無機化學實驗教學的微課設計

王 斌 王曉紅 劉宗瑞 段莉梅 白鎖柱內蒙古民族大學化學化工學院 內蒙古通遼 028000

?

無機化學實驗教學的微課設計

王 斌 王曉紅 劉宗瑞 段莉梅 白鎖柱
內蒙古民族大學化學化工學院 內蒙古通遼 028000

摘 要：微課是在信息化時代和新教學理念下提出的新型教學模式，能夠突破課時、教室的限制，創建自主、開放的教學平臺。針對目前無機化學實驗教學中存在的問題，將微課應用于無機化學實驗教學當中，能夠有效地彌補傳統課堂教學的不足，促進信息化教育發展。

關鍵詞：微課；無機化學實驗；自主性學習；開放式教學

微課的教學理念起源于1993年美國北愛荷華大學的LeRoy A·McGrew教授提出的“A 60-second course in organic chemistry”［1］。廣東佛山的胡鐵生老師首次將這種先進的教學模式引入國內并進行廣泛的推廣［2-3］。微課是按照新課程標準與教學實踐的要求，以視頻為主要載體，圍繞某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學的活動過程，并包含與教學主題相關的教學設計、素材、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔助性教學資源，是一種新型教學資源與平臺［4］。微課具有主題鮮明、目標明確、生動直觀、短小精悍等特點，受到廣大師生的高度認可［5，6］。

無機化學是建立在實驗基礎上的一門學科，操作性強的無機化學實驗教學不僅可以加深學生對無機化學理論知識的理解，提高學生的動手操作技能；同時能夠培養學生創新實驗的設計與嚴謹的科學精神。因此，無機化學實驗是整個教學中的一個重要環節，其主要內容包括基本操作、無機化合物的制備、離子的分離鑒定、常見離子和化合物的性質等。然而，在實驗過程中，由于學生人數多，基礎差異較大，因材施教的教學方法開展較困難；學生預習不充分，對實驗原理及內容不熟悉，導致實驗操作能力差；實驗內容多，演示實驗耗時；缺乏安全實驗設施及大型儀器設備，有毒實驗以及性質研究實驗難以進行等。以上無機化學實驗教學中所存在的問題，導致無機化學實驗未能達到預期的教學效果。

隨著微博、微信等信息產品悄無聲息地滲透到生活當中，人類進入了微時代。無機化學實驗的“教”與“學”也將發生重大的變化，傳統的課本資料已無法滿足學生的視覺要求；傳統的課堂教學模式也不適應教育信息化的發展。目前，微課與物理化學［7］、生物化學［8］、天然產物化學［9］等相結合的教學設計已有報道，并取得良好的教學效果。筆者針對無機化學實驗教學中所存在的問題及自身的實驗教學經驗，將生動形象的微課教學融入無機化學實驗教學中以提高教學的效果。下面將從無機化學實驗教學的現狀分析到微課在無機化學教學中的設計進行展開。

1　無機化學實驗教學的現狀

在傳統的無機化學實驗課堂教學通常分為以下幾個主要環節學生課前預習、教師講解與演示、學生實際操作、學生進行實驗總結、教師答疑解惑等。結合學生基本狀況、師資力量、實驗條件、教學模式對無機化學實驗教學的現狀分析如下。

1.1學生對實驗預習的積極性不高

在無機化學實驗教學過程中我們會發現只有少數學生會提前預習，而大部分學生主要通過老師課堂講解來了解一節課的實驗內容。而對實驗原理、內容的不熟悉又會影響實驗的操作過程與實驗結果。據了解其原因主要是實驗課本攜帶不便，學生預習起來不太方便；課本多以文字形式來傳遞知識，不能激發學生的興趣，導致學生預習的積極性不高。

1.2學時數少實驗內容多課堂講解耗時長

在無機化學實驗中多數是性質實驗，由于實驗內容多、學時數少，為了給學生創造更多的動手操作、自主實驗的機會，教師在有限的時間內不可能將每個實驗細節講得很詳細。一般介紹實驗的目的、原理、主要操作步驟及注意事項就需要20～30分鐘，要想把實驗講的更透徹則耗時更長，這樣學生實驗操作時間就少了，不利于培養學生的動手操作能力和積極探索能力。

