無機化學(xué)實驗教學(xué)的微課設(shè)計

王 斌 王曉紅 劉宗瑞 段莉梅 白鎖柱內(nèi)蒙古民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 內(nèi)蒙古通遼 028000

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無機化學(xué)實驗教學(xué)的微課設(shè)計

王 斌 王曉紅 劉宗瑞 段莉梅 白鎖柱
內(nèi)蒙古民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 內(nèi)蒙古通遼 028000

摘 要：微課是在信息化時代和新教學(xué)理念下提出的新型教學(xué)模式，能夠突破課時、教室的限制，創(chuàng)建自主、開放的教學(xué)平臺。針對目前無機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，將微課應(yīng)用于無機化學(xué)實驗教學(xué)當(dāng)中，能夠有效地彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，促進信息化教育發(fā)展。

關(guān)鍵詞：微課；無機化學(xué)實驗；自主性學(xué)習(xí)；開放式教學(xué)

微課的教學(xué)理念起源于1993年美國北愛荷華大學(xué)的LeRoy A·McGrew教授提出的“A 60-second course in organic chemistry”［1］。廣東佛山的胡鐵生老師首次將這種先進的教學(xué)模式引入國內(nèi)并進行廣泛的推廣［2-3］。微課是按照新課程標(biāo)準(zhǔn)與教學(xué)實踐的要求，以視頻為主要載體，圍繞某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學(xué)的活動過程，并包含與教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、素材、教學(xué)反思、練習(xí)測試及學(xué)生反饋、教師點評等輔助性教學(xué)資源，是一種新型教學(xué)資源與平臺［4］。微課具有主題鮮明、目標(biāo)明確、生動直觀、短小精悍等特點，受到廣大師生的高度認可［5，6］。

無機化學(xué)是建立在實驗基礎(chǔ)上的一門學(xué)科，操作性強的無機化學(xué)實驗教學(xué)不僅可以加深學(xué)生對無機化學(xué)理論知識的理解，提高學(xué)生的動手操作技能；同時能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實驗的設(shè)計與嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)精神。因此，無機化學(xué)實驗是整個教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容包括基本操作、無機化合物的制備、離子的分離鑒定、常見離子和化合物的性質(zhì)等。然而，在實驗過程中，由于學(xué)生人數(shù)多，基礎(chǔ)差異較大，因材施教的教學(xué)方法開展較困難；學(xué)生預(yù)習(xí)不充分，對實驗原理及內(nèi)容不熟悉，導(dǎo)致實驗操作能力差；實驗內(nèi)容多，演示實驗耗時；缺乏安全實驗設(shè)施及大型儀器設(shè)備，有毒實驗以及性質(zhì)研究實驗難以進行等。以上無機化學(xué)實驗教學(xué)中所存在的問題，導(dǎo)致無機化學(xué)實驗未能達到預(yù)期的教學(xué)效果。

隨著微博、微信等信息產(chǎn)品悄無聲息地滲透到生活當(dāng)中，人類進入了微時代。無機化學(xué)實驗的“教”與“學(xué)”也將發(fā)生重大的變化，傳統(tǒng)的課本資料已無法滿足學(xué)生的視覺要求；傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式也不適應(yīng)教育信息化的發(fā)展。目前，微課與物理化學(xué)［7］、生物化學(xué)［8］、天然產(chǎn)物化學(xué)［9］等相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計已有報道，并取得良好的教學(xué)效果。筆者針對無機化學(xué)實驗教學(xué)中所存在的問題及自身的實驗教學(xué)經(jīng)驗，將生動形象的微課教學(xué)融入無機化學(xué)實驗教學(xué)中以提高教學(xué)的效果。下面將從無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析到微課在無機化學(xué)教學(xué)中的設(shè)計進行展開。

1　無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗課堂教學(xué)通常分為以下幾個主要環(huán)節(jié)學(xué)生課前預(yù)習(xí)、教師講解與演示、學(xué)生實際操作、學(xué)生進行實驗總結(jié)、教師答疑解惑等。結(jié)合學(xué)生基本狀況、師資力量、實驗條件、教學(xué)模式對無機化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析如下。

1.1學(xué)生對實驗預(yù)習(xí)的積極性不高

在無機化學(xué)實驗教學(xué)過程中我們會發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)學(xué)生會提前預(yù)習(xí)，而大部分學(xué)生主要通過老師課堂講解來了解一節(jié)課的實驗內(nèi)容。而對實驗原理、內(nèi)容的不熟悉又會影響實驗的操作過程與實驗結(jié)果。據(jù)了解其原因主要是實驗課本攜帶不便，學(xué)生預(yù)習(xí)起來不太方便；課本多以文字形式來傳遞知識，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，導(dǎo)致學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性不高。

