基于微課和微助教的 高職無機及分析化學實驗教學改革

蔡敏

【摘 要】本文論述基于微課和微助教的高職無機及分析化學實驗教學改革，提出將微課、微助教平臺等信息化教學手段融入高職無機及分析化學實驗教學，利用微助教平臺對無機及分析化學實驗的課前內容預習、課中技能操作、課后技能拓展等教學環節進行有效掌控，利用微課將枯燥、抽象和難記的實驗操作環節變得直觀、形象和容易識記;教師的實驗教學工作有序開展，學生提升了學習興趣和學習效率。

【關鍵詞】微課? 微助教? 無機及分析化學實驗

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）06C-0158-03

當今社會信息技術快速發展，對高等職業教育的教學模式和方法提出了新的要求。因此，為進一步推進數字化校園建設和工業分析技術專業教學資源庫建設，應大力推進信息化教學改革。微課是以短小視頻為主要載體，針對某個教學知識點或環節設計的一種情境化、支持網絡等多種學習方式的教學視頻，因其時間短、資源豐富、重點突出、易于掌握、操作性強等特點而廣受師生喜愛。微助教是一種基于微信客戶端和電腦網頁的教學網絡平臺，可實現簽到、答題、課堂互動等功能，被眾多高校教師引進使用，獲得職業教育界的廣泛認可。無機及分析化學是工業分析技術專業的一門理實一體化基礎課程，其中的“實”就是無機及分析化學實驗教學，是學生掌握無機及分析化學操作技能的重要課程內容。工業分析技術專業教學團隊根據課程標準，在全面分析學生特點和教學現狀的基礎上，構建了由微助教平臺和微課等組成的課程教學模式。

一、無機及分析化學實驗教學現狀

（一）學生的學習特點

工業分析技術專業的生源主要來自河池及周邊地區的中職學校和廣西區內參加普通高考的低分數學生，這些學生主要有兩方面的學習特點：

1.學生學習成績差，缺乏學習積極主動性，在專業學習方面缺乏自信心，學習自控能力不足，對課余時間的支配極少用于專業學習，甚至有些學生在教師監督的情況下也不愿意學習，少部分學生來上課也只是迫于違紀后果的壓力。很多學生在入學時的化學基礎知識薄弱，部分學生甚至連最基本的元素符號都不認識，教學難度大。

2.學生上課時喜歡動手操作而不是枯燥的理論講解，而以往上課教師都是講理論多，實踐操作上的指導不足，因此這些學生雖然對理論學習淡漠和倦怠，但是對實踐操作內容比較有興趣。在學習方式上，由于手機、電腦的普及和環境的影響，學生對視頻、網絡、手機APP軟件（如微信）等學習方式興趣濃厚。

（二）教學現狀

1.無機及分析化學實驗是基礎性很強的教學內容，對后續的冶金中控分析、礦石分析等專業核心課程有很大的影響，而目前使用的實驗教材是無機及分析化學的配套教材，教材內容基本都是操作步驟的文字描述，較為枯燥乏味，很難引起學生的興趣，教學難度較大。

2.教師的傳統授課觀念較為嚴重。課堂授課的主要方法還是“PPT+黑板+口頭講解”，即教師將實驗內容做成PPT投影在屏幕上，同時進行講解，然后學生按照步驟操作，教師巡視指導。通過隨堂聽課等教研室活動，發現由于上述教學手段傳統單一，大部分課堂授課氛圍較為枯燥，導致相當一部分學生基本不會抬頭聽教師講解，要么自己低頭看實驗教材，要么玩手機。此外，教師對課堂教學效果實時掌控方面的不足也是長期以來一直存在的問題，課堂教學效果往往在課后通過教師批改作業或者期末考試時才能夠統計分析出來，不利于及時提高教學質量。

3.實驗場地空間限制影響較大，課堂缺乏師生互動。主要表現在：教師在操作演示的過程中，全班每個學生與教師之間的距離遠近不同，因此就會造成部分學生在觀察教師操作演示時難以看清，導致實訓操作時誤差較大，有些學生因長期看不清操作演示，逐漸失去學習的積極主動性。在全班學生開始實驗操作時，教師的巡視指導難以兼顧每個學生，部分學生未能及時得到教師的指導，不利于技能水平的提高。同時，由于缺乏課堂互動，學生經常被動接受教學知識，教師也難以及時掌握全班每個學生對技能操作的學習情況，整體教學效果大打折扣。

