微課在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討

邢愛萍 苑娟 褚意新

摘 ?要 從實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)中時(shí)間的分配、課后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理三個(gè)方面分析當(dāng)前大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及理論依據(jù)，提高學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量;利用微課提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能;利用微課提高學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

關(guān)鍵詞 微課;物理化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);計(jì)算機(jī)繪圖

中圖分類號：G642.423 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和移動終端設(shè)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(gè)人時(shí)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(yīng)時(shí)代的發(fā)展，取代傳統(tǒng)媒體的“微觀時(shí)代”悄然來臨。微博、微信、微電影的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來前所未有的沖擊，也對教育領(lǐng)域帶來巨大影響。

微課是指教師在教學(xué)過程中圍繞一定的知識點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)步驟或教學(xué)環(huán)節(jié)，以一定的教學(xué)理念為主要載體，開展教學(xué)活動的全過程。在教學(xué)中，微課所講授的知識點(diǎn)可以是對教科書及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的理解、解題思路的解析、課外知識的拓展以及在實(shí)驗(yàn)原理和步驟教學(xué)、注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理等方面的知識解釋和展示。

微觀教學(xué)不同于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，它有兩個(gè)顯著的特征：一是以視頻形式為呈現(xiàn)方式;二是凸顯微課的“微”?！拔ⅰ笔俏⒄n的靈魂：教學(xué)內(nèi)容含量小，每個(gè)視頻只針對一個(gè)知識點(diǎn)或一個(gè)具體問題;微課視頻時(shí)間短，一般在5～8分鐘;微課視頻形式生動活潑，趣味性強(qiáng)，能在短時(shí)間內(nèi)吸引學(xué)生的注意力;微課切入內(nèi)容迅速，講授思路清晰。它能滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，不僅有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和填補(bǔ)空白，強(qiáng)化和鞏固知識點(diǎn)，而且能使學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)?？梢哉f，它是傳統(tǒng)課堂教學(xué)資源的重要補(bǔ)充和拓展。

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，涉及面較廣，主要借助于當(dāng)代物理學(xué)的基本原理、技術(shù)、手段、儀器和設(shè)備并運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，研究和探討物質(zhì)系統(tǒng)的物理化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支所需要的基本研究工具和方法，加深了學(xué)生對物理化學(xué)理論的理解，是物理化學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)過程中逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這些能力的培養(yǎng)也是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)。然而，由于傳統(tǒng)教學(xué)理念和實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的影響，學(xué)生在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的能力培養(yǎng)一直存在許多問題。微觀課程教學(xué)模式的特點(diǎn)可以有效地解決物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各種問題，因此有必要將微觀課程教學(xué)模式引入物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

2 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

課前預(yù)習(xí)不夠充分 ?實(shí)驗(yàn)課開始前，要求學(xué)生必須預(yù)習(xí)，在充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)要做到：了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，了解本次?shí)驗(yàn)所用到的儀器的構(gòu)造、原理和使用方法，對實(shí)驗(yàn)的過程與步驟做到心中有數(shù)，還需特別留意實(shí)驗(yàn)教材中的注意事項(xiàng)，了解如何記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。只有這樣，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)才能充分發(fā)揮主觀能動性，提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

但實(shí)際情況并非如此，教師在課堂上檢查和提問時(shí)，會發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)遠(yuǎn)不夠單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)所需的基本標(biāo)準(zhǔn)。究其原因，發(fā)現(xiàn)主要有兩個(gè)。

1）學(xué)生不夠重視。很多學(xué)生只是把實(shí)驗(yàn)教材上的內(nèi)容照搬到預(yù)習(xí)報(bào)告冊上，而且在照抄過程中不上心。學(xué)生普遍認(rèn)為，書寫預(yù)習(xí)報(bào)告的目的就是應(yīng)付教師的檢查，拿到預(yù)習(xí)報(bào)告的成績。

