基于微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課教學(xué)模式探索

陳 文 王湘君 張順琦 李凌燕 王玉杰 鐘 淼

①海南熱帶海洋學(xué)院理學(xué)院 ②海南熱帶海洋學(xué)院水產(chǎn)與生命學(xué)院

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)自然科學(xué)，化學(xué)中的科學(xué)規(guī)律都是在科學(xué)家在實驗中得到的，可見化學(xué)實驗的在化學(xué)學(xué)科中的特殊作用?；瘜W(xué)實驗教學(xué)于中學(xué)生而言可使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究精神、提高實驗操作能力、增強構(gòu)建化學(xué)知識體系能力等，但化學(xué)實驗、化學(xué)藥品具有一定的危險性，造成了多數(shù)化學(xué)實驗只能由教師講解或演示，使化學(xué)實驗失去了培養(yǎng)學(xué)生能力的初衷。本研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課教學(xué)模式，以促進化學(xué)師范生實驗教學(xué)能力的提高。

1 前言

在科教興國的政策下，對中學(xué)生的教育教學(xué)研究方面成為熱點。隨著時代的進步和電子信息技術(shù)的普及，微格教學(xué)作為一種新型教學(xué)模式逐步進入人們的視野[1]。所謂微格教學(xué)，是指教師利用視聽說等現(xiàn)代儀器設(shè)備，將教師所需講解的知識片段進行拍攝記錄，然后在同組同事教師和班級學(xué)生的點評下，不斷完善錄播的內(nèi)容，讓學(xué)生和所要提高能力的教師進行視頻片段的反復(fù)學(xué)習(xí)以促進知識和能力成長的新型教育模式[2]。實驗知識是化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)必不可少的實踐知識，但因化學(xué)實驗具有危險性、耗時性等因素，對化學(xué)教師的實驗準備、實驗講解教學(xué)和中學(xué)生的實際實踐操作都具有巨大的挑戰(zhàn)，故研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課模式[3]。微格教學(xué)[4]于化學(xué)教師而言，一方面可促進化學(xué)教師對實驗過程進行全方位檢查和評定，使組織設(shè)計能力提升，另一方面由多方面的評價和反思，可完善不足之處，發(fā)揮長處，激勵化學(xué)教師不斷學(xué)習(xí)。綜上，為解決化學(xué)實驗課程可以落實在每一所中學(xué)，研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課教學(xué)模式，為化學(xué)教師提供實驗教學(xué)方式，以提高學(xué)生的實驗探究能力[5]。

2 微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課教學(xué)模式研究

2.1 化學(xué)實驗課教學(xué)模式研究進程

微格教學(xué)模式由時代進步孕生，在實踐中不斷被完善而趨于成熟，現(xiàn)已廣泛運用于多種學(xué)科的教學(xué)。林燕萍[5]以佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為例，運用多媒體和新型信息技術(shù)對教育碩士生進行微格教學(xué)技能培養(yǎng)，對培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的問題進行總結(jié)，并針對性的給予了建議，相對而言教育碩士已取得了較大的進步；霍平[6]等人發(fā)現(xiàn)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，傳統(tǒng)微格教學(xué)已難以滿足師范生的成長需求，其通過研究傳統(tǒng)微格教學(xué)的突出問題，將化學(xué)專業(yè)特點與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)相合，創(chuàng)建了一個以“經(jīng)驗+反思=教師的專業(yè)成長”作為化學(xué)教師成長公式的“新微格教學(xué)實訓(xùn)室”，使化學(xué)師范生以自評尋找自身不足，促進化學(xué)師范生專業(yè)養(yǎng)成；黃靜[7]以“結(jié)構(gòu)-定向”為核心理念，對化學(xué)師范生進行了實驗教學(xué)訓(xùn)練，構(gòu)建了化學(xué)師范生的教育心理結(jié)構(gòu)，由定向培養(yǎng)和微格教學(xué)相結(jié)合以優(yōu)化教學(xué)過程，完善認知結(jié)構(gòu)，強化理念意識，全方位提高師范生教育教學(xué)能力。綜上，不同教育家從不同角度對化學(xué)師范生在教育教學(xué)技能上存在的問題進行論述，并提出了解決途徑，對化學(xué)師范生在新課程改革下進一步提高自身能力起著至關(guān)重要作用。