4.缺乏課前預習和課后技能拓展訓練。課前預習可以有效提高課堂學習效率，課后技能拓展可強化課堂上學到的專業技能，對于化學基礎薄弱和接受能力差的學生更是如此。如果學生課前沒有對課程內容有一定的了解，那么上課時就難以跟上教學進度，學習難度增大。由于過去實驗教學只重視課堂教學環節，缺乏課前、課中和課后方面的整體設計，課堂教學結束就意味著學習內容的終結。因此，學生缺乏持續性的專業學習，專業技能水平與課程培養目標差距較大。

二、無機及分析化學實驗教學改革措施

針對上述教學中存在的問題，以綜合性實驗“硫酸亞鐵銨的制備及組成分析”為例，對實驗教學改革進行闡述。

（一）制作符合教學實際的微課

1.微課設計基本原則。微課最終目標是協助教師解決教學重點和難點問題，制作微課基本原則如下：

（1）情境化、問題化導向。與學生生活密切相關的，才是學生感興趣的。因此，在設計微課時，教學團隊選題注重情境化，即從學生生活范圍選題，通過與班級的班主任充分溝通，了解近期學生關心的與化學相關的問題，從中選擇一些貼近教學內容的問題。例如有學生提出“小時候曾經缺鐵性貧血”等，這與“硫酸亞鐵銨的制備及組成分析”實驗相關，既能吸引學生學習興趣，也對學生將來工作和生活有幫助，讓學生切實感受到所學的內容是有用的。問題化導向有利于啟發學生課前對授課內容的思考，例如“硫酸亞鐵銨的常見用途是什么”等，圍繞問題開展課前預習準備，這對學生逐步融入課堂教學是非常有利的。

（2）注重實踐操作技能。無機及分析化學實驗教學的重點和難點基本上是實踐操作方面的內容，因此在微課制作時，畫面的主題都是操作演示，將相關的基本原理融入其中進行講解，讓學生在掌握實踐操作的過程中逐步對基本理論知識有所了解。通過視頻處理軟件，將關鍵教學重難點的操作技能和對應的實驗現象進行放大特寫或突出顯示，讓學生在實訓操作時能夠有更深刻的印象。

（3）培養學生自學能力。微課的其中一個重要功能就是當學生的“課外教師”。無機及分析化學實驗的一些輔助性實驗可以讓學生在“微課”和教師構建的微助教網絡學習平臺的指導下，通過自主學習操作完成。因此，教學團隊也根據課程標準要求，制作一些課外輔助性實驗，培養學生的自主學習能力。

2.微課的結構與內容。結合課程標準要求和教學實際，主要開發三種類型的微課，分別對應課前、課中和課后三個教學環節：

（1）課前環節的微課。以興趣導入和本次實驗準備知識為主要內容。以視頻的方式講解硫酸亞鐵銨的用途，如用于制造治療缺鐵性貧血藥物、畜牧業中用作飼料添加劑等，吸引學生的興趣，然后介紹硫酸亞鐵銨的一般特性（例如密度、外觀、水溶性等），最后通過提出問題的方式啟發學生思考課堂教學內容，例如：如何制備硫酸亞鐵銨？測定Fe2+的方法是什么？

（2）課中環節的微課。以實踐操作演示視頻為主，配合教師語音文字講解，第一個微課著重解決包括硫酸亞鐵銨的制備方法及相關的儀器操作等教學重點，如水浴加熱、蒸發濃縮、結晶和減壓抽濾等基本操作，將關鍵技能操作點以及特征實驗現象畫面放大特寫。第二個微課主要是高錳酸鉀滴定法測定Fe2+方法以及具體的實踐操作演示，包括樣品稱量、溶液配制、滴定操作，突出滴定終點特征現象（如“滴定至溶液剛出現微紅色為終點”）等特寫鏡頭，讓學生對滴定終點現象有深刻認識，在實際操作時能夠有所預判，著重解決滴定操作和滴定終點判斷等教學難點。

（3）課后環節的微課。視頻內容為用相同方法制備硫酸亞鐵銨，并檢測其他元素的操作，例如硫酸亞鐵銨產品中雜質Fe3+的定量分析方法。在微課的結尾可以讓學生采取掃描二維碼的方式獲得檢測參考結果，便于學生在實驗結束時有參考依據。

