微課在材料化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

張 彰，王傲楠，吳雙雙

(信陽師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，河南 信陽 464000)

材料化學(xué)是在化學(xué)學(xué)科，材料學(xué)科的基礎(chǔ)上延伸出來的，在化學(xué)和材料學(xué)的知識相互交叉，碰撞，滲透的過程中形成的一種新興的邊域?qū)W科。材料化學(xué)在新材料的發(fā)現(xiàn)、制備和修飾工藝的發(fā)展以及材料的表征方法的等領(lǐng)域都做出了巨大的貢獻(xiàn)，而且在原子和分子水平上設(shè)計(jì)新材料方面有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。材料化學(xué)課程的開設(shè)使學(xué)生培養(yǎng)初步分析、探究并解決生活中我們所接觸到的材料中存在的實(shí)際化學(xué)問題的能力，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更加熟悉材料相關(guān)領(lǐng)域中的一些知識，在實(shí)際生活中更加容易掌握材料的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系等。而且通過實(shí)驗(yàn)操作，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐操作能力[1]。而隨著科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的材料化學(xué)課堂教學(xué)模式已不能順應(yīng)時(shí)代的潮流，材料化學(xué)是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，由于某些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性和難以操作性，以及有些高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備尚不完備，傳統(tǒng)的材料化學(xué)課堂教學(xué)已經(jīng)不能向?qū)W生完美地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全過程。這時(shí)，“微課”教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，微課以其“短小精悍”的優(yōu)點(diǎn)，得到了國內(nèi)教育界的廣泛認(rèn)可，微課以短視頻的形式把知識傳授給學(xué)生，使學(xué)生利用每一個(gè)碎片化的時(shí)間來學(xué)習(xí)知識，而且時(shí)間地點(diǎn)相對寬松，只要有網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)，隨時(shí)隨地都可以學(xué)習(xí)。這種學(xué)習(xí)模式針對性強(qiáng)，效率高，而且方便老師和學(xué)生，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)材料化學(xué)教學(xué)的缺陷，“微課”作為一種新型信息化資源，正以其“主題突出，情境真實(shí)，短小精悍，生動(dòng)有趣”的優(yōu)勢，快速滲透到各個(gè)高校的教育改革中去[2]。這樣看來，微課教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合已是材料化學(xué)教學(xué)的大勢所趨。

1 高等院校材料化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

隨著科技的不斷進(jìn)步和新材料的發(fā)現(xiàn)以及新理論的提出，材料化學(xué)被注入了新的生命力，并擁有了更加廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用前景。材料化學(xué)與工程技術(shù)的日益融合使材料化學(xué)研究已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化，并開拓了許多全新的研究領(lǐng)域[1]。

作為一門新興學(xué)科，材料化學(xué)課程的授課內(nèi)容涉及材料科學(xué)和化學(xué)學(xué)科的知識，而材料科學(xué)包含金屬材料，非金屬材料，納米材料等等，化學(xué)又分為無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，分析化學(xué)，物理化學(xué)等等幾類，所以由此可見材料化學(xué)研究范圍之廣以及知識點(diǎn)之雜，多。但是目前，在課堂上教師對學(xué)科的原理、規(guī)律等難以向?qū)W生闡釋清楚，而且傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與授課形式單調(diào)無趣，教師只是按照固定的模式機(jī)械地進(jìn)行教學(xué)。這很大程度上限制了學(xué)生獲取知識的快捷性和豐富性，長期按部就班的授課形式使學(xué)生感到枯燥乏味，課堂上提不起學(xué)習(xí)興趣，上課昏昏欲睡的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。而且因?yàn)椴牧匣瘜W(xué)是近幾年的新興學(xué)科，目前材料化學(xué)課程講授內(nèi)容還停留在材料化學(xué)經(jīng)典領(lǐng)域，而未能與學(xué)科發(fā)展趨勢相結(jié)合，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的一些新材料以及提出的新理論，新思想，新概念還未來得及編入教材以致教材的內(nèi)容陳舊單一，而且課程參考資料還不是很充足，導(dǎo)致學(xué)生找不到獲取知識的渠道，以致學(xué)生知識面狹窄，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及開闊的視野，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大降低，學(xué)習(xí)的積極性也大打折扣[3]。

此外，針對大多數(shù)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不經(jīng)處理就直接排放大量的污染物的現(xiàn)狀，化學(xué)學(xué)術(shù)界提出了“綠色化學(xué)”的全新概念，為貫徹落實(shí)這一全新的概念，我們在教學(xué)方式上也應(yīng)該做出一定的改進(jìn)。因此，材料化學(xué)教學(xué)方式應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，隨著科技的不斷進(jìn)步也日新月異。

