微課在大學基礎化學實驗教學中的應用探索

馬健巖，許 峰

(沈陽建筑大學 材料學院 化學實驗中心，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，要重塑教育教學型態(tài)，打造適應學生自主學習、自主管理、自主服務需求的的智慧課堂、智慧實驗室，大力推動虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代技術(shù)在教學中的應用[1]。微課作為一種傳統(tǒng)教學基礎上繼承和發(fā)展起來的新型信息化教學資源，對于提高教學質(zhì)量具有重要意義。

化學是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的重要基礎學科，是一門以實驗為基礎的學科。通過化學實驗教學可以幫助學生理解化學知識，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。提高實驗教學質(zhì)量，是現(xiàn)階段高等院?；瘜W課程研究的主要任務之一。

1 我?；A化學實驗教學現(xiàn)狀

我?；A化學實驗是將無機化學實驗、有機化學實驗和分析化學實驗整合在一起，面向機械、環(huán)境、材料等多個工科類專業(yè)開設的基礎類實驗課程?；A化學實驗教學的目的是使學生在教師的指導下訓練基本操作技能、掌握經(jīng)典化學知識，鞏固、擴大和加深課堂所學的理論知識[2]。筆者從長期的實驗教學反饋意見中發(fā)現(xiàn)并不能完全達到上述教學效果，還面臨一些問題。首先，課前預習效果不好。實驗教學中雖然要求學生課前預習，但僅憑借實驗教材上的有限的文字，學生只能大概掌握實驗流程，難以激發(fā)學習興趣，甚至很多同學根本就不預習實驗內(nèi)容，被動聽課，被動完成實驗操作，影響了實驗課堂的教學效果。其次，僅憑課上教學，學生難以掌握實驗項目的重點內(nèi)容，比如分析化學中知識點零碎，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，基礎化學實驗中用到精密儀器盡管教師課上反復強調(diào)使用方法，學生在短時間內(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，基礎化學實驗的項目多為基本技能訓練性和驗證性，而提高學生能力的設計性綜合實驗較少，難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和綜合能力。

2 微視頻的應用探索

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，針對學生課上的薄弱環(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，給學生身臨其境的感覺；(3)隨時學習，重復學習。微視頻可以反復播放，學生可以利用手機等移動設備，根據(jù)自己的實際需要隨時隨地學習[3]。

2.2 微視頻課程設計

基礎化學實驗微課是通過設計實驗方案，演示實驗操作步驟，講解及分析實驗原理，使學生快速掌握重要知識點，引導學生進行科學探究的一類微課[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實驗操作單元和小型精密儀器的使用方法進行設計。筆者整合所有實驗項目中涉及到的基礎操作單元，其中包括分析化學實驗中的稱量、移液管和吸量管的使用方法、滴定、定容；有機化學實驗中的減壓蒸餾，減壓過濾、重結(jié)晶等；無機化學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)時應采用特寫畫面，并配合講解。將錄制好的視頻在電腦上導出，對其進行編輯，加入字幕或進行聲音處理。

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，例如有機化學實驗中涉及到合成反應原理部分，可以應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過程中舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成過程，把抽象的空間結(jié)構(gòu)直觀的展示給學生；課件制作過程中，應用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，有利于引導學生一步一步地學習。

3 微課的應用探索

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

3.1 激發(fā)學習興趣，提高課下學習效果

課前的預習是必不可少的，微課畫面具有形象生動直觀的特點，配合音頻字幕等信息，可以幫助學生快速的了解實驗原理，需要應用的儀器設備及使用方法，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)容進行編輯整理，包括實驗反應機理的三維視頻，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，每學期實驗課前，將這些微課視頻統(tǒng)一拷貝給學生，學生可以在課前有選擇性的進行預習。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)生的水倒吸回反應裝置的現(xiàn)象也錄制出來，使得學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，提高課堂學習效率

課堂教學中，學生結(jié)合微課學習，能夠高效準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，學生和教師會花費大量的時間精力在儀器的教學上，引入微課后，可以在保證學生能夠快速準確的完成實驗內(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。微課還可以幫助學生增強獨立完成實驗的信心，例如無機化學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，有了微課的教學指導，學生事先有思想準備心里不會慌亂，可以耐心通過離心等方法進一步準確觀察到實驗現(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計性實驗。學生只要根據(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行學習，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?；A化學實驗教學后轉(zhuǎn)變了學生學習模式，由單一的課堂教學變?yōu)樽灾鲗W習。通過幾年的應用探索，我們發(fā)現(xiàn)學生的學習積極性提高了，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，提高了教學效果。今后，我們會繼續(xù)根據(jù)學生教學反饋意見，進一步優(yōu)化微課內(nèi)容，加強對學生的引導，形成良好的教學氛圍。