1.3最先接觸實驗操作能力差

無機化學在化學領域是一門基礎性的學科，大部分高校在制訂教學方案會把無機化學實驗放到最前邊。而在中學中受到硬件條件及時間的限制很少開展實驗課，無機化學實驗通常是學生最先接觸的實驗課。由于之前沒有相關的訓練，學生動手操作能力相對差些；并且學生人數較多，老師在演示實驗的過程中不能保證每位學生都看得很清楚。因此，學生會存在操作的不規范或錯誤，導致儀器損壞、實驗失敗等現象。

1.4缺乏安全設備有毒的實驗無法進行

對于很多高校來說由于經費投入不足，實驗廢液回收與處理困難、缺乏通風設備等，導致有毒實驗無法開展，如含重金屬Pb，Hg等元素的實驗以及有刺激性氣味Cl2，H2S，NH3等氣體的實驗。學生不能直觀、形象地觀察到該類離子和化合物的性質，進而影響實驗教學的效果。

1.5無機化學實驗大多為驗證性實驗學生實驗設計與創新能力差

目前對于大部分高校，無機化學實驗的教學內容主要集中在離子的鑒定和簡單化合物的合成。學生合成、制備出一個化合物來，只是通過實驗現象來判斷是不是目標產物，對化合物的純度、性質通常不做太多的要求。當給學生一個研究方向時，學生由于缺乏相關實驗設計、結構表征、性質研究等方面的訓練，導致學生實驗設計能力差、科研嚴謹性和創新性不足。

2　微課在無機化學實驗教學中的設計

通過對以上無機化學實驗教學現狀及問題的分析，我們將從以下幾方面對無機化學實驗教學進行微課設計。

2.1實驗內容多樣傳播提高學生預習的趣味性與積極性

為了獲得良好的實驗效果，學生提前預習至關重要。教師將無機化學實驗的目的、原理、操作步驟等內容用具有觀賞性的示意圖、流程圖、影音資料代替枯燥乏味的文字敘述，并經過整理、概括、提煉做成微視頻。學生攜帶方便并可以在任何時間、地點進行預習；簡短、精煉的短視頻符合學生注意力集中的有效時間（10分鐘左右）；生動形象的微視頻能夠滿足學生的視覺需求，深受廣大學生的喜愛。

2.2規范性實驗操作演示引導學生自主實驗

由于學生人數多，在演示實驗的過程不能保證每個學生都學會，并且演示的過程比較耗時。因此，老師可以在課前將規范的實驗操作過程錄制下來，做成微視頻。借鑒可汗學院翻轉課堂的成功經驗［10］，學生在課前掌握實驗的基本操作要領及實驗過程中的注意事項。一方面，在實驗課上學生將會有更多時間去動手操作和自由探索，在一定時間內可以做更多的性質實驗，提高實驗的效率；另一方面，教師不用把主要精力放在學生的基本實驗操作上，取而代之的是更多的答疑、討論，課堂真正成了師生互動的場所。這樣能夠更好發揮學生的主體性地位和教師的指導性作用，從而達到理想的教學效果。

2.3實驗內容可以反復演示滿足不同程度學生的接收能力

由于學生的基礎不同，接收能力也有所差別，基礎好或理解力較強的學生可能看一遍就行，而基礎薄弱的學生可能得看好幾遍才能學會。在開放的微課教學模式下，學生可以對實驗過程、實驗現象反復演示，直至理解老師所講授的全部實驗內容，滿足不同程度學生的需求，在一定程度上彌補了課堂教學的不足。

2.4有毒實驗的演示實驗教學直觀化

由于廢液處理、通風設備等方面的限制，很多有毒性的實驗一直難以開展（如一氧化碳、氯氣的制備及性質等）。教師將實驗過程、現象在課前錄制下來。一方面，通過毒性實驗的演示能夠給學生留下深刻的印象，增加了學生學習的趣味性與積極性，進而提高了實驗教學的效果；另一方面，通過視頻演示的方法代替有毒實驗，可以減少對環境的污染，通過微課教學可以解決毒性實驗難以開展的問題。