2 微課教學(xué)的概念以及優(yōu)勢

21世紀(jì)科技的飛速發(fā)展給人們生活帶來了很大的便利的同時(shí)，人們的生活節(jié)奏也變得越來越快。這時(shí)，一些新型的，高效率的學(xué)習(xí)軟件和視頻作品也應(yīng)運(yùn)而生，例如：“微博”、“微電影”、“微課”等等。微課，是指“微型視頻課程”，是以短視頻為呈現(xiàn)方式，基于學(xué)科知識點(diǎn)而構(gòu)建，形成的新型網(wǎng)絡(luò)課程，時(shí)長一般在5～20min左右，特別適合在智能手機(jī)或計(jì)算機(jī)等設(shè)備上觀看學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生獲取知識的趣味性和自由性以及便利性。實(shí)際上就是以視頻為主要載體,教師在課堂教學(xué)中圍繞某個(gè)學(xué)生普遍模糊不清的知識點(diǎn)或重點(diǎn)難點(diǎn)而開展的一種新型教學(xué)模式。微課的核心內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻，同時(shí)還包含了與該教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的例題講解，疑難知識點(diǎn)重點(diǎn)剖析，課件素材、課后習(xí)題練習(xí)測試及學(xué)習(xí)情況的反饋、教師教學(xué)反思與對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評等輔助性的教學(xué)資源，這些資源以一定的順序和組織關(guān)系共同營造了一個(gè)主題突出、生動(dòng)有趣的“微情景”，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)的隨時(shí)性和互動(dòng)性，成為新時(shí)代的新型的學(xué)習(xí)方式[4]。

微課，主要就體現(xiàn)在“微”上面，在時(shí)間，內(nèi)容以及形式上都集中體現(xiàn)出“微”的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的常規(guī)課相比，微課在很多方面都比較有優(yōu)勢，下面我們主要從五個(gè)方面來闡述微課的優(yōu)勢所在。

2.1 課程內(nèi)容方面

微課是專注于一個(gè)知識點(diǎn)，主要就是學(xué)生普遍認(rèn)為的難點(diǎn)或老師認(rèn)為的重點(diǎn)，問題聚集，主題突出，對一個(gè)知識點(diǎn)從不同方面采用多種形式進(jìn)行突破和滲透，幫助學(xué)生理解并掌握，這樣有目的的教學(xué)和學(xué)習(xí)，對一些盲點(diǎn)多的學(xué)生大有裨益，所以更加適合教師和學(xué)生的需要; 而常規(guī)課是一套系統(tǒng)的課程，是一節(jié)完完整整的課堂，但知識點(diǎn)多而雜亂，重點(diǎn)不突出，雜亂無章的知識點(diǎn)也不易于學(xué)生記憶和掌握，學(xué)生看到這么多的知識要掌握，可能內(nèi)心已經(jīng)產(chǎn)生了抵觸情緒，學(xué)習(xí)效果可想而知。

2.2 授課形式方面

微課的授課形式體現(xiàn)了情境性的特征，許多教師進(jìn)行微課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將教學(xué)地點(diǎn)與課程主題相結(jié)合，采用動(dòng)圖、視頻、動(dòng)畫等多種新興的教課手段，將知識內(nèi)容以多種形式進(jìn)行再現(xiàn)和解讀,在這種具體形象的情境中有利于學(xué)生融入情景，更容易掌握知識，而且可以提高自主學(xué)習(xí)能力。教師還可以根據(jù)學(xué)生的需求進(jìn)行回放；進(jìn)一步鞏固學(xué)生知識點(diǎn)薄弱的地方。而傳統(tǒng)的教學(xué)課堂是教師通過板書等載體進(jìn)行講解，教學(xué)方式呈現(xiàn)出明顯的傳統(tǒng)性，而且黑板可呈現(xiàn)的內(nèi)容有限，有時(shí)學(xué)生還來不及掌握，黑板上的內(nèi)容已經(jīng)被擦掉，這樣會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的心情，不易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效率不是很高。

2.3 課堂時(shí)間方面

微課的授課時(shí)間一般保持在3～10min左右，這是可以使學(xué)生注意力充分集中的有效時(shí)間，可以大大提高學(xué)習(xí)效率，也符合當(dāng)今人們快節(jié)奏的學(xué)習(xí)方式。 而傳統(tǒng)課堂一堂課一般都在45min甚至以上，幾乎沒有學(xué)生保證可以這么長時(shí)間完全集中于課堂學(xué)習(xí)中，大部分學(xué)生難以長時(shí)間在課堂上集中注意力，經(jīng)常出現(xiàn)不注意聽講以及走神的現(xiàn)象，教學(xué)效果不甚理想。