2.2 基于微格教學(xué)的化學(xué)實驗課教學(xué)問卷調(diào)查

（1）調(diào)查目的?；瘜W(xué)學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，本次調(diào)查的目的是為了探索新時代下高中生對化學(xué)實驗課的新需求以及對現(xiàn)有化學(xué)實驗課的滿意程度，以實驗調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，對現(xiàn)有化學(xué)實驗課程進行微格化學(xué)實驗改革，促進微格教學(xué)在化學(xué)實驗課程的應(yīng)用。

（2）調(diào)查對象。本次的調(diào)查對象為三亞各中學(xué)學(xué)生。

（3）調(diào)查方法。本次調(diào)查采用問卷調(diào)查法，利用紙質(zhì)問卷在各中學(xué)進行隨機發(fā)放，回收所有問卷后進行數(shù)據(jù)處理。

（4）調(diào)查結(jié)果。本次調(diào)查問卷的總填寫人數(shù)307人。利用計算機電子表格對數(shù)據(jù)進行分析，實驗結(jié)果進行統(tǒng)計，其具體數(shù)據(jù)分布如下所示。

圖1 學(xué)生喜歡的化學(xué)課程情況

圖2 學(xué)生熱愛化學(xué)的原因情況

由上述調(diào)查顯示，中學(xué)生在對化學(xué)的學(xué)習(xí)上，熱衷于實踐，對于理論課程，更傾向于化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)，而在對化學(xué)學(xué)科的熱愛，主要是化學(xué)實驗的可操作性及不確定性深深吸引著學(xué)生探索未知的欲望，使學(xué)生對化學(xué)實驗產(chǎn)生憧憬和想象。

圖3 化學(xué)實驗對化學(xué)學(xué)習(xí)幫助情況

圖4 實驗教學(xué)方式喜歡情況

由上述調(diào)查顯示，在實驗教學(xué)的意義上，實驗教學(xué)更有利于加深學(xué)生對理論知識的理解；在實驗教學(xué)的方法上，學(xué)生喜歡師生共同進行實驗探究，熱衷于邊講邊實驗；但是現(xiàn)在的多數(shù)中學(xué)對化學(xué)實驗課程安排仍處于起步階段，其主要原因一方面是因為實驗準備教師的不足，另一方面是因為實驗安全性得不到保障。因此微格教學(xué)應(yīng)景而生，為促進學(xué)生對化學(xué)進一步深入開發(fā)了新的資源[8]。

2.3 化學(xué)實驗課教學(xué)模式面臨的問題

微格教學(xué)作為一種全新的教育模式已經(jīng)逐步進入新時代的課堂，但在實踐的過程中也逐步顯示出新的問題[9]。目前，建立一個完整的微格教學(xué)實驗室不僅需要高昂的費用，而且還將產(chǎn)生隨之而來機器維護費用和化學(xué)實驗材料費用，這就致使各高校不可能均建立起微格實驗室；其次，微格教學(xué)因其包容性小，只能少人數(shù)進行訓(xùn)練，而在大型師范院校，師范生數(shù)量龐大，進行微格教學(xué)訓(xùn)練時只能分批分期，這就容易導(dǎo)致儀器的破損以及師范生發(fā)展不均衡；然后，化學(xué)實驗往往伴隨著一定的危險性，很多高校為了學(xué)生的安全，往往省略掉了危險實驗以及危險藥品的提供，這就使化學(xué)師范生訓(xùn)練不充分不均衡；最后，化學(xué)師范生的教育教學(xué)指導(dǎo)老師較少，高校教師大多為教授或副教授，他們均有自己的科研項目，其大多數(shù)時間一部分用于課堂教學(xué)，一部分用于科學(xué)研究，因此，在指導(dǎo)師范生進行微格訓(xùn)練就會力不從心，且?guī)熧Y力量也有所缺乏，就致使微格教學(xué)下的化學(xué)實驗課訓(xùn)練成效低[10]。

