐等其他要素配合适当，确保整体和谐。如需添加动画，要求动画色彩造型和谐，帧与帧之间有较强的关联性，播放流畅，静止画面时间不超过5秒钟，采用GIF、SWF（≥Flash6.0）或SVG存储格式，但与实验无关、不必要的动画效果均需删除。合成视频需要有片头片尾，显示标题、作者、单位等信息。

2.其他素材的制作。（1）文本的制作。文本包含使用操作步骤、注意事项、操作技巧、试题等，制作成DOC或DOCX格式。其中试题可分为习题、作业和自测题，自测题以选择题、判断题等客观题为主，便于学生自测，所有试题提供答案。（2）演示文稿的制作。演示文稿采用PPT或PPTX格式，不要使用PPS格式；避免内嵌音频、视频或动画。每页版面的字数不宜太多。正文字号不小于24磅字，使用Windows系统默认字体，不要使用仿宋、细圆等过细字体，不使用特殊字体。尽量避免不必要的组合，尽可能少用宏命令，播放时不要出现宏命令脚本提示。（3）图形、图像的制作。彩色图像颜色数不低于真彩（24位色），灰度图像的灰度级不低于256级。屏幕分辨率不低于1024×768时，扫描图像的扫描分辨率不低于72dpi。采用常见存储格式，如GIF、PNG、JPG等。

四、数字化资源建设的意义

1.自主式学习，实现个性化教学。学生通过电脑、手机、ipad等移动通讯终端进行互联网学习，自主把握学习的地点、时间和节奏，以自由放松的心情，享受学习的乐趣，在学习中发现问题并提出解决问题的方法。如将多功能酶标仪使用操作录制为视频，通过吉林大学课程中心、吉林省高校课程共享联盟网、高等教育出版社云课程平台等多个平台在线运行，使学生可随时随地进行学习，实现了个性化教学。改变了以往培训时，由于教学进度的限制，难以顾及到每位学生的不同特点，通过网上培训、真机操作、在线结果分析讨论，弥补传统教学的不足。

2.多元化考核，推进混合式教学。（1）设置阶段性考核问题。根据教学知识点的难易程度，大型仪器设备网上培训由浅入深，分为相互关联的几个阶段。学生观看部分视频后会弹出与所学知识相关的问题，对已学习知识进行提问，学生可选择性回答，正确回答一定比例的问题后方可继续学习。这种阶段性考核问题，类似于游戏中的过关，不仅增加了学生的学习兴趣，而且培养了学生的攻坚意志。（2）开展线上线下教学互动。教师设置讨论题目，引导学生就某一主题展开讨论，促进学生合作式学习、研究性学习。教师通过在线答疑、课堂讨论等线上线下教学活动的设计和配合，了解学生学习动态，就共性和个性问题进行指导。通过ICC平台统计学生学习活动和评价，依据统计数据调整教学重点和难点。

3.资源共享，探索校企合作育人。学生使用手机、电脑、ipad等移动通讯终端，利用高等教育出版社云课程等多个互联网平台进行无界限学习，实现校际共享、校际互动，扩大受益学生数量，为兄弟院校人才培养起到良好的示范作用，如参加省级大学生生物实验技能大赛的选手，可通过互联网随时学习仪器使用方法，做好参赛准备。大型仪器设备应用学科较多，如多功能酶标仪涉及医药、食品、环境等诸多学科，通过公开共享网站，可向相关专业、行业辐射，加强与企业的资源共享，培养适合企业、科研院所需求的科研、生产和管理人才，探索校企合作育人模式，促进大学生创新创业能力的培养[5]。

五、结语

加快推进教育信息化还面临诸多的困难和挑战，数字教育资源共建共享的有效机制尚未形成，优质教育资源尤其匮乏[6]。网络实验建设对于推进教育信息化、促进教育变革意义重大。让我們携手共建数字化资源，推进教育信息化进程。

参考文献：

[1]教育部.教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见.教高[2015]3号[Z].2015-04-13.

[2]国务院.国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见.国办发〔2015〕36号[Z].2015-05-04.

[3]简利茹.关于高校开设大型仪器培训课程的思考[J].高校实验室工作研究，2014，（4）：88-89.

[4]陈晓菲.翻转课堂教学模式的研究[D].武汉：华中师范大学，2014.

[5]滕利荣，孟庆繁，王贞佐，等.构建高校与社会协同实践育人新模式[J].中国大学教学，2012，（7）：74-75.

[6]教育部.教育信息化十年发展规划（2011—2020年）.教技[2012]5号[Z].2012-03-13.