工科物理化學新教學模式的探索與實踐

周曉榮 王又容 費會 陳浩 方華 徐玉玲

摘 要：微課視頻作為翻轉課堂教學模式的的衍生物，具備短小精悍、可移動式學習的特點，受到教師們的關注。本文介紹微課和工科物理化學課程的特點，探討將微課視頻引入工科物理化學課程教學中的可行性，對微課引入教學的方式進行設計并在本科生教學中實踐。結果表明，針對教學重點、難點設計和制作微課視頻，以多客戶端電子資源的形式提供給學生使用，在教師的引導下，可以促進學生自主學習、提高教學質量。

關鍵詞：物理化學 教學模式 微課 教學質量

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（c）-0165-03

Abstract：As a derivative of the teaching mode of the flipped classroom， Microlecture videos have the characteristics of short and vigorous， mobile learning， and have received attention from teachers. In this paper， it is introduced that the characteristics of the Microlecture and the course of Engineering Physical Chemistry. The feasibility and way of introducing the Microlecture videos into the course of Engineering Physical Chemistry is also showed， which was applied in the teaching of the undergraduate students. The results show that Microlecture videos should be designed and produced for key points and difficulties in teaching， provided to students in the form of multi client electronic resources. Under the guidance of teachers， it can promote students' self-study and improve the quality of teaching.

Key Words： Physical Chemistry； Teaching Mode； Microlecture； The quality of teaching

互聯網越來越深入人們的工作和生活，一場新的革命性的變化正在全球范圍展開。這場新的變革正以前所未有的方式給社會的方方面面帶來顛覆性的變化，最終達到全球化信息時代的實現。信息時代的革命浪潮也為教育帶來了前所未有的新動力，現代教育中“黑板+粉筆+多媒體課件”的教學模式再次受到沖擊。學習者獲得知識的途徑不再只依賴于課堂和教師，他們越來越習慣于在互聯網上獲取信息。在此大環境下，高校的教師們當順應時代的潮流，創建符合信息化時代教育規律的新教學模式[1-3]。

物理化學是以物理學的理論為基礎，用物理學的實驗方法研究化學變化以及與化學密切相關的物理變化的一般規律和本質的學科基礎課。基于現狀，筆者在本校工科類專業物理化學教學中，選擇以制作微課視頻的方式輔助教學，并在教學中實踐。以此文向同行們介紹微課的特點、工科物理化學課程的特點以及將微課應用于工科物理化學教學的可行性、微課內容的選取與設計、微課的制作方法的選取以及微課的學習途徑的設計、微課學習的評價手段和學生評價與反饋、心得與反思，以期為同行們提供一些可借鑒的經驗，促進新形勢下先進教學模式的發展。

1 微課的特點

微課（Microlecture），是指以教學視頻為主要載體，針對知識點或教學環節而開展教學活動的教學資源的組合[4]。微課的特點可歸納為以下十個方面：（1）形式多樣性。教師可以出鏡或者以畫外音的形式講解。（2）流媒體播放性。可以音頻、視頻、動畫等多種形式在網絡播放。（3）學習時間短。一般在10min左右。（4）教學內容精簡。一般包含一個知識點或者技能點。（5）占據數字資源容量小。一般在幾十MB左右，適用于在手機、平板電腦或者MP3、MP4等便攜式終端設備播放，實現移動式的學習模式。（6）教學設計完整。融合現代化信息手段和精心的完整教學設計。一個微課視頻結構完整，通常包括引言、授課、練習三個部分。（7）創設真實教學情景。微課展示的是具體的、案例化的教與學的情景。（8）適用于自主學習。可以讓學習者根據自身的情況，靈活機動地安排學習時間，實現一對一的教學氛圍。（9）制作成本小。可以用家用電腦攝像頭或者手機錄制，也可以用錄屏軟件、直播軟件制作。無需耗費昂貴備和尋找專門的場地。（10）有配套的練習和評價方法。微課的使用是為實現具體目標而設計的，有配套的題目或者考核進行評價。微課具有與慕課相似之處，都有教學視頻資源，但二者又有不同。

2 現代工科物理化學課程的特點

由于培養目標存在差異，工科專業物理化學課程的學時設置和教材內容均與理科專業物理化學課程不同，其特點可以歸納為以下幾個方面。

2.1 基礎性

物理化學課程的知識體系具有基礎性。物理化學又稱之為理論化學，因為其理論在一切變化發生時均適用而具備普遍適用性，是化學變化與相關物理變化深入研究之基礎，在科學研究和工程技術研究中有著重要作用。因此，許多高校在錄取化工類及相關專業研究生時，非常重視學生在本科階段的物理化學理論基礎知識的掌握程度。

2.2 應用性

高校中工科的培養目標是在相關工程領域從事規劃、勘探、設計、施工和原材料選擇等研究以及管理的高級工程技術人才，注重的是培養學生的實際應用能力。工科物理化學理論知識對于培養應用性人才有重要作用，對本科生學習專業課程，如化工原理、應用電化學、高分子化學與物理、高等有機化學、化學反應工程等等，有重要指導作用。

2.3 難度大

由于“物理化學”是一門邏輯性很強的課程，概念抽象、推理和公式繁多且應用條件嚴格復雜、學科交叉內容多，學生普遍覺得抽象深奧，難以理解和掌握。為了提高教學質量，物化教師們通常采用多講例題、增加課外習題課的方式促進學生在物理化學課程上多投入時間。課堂上講授例題受到課時和教學計劃的限制，效果有限。課外的習題課占用固定的時間、地點，需要全體師生的配合才能有效開展。

