微課在大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用探索

馬健巖，許 峰

(沈陽建筑大學(xué) 材料學(xué)院 化學(xué)實驗中心，遼寧 沈陽 110168)

為全面貫徹落實全國教育大會精神，《教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中要求，要重塑教育教學(xué)型態(tài)，打造適應(yīng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主管理、自主服務(wù)需求的的智慧課堂、智慧實驗室，大力推動虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[1]。微課作為一種傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來的新型信息化教學(xué)資源，對于提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

化學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。通過化學(xué)實驗教學(xué)可以幫助學(xué)生理解化學(xué)知識，正確地掌握實驗的基本技能，是素質(zhì)教育的重要組成部分。提高實驗教學(xué)質(zhì)量，是現(xiàn)階段高等院校化學(xué)課程研究的主要任務(wù)之一。

1 我校基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

我校基礎(chǔ)化學(xué)實驗是將無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗和分析化學(xué)實驗整合在一起，面向機械、環(huán)境、材料等多個工科類專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)類實驗課程。基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的目的是使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下訓(xùn)練基本操作技能、掌握經(jīng)典化學(xué)知識，鞏固、擴大和加深課堂所學(xué)的理論知識[2]。筆者從長期的實驗教學(xué)反饋意見中發(fā)現(xiàn)并不能完全達(dá)到上述教學(xué)效果，還面臨一些問題。首先，課前預(yù)習(xí)效果不好。實驗教學(xué)中雖然要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，但僅憑借實驗教材上的有限的文字，學(xué)生只能大概掌握實驗流程，難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，甚至很多同學(xué)根本就不預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，被動聽課，被動完成實驗操作，影響了實驗課堂的教學(xué)效果。其次，僅憑課上教學(xué)，學(xué)生難以掌握實驗項目的重點內(nèi)容，比如分析化學(xué)中知識點零碎，前后無邏輯容易忽略重點操作環(huán)節(jié)，而且這些內(nèi)容在實驗教材中也沒有詳盡的講解，只靠教師課上講解和演示，學(xué)生掌握起來十分困難。此外還有小型精密實驗儀器使用也存在問題，基礎(chǔ)化學(xué)實驗中用到精密儀器盡管教師課上反復(fù)強調(diào)使用方法，學(xué)生在短時間內(nèi)還是難以掌握，偶有誤操作還會影響了儀器的使用壽命。最后，實驗項目性質(zhì)單一，基礎(chǔ)化學(xué)實驗的項目多為基本技能訓(xùn)練性和驗證性，而提高學(xué)生能力的設(shè)計性綜合實驗較少，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合能力。

2 微視頻的應(yīng)用探索

2.1 微視頻的特點

基于上述存在的問題，我實驗中心確定將微視頻引入實驗教學(xué)，針對學(xué)生課上的薄弱環(huán)節(jié)制作微視頻。微視頻具有以下幾個特點：(1)微視頻短小，針對性強。微視頻一般控制的10分鐘以內(nèi)，便于學(xué)生掌握；(2)微視頻畫面形象生動，可以將有機化合物抽象的空間結(jié)構(gòu)清晰的展示出來，可以直觀的展示各種實驗儀器及使用方法，給學(xué)生身臨其境的感覺；(3)隨時學(xué)習(xí)，重復(fù)學(xué)習(xí)。微視頻可以反復(fù)播放，學(xué)生可以利用手機等移動設(shè)備，根據(jù)自己的實際需要隨時隨地學(xué)習(xí)[3]。

2.2 微視頻課程設(shè)計

基礎(chǔ)化學(xué)實驗微課是通過設(shè)計實驗方案，演示實驗操作步驟，講解及分析實驗原理，使學(xué)生快速掌握重要知識點，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的一類微課[4]。我校實驗中心微課分為兩類。

2.2.1 教師演示型微課

演示型微課主要針對基礎(chǔ)實驗操作單元和小型精密儀器的使用方法進(jìn)行設(shè)計。筆者整合所有實驗項目中涉及到的基礎(chǔ)操作單元，其中包括分析化學(xué)實驗中的稱量、移液管和吸量管的使用方法、滴定、定容；有機化學(xué)實驗中的減壓蒸餾，減壓過濾、重結(jié)晶等；無機化學(xué)實驗中的玻璃儀器洗滌干燥、溶解、固液分離、萃取和層析等。實驗過程中應(yīng)用到的小型精密儀器包括折光儀、pH酸度計，分光光度計、磁力攪拌器等。這些實驗課程中的重點教學(xué)內(nèi)容，相互之間沒有邏輯性，操作重點多，適合采用教師演示錄像的形式呈現(xiàn)出來。 制作錄像微課前，設(shè)計好拍攝腳本，確定拍攝順序，拍攝實驗操作時宜采用近景，觀察現(xiàn)象和讀數(shù)據(jù)時應(yīng)采用特寫畫面，并配合講解。將錄制好的視頻在電腦上導(dǎo)出，對其進(jìn)行編輯，加入字幕或進(jìn)行聲音處理。