2）學(xué)習(xí)條件的限制。有的學(xué)生對實(shí)驗(yàn)感興趣，喜歡思考，但只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，面對幾張固定的實(shí)驗(yàn)儀器圖片，自己來想象實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。這些因素會使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上很難快速地做實(shí)驗(yàn)，在操作實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)經(jīng)常翻閱課堂講稿，致使實(shí)驗(yàn)不能按時(shí)、按質(zhì)、按量完成。

課中時(shí)間分配難以調(diào)和 ?由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是基于學(xué)生的動手操作來完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師講解的時(shí)間非常有限。以河南中醫(yī)藥大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)間為例，共160分鐘，教師教學(xué)一般為30分鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，學(xué)生應(yīng)了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，掌握?shí)驗(yàn)儀器操作，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)會記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象，注意實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)。內(nèi)容多，時(shí)間十分緊張。教師總是擔(dān)心學(xué)生聽不懂實(shí)驗(yàn)原理，不會使用儀器，有很多事項(xiàng)需要注意，但不應(yīng)過多講解，以免占用學(xué)生的做實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

物理化學(xué)課一般是先上理論課，后上實(shí)驗(yàn)課，雖然實(shí)驗(yàn)所用的理論知識已經(jīng)講過，但是學(xué)生對這部分知識的掌握程度也是參差不齊。如果在實(shí)驗(yàn)課上講得多了，理論基礎(chǔ)掌握好的學(xué)生就會覺得無味，產(chǎn)生厭煩情緒;講得少了，沒掌握好的學(xué)生不理解實(shí)驗(yàn)原理，于是按照實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械性地做實(shí)驗(yàn)，無法應(yīng)對出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。由于每個(gè)人的學(xué)習(xí)能力不同，對知識點(diǎn)的需求也略有不同，總而言之，教師在實(shí)驗(yàn)課上所講解的內(nèi)容不能滿足每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

課后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 ?物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是由可見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直接得出的結(jié)論，而是先運(yùn)用儀器在實(shí)驗(yàn)過程中測量數(shù)據(jù)，然后通過對這些數(shù)據(jù)的處理得到實(shí)驗(yàn)規(guī)律，因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尤為重要。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常會記錄大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且每節(jié)實(shí)驗(yàn)課上測出的數(shù)據(jù)通過處理后都需要上交教師進(jìn)行批閱。目前，數(shù)據(jù)處理的主要方法有人工處理法和計(jì)算機(jī)輔助法。人工處理繪圖時(shí)，若橫軸與縱軸上的分度選擇不當(dāng)，將會使曲線的某些相當(dāng)于極大、極小或折點(diǎn)的特殊部分不能顯示清楚，而且耗去學(xué)生過多的時(shí)間在數(shù)據(jù)處理上。隨著計(jì)算機(jī)的普及，采用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，可以幫助學(xué)生省去很多人工處理數(shù)據(jù)的麻煩，同時(shí)使物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理更加科學(xué)和規(guī)范。

以河南中醫(yī)藥大學(xué)為例，近年來一直要求物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理必須使用計(jì)算機(jī)繪圖。但大部分學(xué)生之前并沒有使用過計(jì)算機(jī)繪圖軟件，每次上實(shí)驗(yàn)課前，教師都會給學(xué)生詳細(xì)講解如何使用計(jì)算機(jī)繪圖。有些學(xué)生計(jì)算機(jī)能力比較強(qiáng)，講解完后數(shù)據(jù)處理很規(guī)范;而有些學(xué)生掌握得相對差些，課后還是不會使用計(jì)算機(jī)繪圖。