3 微課用于工科物理化學教學的可行性

基于本文前面所敘述的微課之特點，筆者認為在工科物理化學教學中，微課具有可行性。

3.1 可實現“靶向式”自主學習

微課視頻資源每一個單元只包含一個重要概念或者知識點。不同的學生知識“缺陷”不同，數量也不同。學生可以根據自身的情況，有選擇性地利用微課視頻資源自主進行二次學習，“對癥下藥”般地實現“靶向式”學習。

3.2 可實現“碎片化”自主學習

微課視頻時長一般為10分鐘左右，一次學習很快就完成，耗時短。對于學習課程多、作業多，課外學習時間被“碎片化”的學生來說，利用微課視頻學習正好符合他們的時間需求。

3.3 可實現“移動式”自主學習

一個微課視頻單元轉換成MP4格式后，只占據幾十MB的硬盤存儲容量，易于實現通過網絡資源平臺存儲，學生通過相關的客戶端APP進行在線觀看或者下載觀看。學生不必趕到教室上傳統的輔導課或者習題課，隨時隨地都可以通過手機展開“移動式”自主學習。

3.4 制作難度適中

制作微課視頻不僅可以用類似于電視節目錄制的方式，還可以由教師個人獨立用手機近距離錄制、用錄屏軟件錄制或者網絡直播軟件等來實現，甚至還可以用微信或者QQ語音配合PPT播放的方式進行。這些微課制作方式除了第一種需要專業攝制團隊配合之外，其余只需要手機或者電腦就可以實現，不需要專門的錄制場地，教師錄制完微課的后期剪輯都可以自主完成。制作微課視頻的難度就主要體現在PPT或者微課講解內容的設計上，這些需要教師花費時間和精力去完成。總體來說，制作微課視頻的難度適中。

4 微課在工科物理化學教學中應用的設計與實踐

筆者在2016—2017學年度的工科物理化學教學中，兩個學期均實施了微課視頻資源輔助教學的方式。現將經驗分享如下。

4.1 微課內容的選取和設計

微課內容應針對在課堂上學習重點和難點來選取。筆者在2016—2017學年的兩學期均講授物理化學，授課對象為工科專業的大二學生，教材為南京大學的沈文霞教授主編的《物理化學核心教程》第三版。選擇每一章的重點概念或者公式、歸納和復習、習題講解作為微課的內容，并以簡潔的形式來制作微課的講解素材，以PPT課件講解視頻的形式展示，如圖1和圖2所示。

4.2 微課錄制方式的選取

在微課的眾多錄制方式中，筆者選擇了以錄屏軟件錄制PPT講解視頻的方式。筆者認為，學生在觀看微課視頻時，講解者出現在視頻中會干擾學生的聽課思路，用PPT展示，學生的注意力集中在講解的內容上，教師以動畫的方式逐步展示講解的內容，在展示內容的同時，以畫外配音的方式講解，引導學生學習和思考。這樣的方式，視頻制作難度較小，教師可以自主完成錄制和剪輯，如圖1和圖2所示。

4.3 微課學習方法以及評價方法

微課視頻作為學習的輔助資源，只有讓學生充分利用才能取得好的效果，因此，建立微課學習的評價和監督機制是必要的。筆者通過課程網絡教學平臺，將微課視頻上傳到課程網站，借助平臺設置了評價手段。以在網站后臺統計學生觀看微課視頻的時長、課后完成與微課有關的紙質作業和集中在教室進行平時測驗等手段綜合評價學生開展微課學習的效果。學生可以通過手機APP客戶端“學習通”和電腦客戶端在網絡教學平臺觀看微課視頻，展開微課學習，學習時間和地點學生均可自由安排。

4.4 微課的收效

筆者在一學年的物理化學課程教學中應用微課視頻作為輔助資源，在大二學生中實踐，參與人數為165人。在實踐中，筆者取消了以往在教室里集中講授習題課的方法，學生只能通過微課視頻進行復習和聽習題課講解。課程考核結果表明，學生的考試通過率并未受到影響，收效良好。從學生在考試中的表現來看，認真收看微課視頻的學生在概念辨析和公式的運用方面掌握得更好，得分率高。另一方面，從學生的反饋來看，普遍認可用在線微課視頻代替傳統習題課的做法，并且認為在線微課具有可反復觀看的優點。2016—2017學年第一學期筆者教授的本科生對使用微課資源的評價分數為4.8分（5分制），第二學期教授的本科生微課評價分數為5.0分（5分制）。

5 結論與反思

實踐表明，微課視頻可代替傳統的物理化學復習課和習題課，并且還具有可反復觀看和學習的優點，受到學生的好評。此外，筆者反思，微課輔助的教學新模式在工科物理化學教學中取得較好的效果，不能簡單地歸功于微課本身，還與師生之間的配合有密切關系。授課教師建立良好的師生關系，及時告知學生使用微課視頻資源的方法以及進行耐心地引導，持續督促學生利用微課資源展開有效的學習。在這三個方面的基礎上，微課資源才能較好地發揮出它的作用。

參考文獻

[1] 張華.高校數學課程教學改革存在的問題與對策[J].引文版：教育科學，2015（17）：264.

[2] 張月芳，馬艷平，王趙.少學時大學物理教學改革與實踐[J].當代教育實踐與教學研究：電子刊，2017（2）：489.

[3] 劉鳳志，余天桃. 制藥工程專業化學課程改革的探索與實踐[J].化學教育，2015，36（6）：60-62.

[4] 胡鐵生，黃明燕，李民.我國微課發展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：36-42.