陳令成+趙忠奎

摘要：討論了微課在化學(xué)化工實驗課教學(xué)方面的應(yīng)用，分析了將其用于現(xiàn)有教學(xué)模式改革的必要性和可行性。微課的輔助有效利用，實現(xiàn)實驗課教學(xué)模式改革，利于化學(xué)化工學(xué)科大學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本實驗技能的掌握，從而利于創(chuàng)新能力的提升。

關(guān)鍵詞：微課；化學(xué)化工實驗課；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0270-03

一、引言

微課是指教師在教育教學(xué)過程中圍繞某個知識點或技能，如某個化學(xué)實驗操作技能等單一教學(xué)任務(wù)，進行的一種嶄新教學(xué)模式。相對傳統(tǒng)教學(xué)方式，微課具有可控靈活、較易掌握、高效、便利等優(yōu)勢，對激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和主動性至關(guān)重要。隨著“可汗學(xué)院”在全球迅速走紅，“微課”目前已成為我國教育界熱議的一個話題。但是，其還是一個新興教學(xué)模式，無論是其應(yīng)用的廣度、深度，還是具體微課設(shè)計，還有很多問題亟待解決[1-4]。2015年，教育部全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心舉辦了第二屆全國高校微課教學(xué)比賽，掀起了又一波全國高校微課建設(shè)熱潮[5]。參加微課制作教師越來越多，很多網(wǎng)絡(luò)平臺上微課數(shù)量也在迅速地增長。微課廣泛傳播，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師自我提高提供了豐富學(xué)習(xí)材料，使得移動學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)成為一種常態(tài)的學(xué)習(xí)方式。本文根據(jù)化學(xué)實驗教學(xué)特點，來討論微課對大學(xué)化學(xué)化工實驗教學(xué)改革的作用。

二、文獻綜述

早在1960年，美國阿依華大學(xué)附屬學(xué)校首次推出了“微型課程形式”的教學(xué)。一個微型課程一般只有一兩個課時，而不會像一門培訓(xùn)課程或者一門學(xué)科課程那樣持續(xù)數(shù)周或一個學(xué)期[6]。到了1993年，美國北愛荷華大學(xué)化學(xué)系教授LeRoy A.McGrew先生在有機化學(xué)教學(xué)中就提出了60秒的微課程教學(xué)概念，并且成功將其應(yīng)用到了向非專業(yè)學(xué)生和民眾中普及有機化學(xué)常識的方面[7]。2008年，美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級教學(xué)設(shè)計師David Penrose[8]正式提出了“微課程”（Microlecture）這個概念。在我國，2011年胡鐵生[9]首先提出微課程概念，“微課程是指按照新課程標準及教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映了教師在課堂教學(xué)過程中針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動的各種教學(xué)資源的有機組合?！蔽⒄n，作為一種新興課程形式，其突出優(yōu)點是“短（學(xué)習(xí)時間短）、平（容易被接受）、快（學(xué)習(xí)見效快）”，符合現(xiàn)代學(xué)生學(xué)習(xí)特點。但是，也存在其不足之處——碎片化、不系統(tǒng)、不適合長期學(xué)校教學(xué)。但是，它完全適合作為教學(xué)輔助、鏈接。因此，將微課用于大學(xué)化學(xué)化工實驗課教學(xué)，可充分發(fā)揮微課作用，將其功能最大化。微課在不同領(lǐng)域有著不同定義。調(diào)查結(jié)果顯示，在500名本科學(xué)生中，100%的學(xué)生每天都有上網(wǎng)行為；91%的學(xué)生喜歡從網(wǎng)絡(luò)上獲取知識；69%的學(xué)生看過微課程。因此，在移動設(shè)備迅猛發(fā)展的今天，怎么實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、興趣攝取，單單依靠教師的課堂學(xué)習(xí)已經(jīng)逐漸不能完全滿足個人學(xué)習(xí)的需要，未來創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)也不僅僅局限于紙質(zhì)的學(xué)習(xí)材料，基于移動終端的移動學(xué)習(xí)必將得到長足發(fā)展。