（二）基于微課和微助教的實驗教學改革

利用微課和微助教對課前預習、課中學習和課后拓展三個環節進行教學改革。

1.課前預習。教師利用微助教組卷答題功能，將課前預習內容制作成包含一系列選擇題或者判斷題的課前任務單，例如“硫酸亞鐵銨在醫藥方面的用途是什么”“硫酸亞鐵銨是否易溶于水”等，然后在微助教上發布。同時，將課前環節的微課發布至班級微信群。學生可以通過觀看微課視頻、百度搜索等方式，在微助教學生端上按規定時間完成課前任務單，對即將開始的課堂學習內容有所了解。教師可通過微助教教師端實時查看學生答題情況，充分了解學生課程預習的情況。此外，將上課課件（如PPT等）上傳到微助教的課件專欄，讓學生提前觀看，提高課前預習效率。

2.課中學習。首先利用微助教進行課堂簽到，作為學生平時成績的一部分，改變傳統手寫簽到的低效率考勤方式，提高課堂管理效率。為解決教學重點（硫酸亞鐵銨得到制備操作，如水浴加熱等）和教學難點（滴定操作和滴定終點的判斷），教師將班級分成由2至3人組成的實驗小組，將課中環節的微課發布給每個實驗小組，小組成員通過反復觀看微課視頻，了解實驗步驟，弄清教師講授時的操作細節和觀看相關實驗現象，并在微助教討論區進行討論，教師查看討論記錄，了解學習情況。在實驗操作時，學生可將手機放在不干擾實驗操作的區域，一邊觀看微課視頻，一邊進行蒸發濃縮、結晶和減壓抽濾等操作，確保實驗操作保持較高的成功率，提高自信心。這改變了以往在全班學生進行實驗操作時，由于時間和空間的限制，教師難以兼顧指導每個學生的現象。

利用微助教答題功能，及時反饋課堂教學進度和教學效果，促進良好的課堂互動。在學生進行關鍵實踐操作步驟前，需用手機回答相關微助教上的問題，答題正確才能繼續下一步操作。例如，在進行到滴定分析時，需要回答關于“滴定終點的判斷”，回答正確了，才能繼續下一步操作，回答錯誤的，則由指導教師及時糾正。實驗操作結束后，學生通過手機微助教回答填空題的方式形成簡易的實驗報告，下課前提交，作為課程平時成績。教師通過微助教的答題統計分析，可以實時掌握學生實驗操作結果和具體的困難，有效全面分析和評價學生學習的全過程。

利用微助教的小組討論功能，讓每個實驗小組的組長負責組織成員開展小組討論，討論的內容包括實驗操作中遇到的問題、對測試結果的討論和對教師上課的意見建議。利用微助教的互評功能，對教師教學進行過程性的評價，這樣教師就可以在教學結束之前收到教學效果反饋，以便及時、持續提高教學質量。

3.課后拓展。教師通過三個途徑將微助教建成適應不同學習需求的課外自學平臺：第一，教師在微助教上組建由不同難度試卷組成的試卷庫，讓學生能夠根據自身對專業知識掌握的情況，利用課余時間選擇自主答題、反復測試，直到掌握為止，答題記錄作為課程平時成績。第二，將微課和微助教有機結合，發揮微課的課外輔導作用，讓學生利用課余時間到實驗室對照微課視頻進行自主實踐操作，通過微助教將實驗結果反饋給教師，學生的操作紀錄也會在微助教上留下清晰記錄，作為其平時成績的加分依據，提高課外學習積極主動性。第三，教師可以將不斷更新的教學資料和行業發展情況等材料上傳微助教，讓學生及時了解專業發展動態，拓寬知識面。

三、教學改革成效

（一）豐富了實驗教學形式

微課表現形式符合學生接受知識的心理特點，學生可以在微課指導幫助下進行課前預習，在課中對教學重難點進行重點學習，在課后進行自主實踐操作學習，鞏固專業技能。有了微課的協助，教師在課堂上突破教學重難點時事半功倍，師生之間有了高效的課堂互動交流空間，活躍課堂氣氛，提高了課堂管理效率、教學效率和學習效率。教師通過微助教進行隨堂技能知識點測試，有效掌握學生學習動態，記錄和評價學習過程，提高教學質量。

（二）提高了實驗教學效果

教學團隊通過使用微助教答題功能對學生做了問卷調查，結果表明，90%的學生認為微課和微助教對提高其專業技能有較大的幫助。往屆學生的無機及分析化學實驗技能考核合格率平均在83%，而在使用了微助教和微課進行教學改革后，及格率上升至95%，這與問卷調查結果是一致的，提高了課堂教學效率和學生的學習積極主動性，讓學生從過去“上課玩手機上網”向“用手機自主學習”轉變。微課和微助教的有機結合，構建了高效的課前預習、課中學習、課后拓展的實驗教學體系。

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（責編 丁 夢）