微課在物理化學實驗教學中的應用探討

邢愛萍 苑娟 褚意新

摘 ?要 從實驗課前預習、實驗中時間的分配、課后實驗數據處理三個方面分析當前大學物理化學實驗教學中所面臨的問題，并提出利用微課視頻來解決此問題的策略，具體包括：利用微課講解所做實驗的相關實驗原理及理論依據，提高學生預習實驗的效率和質量;利用微課提高學生的實驗技能;利用微課提高學生處理實驗數據的能力。

關鍵詞 微課;物理化學;實驗教學;計算機繪圖

中圖分類號：G642.423 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）14-0109-03

Abstract The problems in physical chemistry experiment teaching in?college are analyzed from three aspects： pre-study， time distribution in experiments， and data processing after class experiment. The stra-tegies to solve the problems of physical chemistry experiment tea-ching in universities by using micro-lectures are put forward. The strategie specifically include the use of micro class to explain the?relevant experimental principles and theoretical basis of the experi-ment to improve the efficiency and quality of students preview， the?use of micro classes to improve students experimental skills， as well?as the use of micro classes to improve students ability to process experimental data.

Key word micro-lectures; physical chemistry; experimental tea-ching; computer graphics

1 引言

隨著網絡技術的飛速發展和移動終端設備的日益普及，信息傳播速度越來越快，人們每天需要接收更多的信息。但每個人時間有限，所以需要盡可能清晰、簡短和易于使用的信息資源。為了適應時代的發展，取代傳統媒體的“微觀時代”悄然來臨。微博、微信、微電影的出現，對傳統互聯網應用帶來前所未有的沖擊，也對教育領域帶來巨大影響。

微課是指教師在教學過程中圍繞一定的知識點、實驗步驟或教學環節，以一定的教學理念為主要載體，開展教學活動的全過程。在教學中，微課所講授的知識點可以是對教科書及教學經驗的理解、解題思路的解析、課外知識的拓展以及在實驗原理和步驟教學、注意事項、數據處理等方面的知識解釋和展示。

微觀教學不同于傳統的課堂教學，它有兩個顯著的特征：一是以視頻形式為呈現方式;二是凸顯微課的“微”。“微”是微課的靈魂：教學內容含量小，每個視頻只針對一個知識點或一個具體問題;微課視頻時間短，一般在5～8分鐘;微課視頻形式生動活潑，趣味性強，能在短時間內吸引學生的注意力;微課切入內容迅速，講授思路清晰。它能滿足學生的個性化學習需求，不僅有助于學生發現和填補空白，強化和鞏固知識點，而且能使學生隨時隨地學習。可以說，它是傳統課堂教學資源的重要補充和拓展。

物理化學實驗作為一門基礎實驗課程，涉及面較廣，主要借助于當代物理學的基本原理、技術、手段、儀器和設備并運用數學工具，研究和探討物質系統的物理化學性質與化學反應規律。物理化學實驗綜合了化學領域中各分支所需要的基本研究工具和方法，加深了學生對物理化學理論的理解，是物理化學教學中的重要環節，在實驗過程中逐步培養學生的實踐能力、創新思維能力和團隊協作能力。這些能力的培養也是學生學習后續專業實驗課程的基礎。然而，由于傳統教學理念和實驗教學條件的影響，學生在物理化學實驗中的能力培養一直存在許多問題。微觀課程教學模式的特點可以有效地解決物理化學實驗教學中的各種問題，因此有必要將微觀課程教學模式引入物理化學實驗教學中。

2 物理化學實驗教學現狀及存在的問題

課前預習不夠充分 ?實驗課開始前，要求學生必須預習，在充分預習的基礎上寫出實驗預習報告。學生在預習時要做到：了解實驗目的和原理，了解本次實驗所用到的儀器的構造、原理和使用方法，對實驗的過程與步驟做到心中有數，還需特別留意實驗教材中的注意事項，了解如何記錄、處理實驗數據。只有這樣，學生在做實驗時才能充分發揮主觀能動性，提高實驗課的教學質量。

但實際情況并非如此，教師在課堂上檢查和提問時，會發現學生對實驗的預習遠不夠單獨完成實驗所需的基本標準。究其原因，發現主要有兩個。

1）學生不夠重視。很多學生只是把實驗教材上的內容照搬到預習報告冊上，而且在照抄過程中不上心。學生普遍認為，書寫預習報告的目的就是應付教師的檢查，拿到預習報告的成績。

2）學習條件的限制。有的學生對實驗感興趣，喜歡思考，但只能根據實驗步驟，面對幾張固定的實驗儀器圖片，自己來想象實驗的整個過程。這些因素會使學生在實驗課上很難快速地做實驗，在操作實驗儀器時經常翻閱課堂講稿，致使實驗不能按時、按質、按量完成。

課中時間分配難以調和 ?由于物理化學實驗主要是基于學生的動手操作來完成實驗任務，教師講解的時間非常有限。以河南中醫藥大學物理化學實驗課時間為例，共160分鐘，教師教學一般為30分鐘。在這段時間內，學生應了解實驗目的和原理，掌握實驗儀器操作，明確實驗內容，學會記錄實驗數據與現象，注意實驗事項。內容多，時間十分緊張。教師總是擔心學生聽不懂實驗原理，不會使用儀器，有很多事項需要注意，但不應過多講解，以免占用學生的做實驗時間。

