郭 禎，王韶旭，李 剛

(大連交通大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，大連 遼寧 116028)

遼寧省精品資源共享課《工程化學(xué)》是在省精品課程《大學(xué)化學(xué)》基礎(chǔ)上建設(shè)并發(fā)展，是我校非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。課程的出發(fā)點(diǎn)在于在工科大學(xué)生的頭腦中樹立一種概念和意識，在遇到工程技術(shù)中的實(shí)際問題時(shí)從化學(xué)的角度去試求解決，可能會(huì)出現(xiàn)柳暗花明的結(jié)果。它簡明地闡述了化學(xué)學(xué)科的一般原理，將化學(xué)基礎(chǔ)知識與工程技術(shù)實(shí)際相結(jié)合，是當(dāng)代大學(xué)生工程技術(shù)類專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的一部分，是培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代工程技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分，在化學(xué)和工程之間起著重要橋梁作用。

本課程采用模塊化教學(xué)模式，其基本原則按照工程教育認(rèn)證要求及學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)搭建教學(xué)模塊，將教學(xué)模塊分為必選模塊、限選模塊及創(chuàng)新實(shí)踐模塊。通過理論模塊的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工程化學(xué)的基本原理和基礎(chǔ)知識，使學(xué)生掌握對工程化學(xué)問題進(jìn)行理論分析和計(jì)算的能力，使學(xué)生在科學(xué)思維能力上得到良好訓(xùn)練和培養(yǎng)，使學(xué)生具備解決各類工程問題所需的化學(xué)知識及其應(yīng)用能力；通過工程素養(yǎng)模塊和限選模塊的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解化學(xué)在工程實(shí)踐和社會(huì)生活等領(lǐng)域中的作用，如環(huán)境問題、可持續(xù)性發(fā)展問題及安全問題等，使學(xué)生在各自專業(yè)領(lǐng)域自覺滲透可持續(xù)發(fā)展的理念，以期培養(yǎng)其高度的人類環(huán)境憂患意識和環(huán)境保護(hù)責(zé)任感；通過實(shí)踐模塊學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法、團(tuán)隊(duì)合作的精神和創(chuàng)新意識。

由于《工程化學(xué)》課程體系內(nèi)容豐富、知識面廣、進(jìn)度快，專業(yè)術(shù)語抽象難懂，而授課對象是大學(xué)一年級新生，有些同學(xué)不能很快適應(yīng)大學(xué)生活，跟不上老師講課節(jié)奏，存在學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)、學(xué)習(xí)效果差的現(xiàn)象。針對工程化學(xué)教學(xué)中存在的問題，我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)以能力培養(yǎng)為軸心，以教學(xué)資源為平臺(tái)，動(dòng)用所有教學(xué)要素，立體化、全方位地融教學(xué)與學(xué)習(xí)為一體，關(guān)注應(yīng)用與創(chuàng)新的教學(xué)體系。

近年來，以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)的微課教學(xué)模式，以其結(jié)構(gòu)獨(dú)特、內(nèi)容短小、主題鮮明、資源豐富等特點(diǎn)，提高了課程資源的實(shí)用性與再生性，可滿足碎片化時(shí)間下學(xué)習(xí)，有助于提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力[1-3]。通過構(gòu)建和不斷完善課程系統(tǒng)，將微課教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行融合，充分發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，使課程更加生動(dòng)有趣，為學(xué)生帶來更為豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，從而真正發(fā)揮教師教學(xué)過程的引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控的主導(dǎo)作用。具體來說，將從以下三個(gè)方面構(gòu)建并實(shí)施微課教學(xué)模式，見圖1。

圖1 微課教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)施模型Fig.1 Construction and implementation of micro-lecture teaching model

1 課前構(gòu)建模塊

基于《工程化學(xué)》精品資源共享課的課程資源，我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析與凝練。根據(jù)教學(xué)安排的需要，針對四大必修模塊，分別是化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等，仔細(xì)梳理每一章節(jié)知識模塊的重點(diǎn)與難點(diǎn)，構(gòu)建了以不同類型知識點(diǎn)為單元的教學(xué)資源，將龐雜的理論知識化繁為簡，同時(shí)適當(dāng)拓展延伸。確定微課的教學(xué)目的與內(nèi)容，利用網(wǎng)絡(luò)資源以及Flash軟件制作教學(xué)中需要演示動(dòng)畫，利用Camtasia Studio軟件制作相應(yīng)微課視頻[4]。

例如：對于化學(xué)熱力學(xué)部分，吉布斯函數(shù)求解由于本身系統(tǒng)性、公式推導(dǎo)邏輯關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，不適合采用模型、動(dòng)畫，在教學(xué)設(shè)計(jì)上采用了公式推導(dǎo)，配合典型例題，講授過期采用啟發(fā)式、對比式、總結(jié)式微課教學(xué)手段，增強(qiáng)了學(xué)生對公式的記憶與理解能力。

而對于電化學(xué)中原電池微課制作，則通過“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”探究如何利用原電池原理解決“水果電池”等實(shí)際問題，提高了化學(xué)的趣味性，引導(dǎo)學(xué)生將抽象的理論知識與生活、實(shí)踐的熱點(diǎn)問題聯(lián)系起來，使他們真正懂得“化學(xué)是一門中心科學(xué)”，從而建立起學(xué)以致用的概念和意識。這次微課效果顯著，分別在2017年、2018年獲得遼寧省教育信息化大賽微課比賽二等獎(jiǎng)和課件三等獎(jiǎng)。這些教學(xué)成果豐富了精品資源共享課的課程資源。