傳統(tǒng)化學(xué)實驗課程[11]一般由教師主導(dǎo)，且多為分組授課，其一般過程為老師先進行半小時的實驗講解，包括確定實驗的目的、掌握實驗的原理、選擇適宜的實驗材料、設(shè)計合理的實驗步驟以及注意事項等方面，然后學(xué)生根據(jù)安排好的小組進行實驗，教師則在各小組間對各個實驗組的操作步驟及產(chǎn)生的問題給予解答，最后對各小組實驗現(xiàn)象以及實驗結(jié)果進行點評和總結(jié)，最后結(jié)束后均可離開實驗室，并在課后根據(jù)記錄撰寫實驗報告。傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)中有一系列弊端，首先，多為教師主導(dǎo)，學(xué)生被動參與，這就使學(xué)生思考能力和探究能力下降；其次，課上進行實驗講解，已經(jīng)浪費掉了大量的時間，會讓學(xué)生動手的時間縮短，從而使學(xué)生動手實驗時一味注重結(jié)果，對現(xiàn)象和原理認識不清楚；最后實驗儀器和材料的準備，也會使教師壓力增大，產(chǎn)生懈怠心理。

3 化學(xué)實驗課教學(xué)模式的建構(gòu)

微格教學(xué)[12]的在實際操作中，就是指學(xué)生在微格教學(xué)實驗室里借助實驗室里的攝影機、電腦等電子儀器在規(guī)定的時間里記錄學(xué)生的完整的教學(xué)活動，然后由本人和同組同學(xué)及教師點評，用以完善自身，提升能力，在此基礎(chǔ)上，研究擬將進行以下改進。

3.1 節(jié)約成本，搭建開放性實驗室

針對化學(xué)微格實驗室平臺的構(gòu)建，研究意將專門搭建轉(zhuǎn)向開放性實驗室，由此可節(jié)省大量成本[13]。高校均設(shè)有開放性實驗室供學(xué)生進行科學(xué)研究，場地及儀器設(shè)備均很完善，且多為空閑實驗室，學(xué)生可在其中自由進行實驗訓(xùn)練；隨著社會的不斷進步，手機越來越智能化，其拍攝能力已經(jīng)可比肩微格實驗室的錄像設(shè)備，由此學(xué)生可六人組成一個小組，兩人準備實驗及過程，兩人作評委對實驗課堂的過程進行評價，兩人對實驗人員用手機進行拍攝和近距離錄音，其次六人互相輪換，即可完成小型微格教學(xué)活動，其優(yōu)勢不僅解決了高校對化學(xué)微格實驗室平臺構(gòu)建的資金投入，又充分利用了學(xué)校開放化學(xué)實驗室。

3.2 化學(xué)實驗課微格教學(xué)評價標準的建構(gòu)

針對傳統(tǒng)微格教學(xué)評價標準的不足，研究意將建立完善的微格教學(xué)評價標準對化學(xué)學(xué)生進行評價[14]?；瘜W(xué)實驗的微格教學(xué)評價體系擬將分為學(xué)生學(xué)習(xí)情況（Learning）、教師教學(xué)（Instruction）、實驗操作（Operation）等三部分，從而建立LIO綜合評價表；學(xué)生學(xué)習(xí)評價比例30%，教師引導(dǎo)比例30%，實驗操作40%。學(xué)生學(xué)習(xí)方面，可根據(jù)學(xué)生實驗設(shè)計預(yù)習(xí)報告、實驗操作和實驗報告等顯示學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的方面進行單項計分；教師引導(dǎo)方面，可根據(jù)教師上課精神狀態(tài)、教師語言流暢程度、教師的教學(xué)機智等方面進行單項計分；在實驗操作上，由實驗儀器操作的準確性、觀察實驗現(xiàn)象的全面性、記錄實驗數(shù)據(jù)的合理性等進行單項計分。研究查閱大量資料及實驗調(diào)查，為完善目前微課評價標準的不足，設(shè)計了具體評分標準及評價結(jié)果單以促進評價模式的進一步發(fā)展。