物理化學課一般是先上理論課，后上實驗課，雖然實驗所用的理論知識已經講過，但是學生對這部分知識的掌握程度也是參差不齊。如果在實驗課上講得多了，理論基礎掌握好的學生就會覺得無味，產生厭煩情緒;講得少了，沒掌握好的學生不理解實驗原理，于是按照實驗步驟機械性地做實驗，無法應對出現的異常現象。由于每個人的學習能力不同，對知識點的需求也略有不同，總而言之，教師在實驗課上所講解的內容不能滿足每個學生的學習需求。

課后實驗數據處理 ?物理化學實驗不是由可見的實驗現象直接得出的結論，而是先運用儀器在實驗過程中測量數據，然后通過對這些數據的處理得到實驗規律，因此，實驗結束后，處理實驗數據尤為重要。物理化學實驗通常會記錄大量的實驗數據，且每節實驗課上測出的數據通過處理后都需要上交教師進行批閱。目前，數據處理的主要方法有人工處理法和計算機輔助法。人工處理繪圖時，若橫軸與縱軸上的分度選擇不當，將會使曲線的某些相當于極大、極小或折點的特殊部分不能顯示清楚，而且耗去學生過多的時間在數據處理上。隨著計算機的普及，采用數據處理軟件進行大量的數據處理，可以幫助學生省去很多人工處理數據的麻煩，同時使物理化學實驗數據的處理更加科學和規范。

以河南中醫藥大學為例，近年來一直要求物理化學實驗數據處理必須使用計算機繪圖。但大部分學生之前并沒有使用過計算機繪圖軟件，每次上實驗課前，教師都會給學生詳細講解如何使用計算機繪圖。有些學生計算機能力比較強，講解完后數據處理很規范;而有些學生掌握得相對差些，課后還是不會使用計算機繪圖。

3 微課在大學物理化學實驗教學中的應用

有效提高學生預習實驗的效率和質量 ?物理化學實驗概念和知識點不好理解，如溶解熱測定實驗中有關溶解熱的概念;或者某些儀器操作容易出錯，比如液體飽和蒸氣壓的測定實驗中三個閥門的操作，停止抽真空時應采取的正確操作等。因此，教師在預習階段應仔細梳理，總結并制作實驗所涉及的理論知識、實驗原理和儀器操作的微課。學生根據自身情況，可以在實驗課前的任何時間、任何地點多次重復學習，充分掌握實驗原理和儀器操作。如在蔗糖水解反應速率常數的測定實驗中，學生在進入實驗室之前，可以通過微課預習旋光儀的構造原理及使用方法，進入實驗室后有目的地聽教師講解，這樣很快就可以進入實驗狀態。

所做的微課，一方面可供許多實驗教師使用，有效地節約教師資源，減少教師的重復講解;另一方面，學生可以對即將進行的實驗有詳盡的了解和認識，預知哪些步驟容易出錯，哪些現象需要認真觀察，哪些儀器需要細心操作，通過這種有針對性的預習，從而提高實驗的效率和保障實驗的質量。

有效提高學生的實驗技能 ?由于物理化學實驗比較復雜，每個實驗的操作部分均可以制作成微課，通過微課的學習，學生能夠清楚地掌握每個步驟的操作過程。另外，教師還可以將各種儀器操作的演示做成微課，因為有些儀器會在多個實驗中用到，一來減少資源浪費，減輕學生的負擔，再者對于儀器掌握不扎實的學生可以將精力投入儀器部分的學習。比如可以把“溶液表面張力的測定”實驗中如何使用阿貝折射儀制作成微課，在后期實驗項目“雙液系沸點的測定及T-x相圖的繪制”中涉及阿貝折射儀測折射率的時候，對阿貝折射儀調節掌握不熟練的學生，可以通過復習該微課來提高本次實驗的效率。

教師也可以在微課教學中展示所出現的實驗現象，使學生在觀看過程中有一種身臨其境的感覺。另外，教師可以根據經驗，提前預測實驗過程中可能出現的各種問題，將解決方法制成微課;學生在實驗中可通過觀看微課，解決遇到的此類問題，從而保證實驗的順利進行。

有效提高學生處理實驗數據的能力 ?實驗課后引入微課，是因為物理化學實驗數據處理將運用大量高等數學知識，所以課后制作一個關于數據處理的微課教學視頻。學生通過學習微課，對數據做出正確處理分析，從而得出真實的結論和規律。大多數剛進入大二的學生不會使用計算機繪圖軟件，導致花費較多時間來學習使用Excel或Origin軟件，而且處理的數據也不是很科學和規范。教師可以將計算機輔助處理實驗數據制作成微課，讓學生通過觀看微課，學習實驗數據處理的方法，從而提高使用繪圖軟件處理數據的效率和能力。

4 結語

微課用于物理化學實驗教學，可以讓實驗前的預習起到真正的作用，同時提高學生的動手能力和處理數據能力。相信隨著網絡技術和信息技術的飛速發展，微課將作為一種新型的教學和學習方式，在今后的物理化學實驗教學中發揮更加重要的作用。

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