3 微課在大學(xué)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

有效提高學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量 ?物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)概念和知識點(diǎn)不好理解，如溶解熱測定實(shí)驗(yàn)中有關(guān)溶解熱的概念;或者某些儀器操作容易出錯(cuò)，比如液體飽和蒸氣壓的測定實(shí)驗(yàn)中三個(gè)閥門的操作，停止抽真空時(shí)應(yīng)采取的正確操作等。因此，教師在預(yù)習(xí)階段應(yīng)仔細(xì)梳理，總結(jié)并制作實(shí)驗(yàn)所涉及的理論知識、實(shí)驗(yàn)原理和儀器操作的微課。學(xué)生根據(jù)自身情況，可以在實(shí)驗(yàn)課前的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)多次重復(fù)學(xué)習(xí)，充分掌握實(shí)驗(yàn)原理和儀器操作。如在蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，可以通過微課預(yù)習(xí)旋光儀的構(gòu)造原理及使用方法，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后有目的地聽教師講解，這樣很快就可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。

所做的微課，一方面可供許多實(shí)驗(yàn)教師使用，有效地節(jié)約教師資源，減少教師的重復(fù)講解;另一方面，學(xué)生可以對即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有詳盡的了解和認(rèn)識，預(yù)知哪些步驟容易出錯(cuò)，哪些現(xiàn)象需要認(rèn)真觀察，哪些儀器需要細(xì)心操作，通過這種有針對性的預(yù)習(xí)，從而提高實(shí)驗(yàn)的效率和保障實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。

有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能 ?由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較復(fù)雜，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作部分均可以制作成微課，通過微課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠清楚地掌握每個(gè)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?yàn)橛行﹥x器會在多個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到，一來減少資源浪費(fèi)，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，再者對于儀器掌握不扎實(shí)的學(xué)生可以將精力投入儀器部分的學(xué)習(xí)。比如可以把“溶液表面張力的測定”實(shí)驗(yàn)中如何使用阿貝折射儀制作成微課，在后期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“雙液系沸點(diǎn)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(shí)候，對阿貝折射儀調(diào)節(jié)掌握不熟練的學(xué)生，可以通過復(fù)習(xí)該微課來提高本次實(shí)驗(yàn)的效率。

教師也可以在微課教學(xué)中展示所出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)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(jù)經(jīng)驗(yàn)，提前預(yù)測實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的各種問題，將解決方法制成微課;學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可通過觀看微課，解決遇到的此類問題，從而保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

有效提高學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力 ?實(shí)驗(yàn)課后引入微課，是因?yàn)槲锢砘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理將運(yùn)用大量高等數(shù)學(xué)知識，所以課后制作一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)處理的微課教學(xué)視頻。學(xué)生通過學(xué)習(xí)微課，對數(shù)據(jù)做出正確處理分析，從而得出真實(shí)的結(jié)論和規(guī)律。大多數(shù)剛進(jìn)入大二的學(xué)生不會使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件，導(dǎo)致花費(fèi)較多時(shí)間來學(xué)習(xí)使用Excel或Origin軟件，而且處理的數(shù)據(jù)也不是很科學(xué)和規(guī)范。教師可以將計(jì)算機(jī)輔助處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作成微課，讓學(xué)生通過觀看微課，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法，從而提高使用繪圖軟件處理數(shù)據(jù)的效率和能力。

4 結(jié)語

微課用于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)起到真正的作用，同時(shí)提高學(xué)生的動手能力和處理數(shù)據(jù)能力。相信隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，微課將作為一種新型的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式，在今后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]胡鐵生.“微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（10）：61-65.

[2]胡鐵生.區(qū)域性優(yōu)質(zhì)微課資源的開發(fā)與思考[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013（4）：19-22.

[3]高子舒，李曉杰.高校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革初探[J].教書育人：高教論壇，2017（8）：96-97.

[4]王穎，吳瑞鳳，張桂峰.淺談微課在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2018（11）：68.

[5]肖莉，魏要麗，劉殿國.微課教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用[J].新課程研究，2017（7）：97-98.

[6]楊亞琦，陳桂，胡揚(yáng)劍.微課在地方本科院?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].廣州化工，2017，45（19）：161-162.

[7]周春瓊，馬豫峰，路新衛(wèi)，等.微課在醫(yī)學(xué)院校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2017，19（8）：623-625.

[8]費(fèi)菲.在物化試驗(yàn)中引入微課教學(xué)的可行性探討[J].科技視界，2016（19）：108.