2.5與科技前沿和先進技術相結合提高學生實驗設計及科研創新的能力

大部分學校實驗課教學陳舊、精密儀器數量難以滿足實驗需求的現狀，將無機化學實驗教學與當今的科技前沿相結合，讓學生接觸材料制備方法、表征手段以及功能應用，并以功能為導向讓學生設計實驗，能夠充分發揮學生的主體性地位和調動學生自主實驗的積極性。在課前將化合物的合成、表征、數據分析等過程錄制下來，通過微視頻的形式呈現給學生，教師在課堂上指導學生觀察實驗現象、分析儀器表征的原理、討論實驗結果。不僅拓寬了學生的知識面，激發了學生的實驗趣味性，而且能夠提高學生分析問題、解決問題的能力，培養學生科研的嚴謹性、邏輯性和創造性。

3　結束語

微課與無機化學教學相結合，以短小精悍、生動形象的視頻來呈現知識，學生樂于學，老師樂于教。一方面，解決了傳統課堂教學中學生預習積極性不高、演示實驗效果不夠理想、毒性試驗難以開展等問題；另一方面，易與現代信息技術、科技前沿、先進技術相結合，提高學生的自主學習和科研創新能力，促進信息化教育的發展。此外，微課能夠實現自主、開放的實驗教學，對高校實驗教學的改革與發展有重要的意義。

參考文獻

［1］ LeRoy A. McGrew. A 60-second course in organic chemistry［J］. Chem. Educ. 1993， 70 （7）: 543-544.

［2］ 胡鐵生.微課:區域教育信息資源發展新趨勢［J］.電化教育研究，2011（10）:61-65.

［3］ 胡鐵生，周曉清.高校微課建設的現狀分析與發展對策研究［J］.現代教育技術，2014，24（2）:5-13.

［4］ 梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設計模式研究［J］.開放教育研究，2013，19（1）:65-73.

［5］ 吳嬋.關于微課對優化高校教學效果的思考［J］.科學導報，2013（10）:17-18.

［6］ 蔣詠華.高校微課建設問題及其對策研究［J］.中國現代教育裝備，2014（23）:73-75.

［7］ 陳欣，翟翠萍. 微課在物理化學實驗課教學中的應用探討［J］.廣州化工. 2014， 42（17）， 230-231.

［8］ 陳珍，馮海，王衛東，侯建軍，陳亮，張潤峰，陳雄文.微課在生物化學實驗教學中的應用［J］. 湖北師范學院學報. 2015， 35（1）， 115-118.

［9］ 梁樂明， 曹俏俏， 張寶輝. 微課在《天然藥物化學》實驗教學中的應用［J］.生物世界. 2013， 5， 169.

［10］ Tang Wee Teo， Kim Chwee Daniel Tan， Yaw Kai Yan，Yong Chua Teo， Leck Wee Yeo.How flip teaching supports undergraduate chemistry laboratory learning［J］. Chem. Educ. Res. Pract. 2014（15）:550，56.

Micro-lecture Design in Inorganic Chemistry Experiment Teaching

Wang Bin， Wang Xiaohong， Liu Zongrui， Duan Limei， Bai Suozhu College of Chemistry and Chemical Engineering， Inner Mongolia University for the Nationalities， Tongliao， 028000， China

Abstract:A new teaching model micro-lecture is proposed in the background of information age and the new teaching design philosophy， it can fully refect the subject status of the students in the education process， because it can breakthrough the restrictions of lessons and classroom and create an autonomous and open learning platform for students. The application of micro-lecture in the inorganic chemistry experiment teaching will effectively compensate the defciency of traditional classroom teaching and promote the development educational information.

Key words:Micro-lecture； inorganic chemistry experiment； autonomous learning； open teaching.

收稿日期：2015-11-04

作者簡介：王斌，博士，講師。

基金項目：內蒙古自治區普通高等學校實踐教學改革研究項目（編號：內教高函2013年49號）；內蒙古民族大學博士科研啟動基金（編號：BS338）。