2.2.2 課堂模擬型微課

模擬型微課主要針對每個實驗項目中的實驗原理、實驗操作流程，例如有機化學(xué)實驗中涉及到合成反應(yīng)原理部分，可以應(yīng)用動畫軟件形象地繪制出有機物的空間構(gòu)型并通過動畫演示出反應(yīng)過程中舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成過程，把抽象的空間結(jié)構(gòu)直觀的展示給學(xué)生；課件制作過程中，應(yīng)用flash軟件模擬實物繪制多種實驗儀器，采用了flash軟件中遮罩和引導(dǎo)線效果繪制水的流動和煙霧的生成形象逼真，通過編寫簡單的程序制作動畫效果模擬實驗流程，還可以控制模擬動畫連續(xù)播放、逐步播放，有利于引導(dǎo)學(xué)生一步一步地學(xué)習(xí)。

3 微課的應(yīng)用探索

針對教學(xué)中存在問題，我實驗中心將微課引入實驗教學(xué)中，對傳統(tǒng)教學(xué)模式的有益補充。

3.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高課下學(xué)習(xí)效果

課前的預(yù)習(xí)是必不可少的，微課畫面具有形象生動直觀的特點，配合音頻字幕等信息，可以幫助學(xué)生快速的了解實驗原理，需要應(yīng)用的儀器設(shè)備及使用方法，實驗環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)錯誤的地方，為提高課堂教學(xué)效果起到事半功倍的作用。教師將每個實驗項目所涉及的微課內(nèi)容進(jìn)行編輯整理，包括實驗反應(yīng)機理的三維視頻，實驗流程的交互視頻和實驗所用儀器的錄像視頻，整合在一個文件夾中，每學(xué)期實驗課前，將這些微課視頻統(tǒng)一拷貝給學(xué)生，學(xué)生可以在課前有選擇性的進(jìn)行預(yù)習(xí)。實驗教材中遇見難以理解的知識點，可以在微課中找到答案，例如真空抽濾機的要求結(jié)束操作時候先打開安全瓶的活塞后關(guān)閉抽濾機，學(xué)生閱讀教材可能一帶而過，無法探尋原因。微課會介紹打開活塞使系統(tǒng)和大氣相通防止水倒吸，我們還將誤操作后產(chǎn)生的水倒吸回反應(yīng)裝置的現(xiàn)象也錄制出來，使得學(xué)生掌握操作要點的同時了解背后的原因。

3.2 規(guī)范實驗操作，提高課堂學(xué)習(xí)效率

課堂教學(xué)中，學(xué)生結(jié)合微課學(xué)習(xí)，能夠高效準(zhǔn)確的掌握基本操作節(jié)約大量時間，可以將精力投入到自主探索，使學(xué)生對知識能夠融會貫通，例如醋酸解離度與解離常數(shù)的測定實驗中，酸度計的使用方法是必須掌握的基本操作，傳統(tǒng)課堂教育，學(xué)生和教師會花費大量的時間精力在儀器的教學(xué)上，引入微課后，可以在保證學(xué)生能夠快速準(zhǔn)確的完成實驗內(nèi)容的前提下，根據(jù)實驗結(jié)果思考醋酸氫離子濃度、解離度和平衡常數(shù)三者之間的動態(tài)關(guān)系。微課還可以幫助學(xué)生增強獨立完成實驗的信心，例如無機化學(xué)實驗項目分布沉淀和沉淀轉(zhuǎn)化，白色氯化鉛轉(zhuǎn)化為淡黃色碘化鉛，因為產(chǎn)物量少又是分散在水溶液中，不容易觀察到物質(zhì)顏色的變化，有了微課的教學(xué)指導(dǎo)，學(xué)生事先有思想準(zhǔn)備心里不會慌亂，可以耐心通過離心等方法進(jìn)一步準(zhǔn)確觀察到實驗現(xiàn)象。

為增加課程的創(chuàng)新性，我中心逐步在實驗課程中引入綜合設(shè)計性實驗。學(xué)生只要根據(jù)選題查找資料制定實驗方案即可，實驗中涉及到基本操作內(nèi)容都可以通過微課進(jìn)行學(xué)習(xí)，比如廢舊干電池的回收和利用實驗內(nèi)容中涉及到到結(jié)晶、提純和過濾等操作，學(xué)生可以利用微課獨立完成整個實驗操作。

4 結(jié)語

將微課引入我校基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)后轉(zhuǎn)變了學(xué)生學(xué)習(xí)模式，由單一的課堂教學(xué)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)。通過幾年的應(yīng)用探索，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了，課堂的聽課效率提高，與老師的互動交流也增多，師生共同討論問題、解決問題的過程，提高了教學(xué)效果。今后，我們會繼續(xù)根據(jù)學(xué)生教學(xué)反饋意見，進(jìn)一步優(yōu)化微課內(nèi)容，加強對學(xué)生的引導(dǎo)，形成良好的教學(xué)氛圍。