三、微課在化學(xué)化工實驗課教學(xué)應(yīng)用的分析

實驗教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生基本知識的運用、動手操作能力、對實驗的觀察和思考等方面起著關(guān)鍵性的作用。目前，大學(xué)化學(xué)理論課的教學(xué)，仍然是以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，同時受制于學(xué)校硬件設(shè)施的限制，教師無法做演示實驗，使化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)脫離了化學(xué)實驗的直觀感知。而關(guān)于實驗課程，許多高校實行的教學(xué)模式是“預(yù)習(xí)報告——實驗指導(dǎo)——總結(jié)報告”這樣的模式。它是基于學(xué)生主動學(xué)習(xí)而設(shè)計的一種較好的教學(xué)模式，但是現(xiàn)在高校學(xué)生主動學(xué)習(xí)意識明顯不足，學(xué)生不會思考，不會將學(xué)習(xí)的理論知識遷移到實驗學(xué)習(xí)中來，預(yù)習(xí)報告和總結(jié)報告更多地變成了通過抄襲而完成的。對化工專業(yè)的本科生進行問卷調(diào)查，其中問卷中開放性問題：你希望你所學(xué)內(nèi)容中添加什么類型的課程？統(tǒng)計學(xué)生的答題情況，學(xué)生給出的共性回答主要有以下幾種：（1）實驗操作技巧類課程；（2）實驗案例與理論相結(jié)合課程；（3）數(shù)據(jù)處理軟件有關(guān)課程；（4）化工前沿、新能源類課程；（5）實驗設(shè)備使用類課程；（6）文獻閱讀、檢索類課程；（7）論文寫作指導(dǎo)類課程。其中實驗案例與理論相結(jié)合課程、實驗操作技巧類課程、實驗設(shè)備使用類課程這三項答案占這七項的64%。因此，微課用于大學(xué)本科化學(xué)化工專業(yè)實驗教學(xué)很有必要。針對上面提到的問題，以改善實驗教學(xué)的效果、提高實驗教學(xué)的質(zhì)量為目標，以微課的引入為突破口，做好理論教學(xué)與實驗教學(xué)的有機結(jié)合，推進化學(xué)化工實驗課教學(xué)改革地深入推進。

四、結(jié)果與討論

1.學(xué)生預(yù)習(xí)狀況分析。若按照傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)模式“預(yù)習(xí)報告—實驗指導(dǎo)—總結(jié)報告”三部曲。其中，預(yù)習(xí)完成效果決定著整個實驗的成敗。因此，要想提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，必須重視預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)生預(yù)習(xí)基本上是先讀教材，然后按照教材要求填寫實驗預(yù)習(xí)報告部分，但是實驗課內(nèi)容的特點是細節(jié)內(nèi)容較多，像實驗原理、實驗基本操作方法、實驗儀器的使用、實驗數(shù)據(jù)的分析、實驗的注意事項等內(nèi)容，如果學(xué)生在實驗前沒有進行認真的了解，而要在實驗課上一并接收，往往會影響實驗的正常進行，進而影響實驗效果。

2.微課引入的優(yōu)勢。將微課引入到化學(xué)化工實驗課教學(xué)中去，有其獨特優(yōu)勢：（1）微課短小精悍?！岸獭敝傅氖俏⒁曨l課程的時間短，一般視頻時長在10分鐘以內(nèi)；“小”指的是微視頻課程的內(nèi)容少，一般一個微視頻課程只包含一個概念或一個知識點，知識結(jié)構(gòu)單一。“精”體現(xiàn)在設(shè)計和制作上的要求精。例如：玻璃器皿的洗滌，可以針對這一項操作，設(shè)計及制作微視頻課程，可以把這項基本操作技能采用錄像或者用電腦動畫設(shè)計等直觀的形式加以演示。短小精悍的特點，使得學(xué)生可以充分利用碎片化的時間進行學(xué)習(xí)。（2）微課可以反復(fù)播放，降低實驗成本。有關(guān)實驗演示的微課，可以讓學(xué)生反復(fù)觀看，進而可以節(jié)約相應(yīng)的實驗成本。微課具有網(wǎng)絡(luò)傳送的快捷、重復(fù)利用等特點，使用起來非常方便，每個學(xué)生可以根據(jù)自己的個人情況選擇相應(yīng)的微課進行重復(fù)學(xué)習(xí)。（3）微課目標明確。微課是為了清晰地講解某個概念或某一知識點，或為實現(xiàn)某一教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的教學(xué)活動?；顒?、資源及內(nèi)容設(shè)計上指向清晰，方向明確。由于學(xué)生基本上是人手一部智能手機，如果把化學(xué)實驗中的一些知識點通過視頻、PPT等形式做成微課，通過網(wǎng)絡(luò)平臺分享給學(xué)生，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)，這樣不但能夠?qū)W(xué)生的預(yù)習(xí)起到幫助作用，并且在實驗課后能夠更好鞏固、強化實驗內(nèi)容，更好地幫助學(xué)生掌握實驗的技巧。