2.4 教學(xué)場地方面

微課的教學(xué)場地非常寬松，它不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，只需要通過移動(dòng)設(shè)備連接互聯(lián)網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，也可以說只要有計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生不在學(xué)校也可以學(xué)習(xí)，這樣一種新奇的學(xué)習(xí)方式會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而常規(guī)課不同，需要在教室類似的特定的地點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，長期這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生感到枯燥無味，對學(xué)習(xí)沒有很強(qiáng)的興趣，以致無法做到自覺主動(dòng)地去學(xué)習(xí)。

2.5 知識覆蓋方面

現(xiàn)在科技這么發(fā)達(dá)，人們獲取知識的渠道已經(jīng)從報(bào)刊，書籍，雜志等變成互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，傳統(tǒng)的課堂上教師可傳授的知識是有限的，知識覆蓋面小?！拔r(shí)代”的人們更傾向于利用網(wǎng)絡(luò)來獲取知識，微課，作為連接互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)設(shè)備的媒介，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)與課堂教學(xué)相結(jié)合，可以將知識更快更廣地傳遞出去，擴(kuò)大知識覆蓋面，盡可能使更多的人從中受益[5]。

3 微課在材料化學(xué)教學(xué)的具體應(yīng)用

3.1 微觀物質(zhì)“宏觀化”，宏觀物質(zhì)“具體化”

材料化學(xué)是在分子和原子的水平層次上，通過研究材料的合成、結(jié)構(gòu)和材料性能之間關(guān)系設(shè)計(jì)出新型材料[6]。在材料化學(xué)課程中，相當(dāng)一部分學(xué)生對晶體結(jié)構(gòu)，三元立體相圖等特別抽象的部分理解起來有困難。知識點(diǎn)的遺漏會(huì)影響日后的學(xué)習(xí)進(jìn)程。黑板板書枯燥無味，色彩鮮艷的PPT圖片看久了學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疲憊感。教師想要完整地完成這門課程的教學(xué)任務(wù)，達(dá)到令學(xué)生滿意的教學(xué)效果就要尋找新的教學(xué)模式。而微課利用動(dòng)畫演示授課動(dòng)，以靜變動(dòng)，化抽象為具體，易于學(xué)生理解。如利用三維繪圖軟件，對各種基礎(chǔ)晶胞單元的結(jié)構(gòu)及原子的堆積方式采用不同的旋轉(zhuǎn)模式以及多變的顏色對比，會(huì)讓學(xué)生們對這些基礎(chǔ)知識有更深的了解，從而會(huì)達(dá)到更好的教學(xué)效果[7]。

3.2 重點(diǎn)突出，注重學(xué)生的整體水平

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是“一次性的”課堂，程度好的同學(xué)上課就可以把知識點(diǎn)掌握，但是一個(gè)班級也不是只有好學(xué)生，也有接受能力不那么強(qiáng)的學(xué)生，一遍過的教學(xué)方式可能不能被接受，上課聽不懂這個(gè)知識點(diǎn)，可是老師不會(huì)為了個(gè)別人去耽誤大多數(shù)學(xué)生的時(shí)間，把問題再講一遍，所以沒有掌握知識的學(xué)生可能會(huì)因此而影響上課的心情，腦子開小差，“為什么都是在一個(gè)班級里上課，為什么別人一遍就可以聽懂，自己卻做不到”，所以學(xué)生的程度差異比較大，成績的整體水平不高。而將“微課”引進(jìn)化學(xué)教學(xué)過程中，情況便有了改觀，沒有掌握知識點(diǎn)的學(xué)生可以利用零碎的時(shí)間把講這個(gè)知識點(diǎn)的視頻片段慢放，回放，最終達(dá)到知識點(diǎn)掌握的目的，這樣對教師對學(xué)生來說，都是方便有利的，而且可以提高學(xué)生的整體水平，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和競爭，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)的進(jìn)步。

3.3 “點(diǎn)”式復(fù)習(xí)，鞏固舊知

微課又稱“課例片段”，是針對某個(gè)知識點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而展開的教學(xué)活動(dòng)。這個(gè)“片段”碎，卻有章可循；小，卻言簡意賅。將復(fù)雜繁瑣的知識連綴成為網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生形成自己的知識結(jié)構(gòu)體系，而且還有課后習(xí)題來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于學(xué)生鞏固和復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容。