3.3 自主學(xué)習(xí)，節(jié)約化學(xué)實驗微格教學(xué)時間

針對化學(xué)微格教學(xué)過長的實驗講解，研究意將采用實驗前的學(xué)生自主學(xué)習(xí)來彌補不足的實驗時間[15]。在實驗課開始之前，教師就將實驗內(nèi)容布置下去，讓學(xué)生在課下完成實驗的預(yù)習(xí)及實驗的設(shè)計，并由資料得出實驗的目的及可能產(chǎn)生的結(jié)果，由此來提升學(xué)生對化學(xué)實驗的理解和印象，在進行實驗之前，學(xué)生可將查閱資料后自己設(shè)計的實驗設(shè)計方案上交于教師，教師進行批閱，在課上利用兩分鐘左右的時間對學(xué)生產(chǎn)生的問題進行答疑，這樣做大大節(jié)省了課堂時間，在化學(xué)微格教學(xué)實訓(xùn)室，教師可作為引導(dǎo)和評價的負責人，讓學(xué)生擁有充裕的時間進行實驗操作及數(shù)據(jù)處理，使整體教學(xué)時間可保持在15分鐘左右，從而使教學(xué)“微格”特點得以實現(xiàn)。

3.4 提高師范生實驗創(chuàng)新能力，以增強化學(xué)實驗安全性

針對傳統(tǒng)微格教學(xué)化學(xué)實驗危險性、部分現(xiàn)象不明顯的不足，研究意將提升對學(xué)生對化學(xué)實驗的創(chuàng)新設(shè)計能力[16]?；瘜W(xué)實驗往往伴隨著危險品的使用，例如強酸強堿的強腐蝕性、氯氣、二氧化硫的氣體污染性等；另外，像電解質(zhì)的導(dǎo)電實驗中，離子濃度又會對小燈泡亮度產(chǎn)生巨大影響，在傳統(tǒng)實驗中所運用低濃度鹽酸進行導(dǎo)電實驗時，濃度過低就使小燈泡不能看出是否發(fā)光，而使學(xué)生對實驗現(xiàn)象把握不準確。由此可見，在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新改造是很有必要的，一方面可以降低危險和大氣污染，更使化學(xué)現(xiàn)象更明顯，易于觀察。因此需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，以更綠色、更靈活、更安全、更節(jié)省的實驗設(shè)計理念其設(shè)計每一節(jié)實驗課，使微課更有意義。

4 結(jié)論

微格教學(xué)作為一種新的訓(xùn)練模式和教學(xué)模式越來越受人們的關(guān)注，但其在化學(xué)實驗課程的應(yīng)用還處于探索階段，因此研究首先對化學(xué)實驗課教學(xué)進行分析，得到了新時代較好的解決方案微格教學(xué)，然后針對傳統(tǒng)化學(xué)實驗課微格教學(xué)存在的弊端，相對應(yīng)分析了產(chǎn)生的原因，并給予了優(yōu)化方案，且設(shè)計了化學(xué)實驗課程微格教學(xué)評價標準和評價結(jié)果單。研究打破了傳統(tǒng)微格教學(xué)的一系列不足，將其獨特優(yōu)勢應(yīng)用于化學(xué)實驗教學(xué)訓(xùn)練領(lǐng)域，首先為各高等院校培養(yǎng)化學(xué)師范生建立一個比較成熟的訓(xùn)練方案，也為中學(xué)的學(xué)生們建立了一個新的學(xué)習(xí)方法，使其可綜合提升化學(xué)師范生和教師的化學(xué)實驗操作能力和探究創(chuàng)新能力，以提高化學(xué)學(xué)科的魅力。