3.微視頻課程引入后，實驗課教學(xué)模式的改革。引入微視頻課程，傳統(tǒng)實驗教學(xué)首先發(fā)生變化的是“預(yù)習(xí)報告”部分。與以往枯燥閱讀實驗步驟不同，教師提前發(fā)給學(xué)生一段有關(guān)本節(jié)實驗教學(xué)的微課，微課來源可以為教師自己制作，也可以網(wǎng)上下載，學(xué)生通過學(xué)習(xí)微課，對實驗內(nèi)容有直觀認識，實驗步驟有初步了解。例如，在大量實驗研究工作中經(jīng)常會遇到一些特殊的化合物，對空氣中的水氧敏感，必須使用特殊的儀器和無水無氧操作技術(shù)。否則，即使合成路線和反應(yīng)條件都是合適的，最終是失敗。所以，無水無氧操作技術(shù)已是化學(xué)化工實驗中被視為必須熟練掌握的一項實驗操作技能。下面我們以無水無氧操作實驗中的雙排管高真空線操作操作為例，簡要介紹微課的引入對本實驗課的改進。（1）學(xué)生的預(yù)習(xí)內(nèi)容包括：明確無水無氧實驗的特點、實驗的注意事項、雙排管操作的實驗原理、雙排管實驗的操作步驟等。（2）學(xué)生應(yīng)有的能力基礎(chǔ)：儀器的清洗、干燥；儀器的裝配；加熱和冷卻等能力。（3）本實驗的主要內(nèi)容應(yīng)包括：儀器、藥品、溶劑的無水無氧處理、惰性氣體的凈化、反應(yīng)裝置和雙排管的安裝、加料、實驗過程及結(jié)束時對儀器的維護等內(nèi)容。（4）本實驗的重點及難點：掌握雙排管工作的原理、對氧氣及水的處理過程（即：雙排管操作的實驗步驟）及注射器針管技術(shù)。這部分也將是微課真正發(fā)揮其功效最顯著的地方，因為原有的書本的預(yù)習(xí)知識都是靜態(tài)的說明和演示，有一些術(shù)語及實驗操作學(xué)生很難去想象，所以學(xué)生很難掌握實驗的細節(jié)，大多數(shù)學(xué)生都會很迷惑，甚至認為此技能很難熟練掌握，難免從思想上對實驗有了一些抵觸，于是，做實驗的時候很難進入角色。如果有微課的演示，更加直觀，更能引起學(xué)生的興趣，達到重點難點的輕松突破。

由于本節(jié)實驗內(nèi)容多，若按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生簡單地閱讀實驗教材，填寫預(yù)習(xí)報告，然后根據(jù)教師的演示和講解進行實驗操作，往往不能達到良好的實驗效果。針對本實驗的特點，可以設(shè)計制作相應(yīng)的微課，將微課提前發(fā)給學(xué)生，學(xué)生進行充分的預(yù)習(xí)。這樣，在實驗過程中才能很好地抓住實驗的關(guān)鍵，進而取得良好的實驗效果。本次實驗涉及的微課包含以下幾個方面：（1）預(yù)習(xí)類：①本實驗所用的玻璃儀器、裝置及其清洗與干燥等；②初識無水無氧操作實驗原理及操作；③怎樣寫實驗報告。（2）實驗過程類：①儀器/藥品/儀器的無水無氧處理；②惰性氣體的凈化；③雙排管的安裝；④注射器針管技術(shù)；⑤儀器的操作及維護等。（3）微課包含的知識點：①無水無氧實驗操作所能應(yīng)用到有機合成實例及重要性（通過ppt制作而成的微視頻）；②無水無氧操作的原理（通過ppt制作而成的微視頻）；③儀器的清洗及干燥（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；④雙排管的搭建及安裝（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；⑤雙排管操作實驗或溶劑中的去除無水無氧過程（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；⑥注射器針管技術(shù)（視頻錄制、操作和講解制作而成微視頻）。