1.2學(xué)時數(shù)少實驗內(nèi)容多課堂講解耗時長

在無機化學(xué)實驗中多數(shù)是性質(zhì)實驗，由于實驗內(nèi)容多、學(xué)時數(shù)少，為了給學(xué)生創(chuàng)造更多的動手操作、自主實驗的機會，教師在有限的時間內(nèi)不可能將每個實驗細節(jié)講得很詳細。一般介紹實驗的目的、原理、主要操作步驟及注意事項就需要20～30分鐘，要想把實驗講的更透徹則耗時更長，這樣學(xué)生實驗操作時間就少了，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和積極探索能力。

1.3最先接觸實驗操作能力差

無機化學(xué)在化學(xué)領(lǐng)域是一門基礎(chǔ)性的學(xué)科，大部分高校在制訂教學(xué)方案會把無機化學(xué)實驗放到最前邊。而在中學(xué)中受到硬件條件及時間的限制很少開展實驗課，無機化學(xué)實驗通常是學(xué)生最先接觸的實驗課。由于之前沒有相關(guān)的訓(xùn)練，學(xué)生動手操作能力相對差些；并且學(xué)生人數(shù)較多，老師在演示實驗的過程中不能保證每位學(xué)生都看得很清楚。因此，學(xué)生會存在操作的不規(guī)范或錯誤，導(dǎo)致儀器損壞、實驗失敗等現(xiàn)象。

1.4缺乏安全設(shè)備有毒的實驗無法進行

對于很多高校來說由于經(jīng)費投入不足，實驗廢液回收與處理困難、缺乏通風(fēng)設(shè)備等，導(dǎo)致有毒實驗無法開展，如含重金屬Pb，Hg等元素的實驗以及有刺激性氣味Cl2，H2S，NH3等氣體的實驗。學(xué)生不能直觀、形象地觀察到該類離子和化合物的性質(zhì)，進而影響實驗教學(xué)的效果。

1.5無機化學(xué)實驗大多為驗證性實驗學(xué)生實驗設(shè)計與創(chuàng)新能力差

目前對于大部分高校，無機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容主要集中在離子的鑒定和簡單化合物的合成。學(xué)生合成、制備出一個化合物來，只是通過實驗現(xiàn)象來判斷是不是目標(biāo)產(chǎn)物，對化合物的純度、性質(zhì)通常不做太多的要求。當(dāng)給學(xué)生一個研究方向時，學(xué)生由于缺乏相關(guān)實驗設(shè)計、結(jié)構(gòu)表征、性質(zhì)研究等方面的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生實驗設(shè)計能力差、科研嚴(yán)謹性和創(chuàng)新性不足。

2　微課在無機化學(xué)實驗教學(xué)中的設(shè)計

通過對以上無機化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題的分析，我們將從以下幾方面對無機化學(xué)實驗教學(xué)進行微課設(shè)計。

2.1實驗內(nèi)容多樣傳播提高學(xué)生預(yù)習(xí)的趣味性與積極性

為了獲得良好的實驗效果，學(xué)生提前預(yù)習(xí)至關(guān)重要。教師將無機化學(xué)實驗的目的、原理、操作步驟等內(nèi)容用具有觀賞性的示意圖、流程圖、影音資料代替枯燥乏味的文字敘述，并經(jīng)過整理、概括、提煉做成微視頻。學(xué)生攜帶方便并可以在任何時間、地點進行預(yù)習(xí)；簡短、精煉的短視頻符合學(xué)生注意力集中的有效時間（10分鐘左右）；生動形象的微視頻能夠滿足學(xué)生的視覺需求，深受廣大學(xué)生的喜愛。

2.2規(guī)范性實驗操作演示引導(dǎo)學(xué)生自主實驗

由于學(xué)生人數(shù)多，在演示實驗的過程不能保證每個學(xué)生都學(xué)會，并且演示的過程比較耗時。因此，老師可以在課前將規(guī)范的實驗操作過程錄制下來，做成微視頻。借鑒可汗學(xué)院翻轉(zhuǎn)課堂的成功經(jīng)驗［10］，學(xué)生在課前掌握實驗的基本操作要領(lǐng)及實驗過程中的注意事項。一方面，在實驗課上學(xué)生將會有更多時間去動手操作和自由探索，在一定時間內(nèi)可以做更多的性質(zhì)實驗，提高實驗的效率；另一方面，教師不用把主要精力放在學(xué)生的基本實驗操作上，取而代之的是更多的答疑、討論，課堂真正成了師生互動的場所。這樣能夠更好發(fā)揮學(xué)生的主體性地位和教師的指導(dǎo)性作用，從而達到理想的教學(xué)效果。