4 微課與材料化學(xué)結(jié)合的意義

4.1 微課有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自信心

微課是一種相對于傳統(tǒng)課堂教學(xué)而言的充分利用因特網(wǎng)絡(luò)的一種只用于講授單一知識點(diǎn)或突破某個(gè)教學(xué)問題的在線課程教學(xué)形式，教學(xué)以短小精悍的視頻為核心，其優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在教學(xué)目標(biāo)更明確、學(xué)習(xí)時(shí)間不受限制、學(xué)生易于理解知識點(diǎn)尤其是重點(diǎn)和難點(diǎn)以及提高學(xué)習(xí)效率等[4]。圖文并茂，有聲有色，生動(dòng)形象的微課視頻能極大地提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。再者，學(xué)生不必再每天盯著黑板上的知識點(diǎn)，擔(dān)心自己因?yàn)閷W(xué)習(xí)速度慢，而不能完全跟上教師的教學(xué)進(jìn)度。沒有了時(shí)間和空間的限制，學(xué)生可隨時(shí)通過微課來查漏補(bǔ)缺，學(xué)有余力的同學(xué)還可以通過微課達(dá)到知識的拓展。長此以往，學(xué)生對知識的掌握更加深刻，學(xué)習(xí)起來就會(huì)如魚得水，學(xué)習(xí)效率高，自信心自然而然也會(huì)提高。

4.2 微課有助于提高教師對學(xué)科的研究和自身素質(zhì)

時(shí)代在進(jìn)步，不僅體現(xiàn)在科技的發(fā)展，更體現(xiàn)在思想的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。我們的材料化學(xué)老師只有探討和研究新的教學(xué)方式和方法，才能跟上時(shí)代的步伐和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[9]。而微課是一種將影像視頻、圖片和課本知識結(jié)合一體的創(chuàng)新型教學(xué)模式，圖文并茂，有聲有色，生動(dòng)形象，是教育方式上的重大改革和進(jìn)步。在制作微課時(shí)，老師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，在眾多素材中反復(fù)斟酌，選取出最有價(jià)值的部分加以應(yīng)用，思考出一個(gè)最簡單、最易接受的講課方式來輔助學(xué)生攻克學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)和需要掌握的重點(diǎn)難點(diǎn)，讓他們通過微課來真正地學(xué)好材料化學(xué)。微課不僅是學(xué)生的“老師”，更是老師的“老師”。我們知道，通常情況下，青年教師會(huì)隨堂聽優(yōu)秀教師的授課來吸取優(yōu)秀教師的經(jīng)驗(yàn)，但由于時(shí)間的限制，青年教師無法逐一向優(yōu)秀教師“取經(jīng)”。微課的出現(xiàn)使得青年教師可以利用自己的閑暇時(shí)間觀看微課視頻，學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)豐富教師的授課之道，發(fā)現(xiàn)問題馬上解決，有助于提高自己的教學(xué)水平。除了觀看別人的視頻，教師也可以在觀看自己的視頻，不斷地發(fā)現(xiàn)自己講課中存在的問題和錯(cuò)誤，也幫助老師更好地完善自己的教學(xué)內(nèi)容[10]。

4.3 微課有助于提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性

學(xué)好材料化學(xué)的要點(diǎn)之一就是精準(zhǔn)地掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧，但是關(guān)于實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生課前難以預(yù)習(xí)，課后無法復(fù)習(xí)。事實(shí)上，為了自身的安全和實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)生應(yīng)該也必須在課前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一定的了解，課后也應(yīng)及時(shí)地復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)、注意事項(xiàng)和操作步驟。實(shí)驗(yàn)室只在課堂上才對學(xué)生開放，這就限制了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)效果。微課不僅還原了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場景，而且能夠讓學(xué)生更加直觀地、準(zhǔn)確地看到在實(shí)驗(yàn)過程中的操作步驟和存在的問題，注意力高度集中，似乎身臨其境，加深對問題的印象，從而避免相關(guān)問題的再次出現(xiàn)。以此有助于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)化學(xué)理論知識和操作技巧。

4.4 微課有助于提升化學(xué)課堂的創(chuàng)新性

微課的價(jià)值不僅體現(xiàn)在它的專業(yè)性，更體現(xiàn)在它作為一種有聲有影的動(dòng)畫的趣味性，最重要的是它衍生出一種新的學(xué)習(xí)方式。微課除在線視頻外還設(shè)有問題思考、交流討論以及材料拓展，這些途徑使學(xué)習(xí)的質(zhì)量、學(xué)習(xí)的深度和廣度更上一個(gè)臺階。課前預(yù)習(xí)新知，課中解決問題，課后溫習(xí)再知新，將微課與傳統(tǒng)材料化學(xué)教學(xué)合二為一，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和修繕，優(yōu)勢互補(bǔ)，相輔相成。這種先學(xué)后教，以學(xué)定教的微課教學(xué)模式轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)課堂以講授為主的模式，既有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的自覺性、主動(dòng)性、獨(dú)立性和堅(jiān)持性，從而提高材料化學(xué)的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

為更好地適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境同時(shí)滿足教育改革的需要，將微課教學(xué)模式引用到材料化學(xué)教育中就顯得尤為重要。微課發(fā)揮其“短、小、精、悍”的巨大優(yōu)勢，給課堂教學(xué)注入新鮮活力，相信微課將成為大學(xué)教育快速發(fā)展的又一大助力。

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