因此，實驗教學(xué)可這樣設(shè)計：

第一步：布置預(yù)習(xí)任務(wù)，觀看指定的微課知識點，完成預(yù)習(xí)報告。

第二步：根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)報告的情況，分析學(xué)生對實驗的認識程度，對預(yù)習(xí)情況不好的學(xué)生，進一步要求觀看相應(yīng)的微課。

第三步：實驗課程講授，在講授過程中進行演示實驗與微課相結(jié)合的形式，尤其是操作困難的步驟，可以讓學(xué)生多次重復(fù)觀看相應(yīng)的微課內(nèi)容。

第四步，學(xué)生自己動手操作。

第五步，學(xué)生寫實驗報告，對于難點部分，學(xué)生可以通過回顧微課內(nèi)容，來完成實驗報告。

我國發(fā)展要實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動模式，具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能人才的培養(yǎng)的重要性不言而喻?；瘜W(xué)化工是實驗學(xué)科，化學(xué)化工實驗在學(xué)生能力培養(yǎng)中的作用至關(guān)重要。而常規(guī)實驗課程，尤其是有機化學(xué)實驗課程，實驗耗時長并顯枯燥。對大學(xué)化學(xué)化工實驗教學(xué)方法和模式的改革，符合當(dāng)今化學(xué)化工創(chuàng)新人才培養(yǎng)和化學(xué)學(xué)科發(fā)展的需要。因此，要提高化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量，必須綜合運用各種教學(xué)方法和教學(xué)手段，積極探索和改進新的教學(xué)內(nèi)容和方式，才能合格地完成實驗教學(xué)任務(wù)?！拔⒄n程”在實驗教學(xué)中的應(yīng)用是一種良好的輔助教學(xué)手段和方式，一定會在大學(xué)化學(xué)化工實驗教學(xué)的改進和對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方面起到積極的助推作用。

參考文獻：

[1]涂俊英，吳先飛.高校微課的應(yīng)用現(xiàn)狀分析及對策研究[J].高教學(xué)刊，2016，（19）：52-53.

[2]于淑娟.學(xué)校微課建設(shè)的問題與反思[J].教學(xué)與管理，2015，（7）：32-35.

[3]方君，唐睿.高校微課教學(xué)設(shè)計策略研究[J].無線互聯(lián)科技，2016，（14）：90-91.

[4]胡世清，文春龍.我國微課研究現(xiàn)狀及趨勢分析[J].中國遠程教育，2016，（8）：46-53.

[5]中國微課[EB/OL]..

[6]楊長秀，王春花，龔蕊.微型課程相關(guān)概念界定[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2014，（1）：41.

[7]LeRoy A.McGrew.A 60-second course in organic chemistry[J].The Journal of Chemical Education，1993，70 （7）：543-644.

[8]Wikipedia-Microlecture[EB/OL]..

[9]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究，2011，（10）：61-65.

Studies in the Role of Microlecture in the Teaching of Chemistry and Chemical Engineering Experimental Course in Universities

CHEN Ling-cheng，ZHAO Zhong-kui*

（State Key Laboratory of Fine Chemicals，F(xiàn)aculty of Chemical，Environmental and Biological Science and Technology，Dalian University of Technology，Dalian，Liaoning 116024，China）

Abstract：The utilization of microlecture in teaching experimental courses is discussed，and especially the necessity and feasibility of its applications in the reforming of current teaching mode for chemistry and chemical engineering experimental courses is analyzed. The auxiliary effective utilization of the microlecture，will facilitatethe realization of the innovation of the teaching mode of the chemistry and chemical engineering experimental courses，which favors the university students to master the basic knowledge and experimental skills，and thus promotes the capability in innovation.

Key words：microlecture；chemistry and chemical engineering experimental course；innovation of the teaching mode