2.3實驗內(nèi)容可以反復(fù)演示滿足不同程度學(xué)生的接收能力

由于學(xué)生的基礎(chǔ)不同，接收能力也有所差別，基礎(chǔ)好或理解力較強的學(xué)生可能看一遍就行，而基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生可能得看好幾遍才能學(xué)會。在開放的微課教學(xué)模式下，學(xué)生可以對實驗過程、實驗現(xiàn)象反復(fù)演示，直至理解老師所講授的全部實驗內(nèi)容，滿足不同程度學(xué)生的需求，在一定程度上彌補了課堂教學(xué)的不足。

2.4有毒實驗的演示實驗教學(xué)直觀化

由于廢液處理、通風(fēng)設(shè)備等方面的限制，很多有毒性的實驗一直難以開展（如一氧化碳、氯氣的制備及性質(zhì)等）。教師將實驗過程、現(xiàn)象在課前錄制下來。一方面，通過毒性實驗的演示能夠給學(xué)生留下深刻的印象，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性與積極性，進而提高了實驗教學(xué)的效果；另一方面，通過視頻演示的方法代替有毒實驗，可以減少對環(huán)境的污染，通過微課教學(xué)可以解決毒性實驗難以開展的問題。

2.5與科技前沿和先進技術(shù)相結(jié)合提高學(xué)生實驗設(shè)計及科研創(chuàng)新的能力

大部分學(xué)校實驗課教學(xué)陳舊、精密儀器數(shù)量難以滿足實驗需求的現(xiàn)狀，將無機化學(xué)實驗教學(xué)與當(dāng)今的科技前沿相結(jié)合，讓學(xué)生接觸材料制備方法、表征手段以及功能應(yīng)用，并以功能為導(dǎo)向讓學(xué)生設(shè)計實驗，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主體性地位和調(diào)動學(xué)生自主實驗的積極性。在課前將化合物的合成、表征、數(shù)據(jù)分析等過程錄制下來，通過微視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，教師在課堂上指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、分析儀器表征的原理、討論實驗結(jié)果。不僅拓寬了學(xué)生的知識面，激發(fā)了學(xué)生的實驗趣味性，而且能夠提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科研的嚴(yán)謹性、邏輯性和創(chuàng)造性。

3　結(jié)束語

微課與無機化學(xué)教學(xué)相結(jié)合，以短小精悍、生動形象的視頻來呈現(xiàn)知識，學(xué)生樂于學(xué)，老師樂于教。一方面，解決了傳統(tǒng)課堂教學(xué)中學(xué)生預(yù)習(xí)積極性不高、演示實驗效果不夠理想、毒性試驗難以開展等問題；另一方面，易與現(xiàn)代信息技術(shù)、科技前沿、先進技術(shù)相結(jié)合，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新能力，促進信息化教育的發(fā)展。此外，微課能夠?qū)崿F(xiàn)自主、開放的實驗教學(xué)，對高校實驗教學(xué)的改革與發(fā)展有重要的意義。

參考文獻

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Micro-lecture Design in Inorganic Chemistry Experiment Teaching

Wang Bin， Wang Xiaohong， Liu Zongrui， Duan Limei， Bai Suozhu College of Chemistry and Chemical Engineering， Inner Mongolia University for the Nationalities， Tongliao， 028000， China

Abstract:A new teaching model micro-lecture is proposed in the background of information age and the new teaching design philosophy， it can fully refect the subject status of the students in the education process， because it can breakthrough the restrictions of lessons and classroom and create an autonomous and open learning platform for students. The application of micro-lecture in the inorganic chemistry experiment teaching will effectively compensate the defciency of traditional classroom teaching and promote the development educational information.

Key words:Micro-lecture； inorganic chemistry experiment； autonomous learning； open teaching.

收稿日期：2015-11-04

作者簡介：王斌，博士，講師。

基金項目：內(nèi)蒙古自治區(qū)普通高等學(xué)校實踐教學(xué)改革研究項目（編號：內(nèi)教高函2013年49號）；內(nèi)蒙古民族大學(xué)博士科研啟動基金（編號：BS338）。