學(xué)生通過課前看微課視頻結(jié)合Flash動(dòng)畫演示提前自主預(yù)習(xí)，對理論教學(xué)中晦澀難懂的相關(guān)概念、反應(yīng)過程及原理，抽象概念形象化，具有直觀性、表現(xiàn)力和感染力，有利于學(xué)生對重點(diǎn)與難點(diǎn)的理解和掌握，激發(fā)學(xué)生積極思維，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，從而達(dá)到滿意的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量[5-6]。

2 課中設(shè)情景討論

在課中體現(xiàn)以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。教師通過安排學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)、移動(dòng)學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)生們通過自我探究、動(dòng)手實(shí)踐、合作交流、提問、總結(jié)和完善學(xué)習(xí)新知識。教師通過創(chuàng)設(shè)情境、分組合作、答疑解惑、跟蹤指導(dǎo)等方式組織教學(xué)。

例如在學(xué)習(xí)完沉淀溶解平衡的理論知識后，有些同學(xué)理解還不夠透徹，經(jīng)過探討和總結(jié)，利用鹵化銀與不同物質(zhì)之間的反應(yīng)設(shè)計(jì)了平衡轉(zhuǎn)化反應(yīng)視頻，結(jié)合顏色的變化、沉淀或氣體的生成，使學(xué)生自己體驗(yàn)平衡轉(zhuǎn)化的條件，從而理解沉淀溶解平衡的內(nèi)涵。

又如在學(xué)習(xí)金屬腐蝕與防腐理論知識前，為促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和加深理解，先播放《泰坦尼克號》影片片段，引出百年后沉船打撈出來已經(jīng)銹跡斑斑，然后再開始介紹金屬腐蝕原理，學(xué)生聽起來饒有趣味，印象深刻。為促進(jìn)學(xué)生情景化、趣味化、交互性的自我學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)師生實(shí)時(shí)互動(dòng)，融入碎片化學(xué)習(xí)的微課、音頻、動(dòng)畫等新媒體內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)過程性評價(jià)和個(gè)性化教學(xué)，提升學(xué)生和教師的信息化素質(zhì)與水平，為教學(xué)注入新的亮點(diǎn)[8]。

3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)手加視頻

工程化學(xué)課程除理論課34學(xué)時(shí)，還有6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課。主要安排水硬度測定、弱酸電離常數(shù)的測定、阿司匹林合成等3個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以教師指導(dǎo)下的學(xué)生獨(dú)立完成的方式進(jìn)行。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過程中，邊觀察、邊思考、邊分析，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度，在積極探索與分工合作中，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅以及學(xué)以致用的樂趣。

受時(shí)間和條件所限，有毒有害、易燃易爆及難于用傳統(tǒng)教具展示的、有一定危險(xiǎn)性的化學(xué)過程無法在課上演示。利用網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)驗(yàn)視頻制成微課，盡量創(chuàng)建真實(shí)的教學(xué)情境，增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和記憶。利用網(wǎng)絡(luò)資源收集、整理基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻集錦，在此實(shí)驗(yàn)視頻集錦里，很多實(shí)驗(yàn)并不是單一的化學(xué)學(xué)科知識，而是綜合物理、生物等科學(xué)知識，這樣的學(xué)科交叉式的化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加生活化，形象化地幫助工科非化工專業(yè)本科生了解與“工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)”相關(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，使學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題，既可全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，又有利于保護(hù)環(huán)境，避免安全事故的發(fā)生[7]。

4 課后評價(jià)反饋

課后評價(jià)與反饋是教師對教學(xué)實(shí)踐的再認(rèn)識，是對自己教學(xué)工作的一種反思和自我監(jiān)督，可以克服教師教學(xué)中的不足，鞏固實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)。教師通過建立QQ群、微信群等網(wǎng)上交互平臺(tái)，發(fā)布教學(xué)資源如多媒體課件、作業(yè)習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、自測題等，學(xué)生發(fā)布自己的學(xué)習(xí)感受與疑問，與老師、同學(xué)相互討論交流，進(jìn)行總結(jié)反思，并可以及時(shí)反饋到教師的下次課備課中，以利于及時(shí)改進(jìn)和實(shí)施針對性教學(xué)。這樣學(xué)生通過復(fù)習(xí)鞏固、同伴互助進(jìn)行提煉總結(jié)，教師通過評價(jià)反饋、教學(xué)反思方式進(jìn)行研討總結(jié)，實(shí)現(xiàn)了生生互動(dòng)、師生互動(dòng)，教學(xué)效果持續(xù)性改進(jìn)，從而達(dá)到教學(xué)相長目的[8]。

5 結(jié) 語

綜上，通過構(gòu)建與完善《工程化學(xué)》微課教學(xué)資源庫，學(xué)生利用手機(jī)、電腦等移動(dòng)多媒體播放設(shè)備隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，利用碎片化時(shí)間預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)效率，在全校非化學(xué)專業(yè)中實(shí)施推廣，反饋良好，取得初步成效。這種微課教學(xué)模式的研究與實(shí)踐對于《工程化學(xué)》教學(xué)發(fā)展具有重要積極意義，對非化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程化學(xué)》課程起到了正向促進(jìn)作用。今后還需在教學(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)資源等方面繼續(xù)探索與實(shí)踐，構(gòu)建集理論教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多層次、多形態(tài)的立體化教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)多層次、全方位、立體化教學(xué)模式。