微課對(duì)大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的作用研究

陳令成+趙忠奎

摘要：討論了微課在化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方面的應(yīng)用，分析了將其用于現(xiàn)有教學(xué)模式改革的必要性和可行性。微課的輔助有效利用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式改革，利于化學(xué)化工學(xué)科大學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握，從而利于創(chuàng)新能力的提升。

關(guān)鍵詞：微課；化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）22-0270-03

一、引言

微課是指教師在教育教學(xué)過(guò)程中圍繞某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或技能，如某個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能等單一教學(xué)任務(wù)，進(jìn)行的一種嶄新教學(xué)模式。相對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式，微課具有可控靈活、較易掌握、高效、便利等優(yōu)勢(shì)，對(duì)激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性至關(guān)重要。隨著“可汗學(xué)院”在全球迅速走紅，“微課”目前已成為我國(guó)教育界熱議的一個(gè)話(huà)題。但是，其還是一個(gè)新興教學(xué)模式，無(wú)論是其應(yīng)用的廣度、深度，還是具體微課設(shè)計(jì)，還有很多問(wèn)題亟待解決[1-4]。2015年，教育部全國(guó)高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心舉辦了第二屆全國(guó)高校微課教學(xué)比賽，掀起了又一波全國(guó)高校微課建設(shè)熱潮[5]。參加微課制作教師越來(lái)越多，很多網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上微課數(shù)量也在迅速地增長(zhǎng)。微課廣泛傳播，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師自我提高提供了豐富學(xué)習(xí)材料，使得移動(dòng)學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)成為一種常態(tài)的學(xué)習(xí)方式。本文根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，來(lái)討論微課對(duì)大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的作用。

二、文獻(xiàn)綜述

早在1960年，美國(guó)阿依華大學(xué)附屬學(xué)校首次推出了“微型課程形式”的教學(xué)。一個(gè)微型課程一般只有一兩個(gè)課時(shí)，而不會(huì)像一門(mén)培訓(xùn)課程或者一門(mén)學(xué)科課程那樣持續(xù)數(shù)周或一個(gè)學(xué)期[6]。到了1993年，美國(guó)北愛(ài)荷華大學(xué)化學(xué)系教授LeRoy A.McGrew先生在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中就提出了60秒的微課程教學(xué)概念，并且成功將其應(yīng)用到了向非專(zhuān)業(yè)學(xué)生和民眾中普及有機(jī)化學(xué)常識(shí)的方面[7]。2008年，美國(guó)新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級(jí)教學(xué)設(shè)計(jì)師David Penrose[8]正式提出了“微課程”（Microlecture）這個(gè)概念。在我國(guó)，2011年胡鐵生[9]首先提出微課程概念，“微課程是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實(shí)踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映了教師在課堂教學(xué)過(guò)程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開(kāi)展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源的有機(jī)組合?！蔽⒄n，作為一種新興課程形式，其突出優(yōu)點(diǎn)是“短（學(xué)習(xí)時(shí)間短）、平（容易被接受）、快（學(xué)習(xí)見(jiàn)效快）”，符合現(xiàn)代學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)。但是，也存在其不足之處——碎片化、不系統(tǒng)、不適合長(zhǎng)期學(xué)校教學(xué)。但是，它完全適合作為教學(xué)輔助、鏈接。因此，將微課用于大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，可充分發(fā)揮微課作用，將其功能最大化。微課在不同領(lǐng)域有著不同定義。調(diào)查結(jié)果顯示，在500名本科學(xué)生中，100%的學(xué)生每天都有上網(wǎng)行為；91%的學(xué)生喜歡從網(wǎng)絡(luò)上獲取知識(shí)；69%的學(xué)生看過(guò)微課程。因此，在移動(dòng)設(shè)備迅猛發(fā)展的今天，怎么實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、興趣攝取，單單依靠教師的課堂學(xué)習(xí)已經(jīng)逐漸不能完全滿(mǎn)足個(gè)人學(xué)習(xí)的需要，未來(lái)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)也不僅僅局限于紙質(zhì)的學(xué)習(xí)材料，基于移動(dòng)終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)必將得到長(zhǎng)足發(fā)展。

三、微課在化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)應(yīng)用的分析

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生基本知識(shí)的運(yùn)用、動(dòng)手操作能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和思考等方面起著關(guān)鍵性的作用。目前，大學(xué)化學(xué)理論課的教學(xué)，仍然是以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，同時(shí)受制于學(xué)校硬件設(shè)施的限制，教師無(wú)法做演示實(shí)驗(yàn)，使化學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)脫離了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的直觀感知。而關(guān)于實(shí)驗(yàn)課程，許多高校實(shí)行的教學(xué)模式是“預(yù)習(xí)報(bào)告——實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)——總結(jié)報(bào)告”這樣的模式。它是基于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的一種較好的教學(xué)模式，但是現(xiàn)在高校學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)明顯不足，學(xué)生不會(huì)思考，不會(huì)將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)遷移到實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中來(lái)，預(yù)習(xí)報(bào)告和總結(jié)報(bào)告更多地變成了通過(guò)抄襲而完成的。對(duì)化工專(zhuān)業(yè)的本科生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，其中問(wèn)卷中開(kāi)放性問(wèn)題：你希望你所學(xué)內(nèi)容中添加什么類(lèi)型的課程？統(tǒng)計(jì)學(xué)生的答題情況，學(xué)生給出的共性回答主要有以下幾種：（1）實(shí)驗(yàn)操作技巧類(lèi)課程；（2）實(shí)驗(yàn)案例與理論相結(jié)合課程；（3）數(shù)據(jù)處理軟件有關(guān)課程；（4）化工前沿、新能源類(lèi)課程；（5）實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用類(lèi)課程；（6）文獻(xiàn)閱讀、檢索類(lèi)課程；（7）論文寫(xiě)作指導(dǎo)類(lèi)課程。其中實(shí)驗(yàn)案例與理論相結(jié)合課程、實(shí)驗(yàn)操作技巧類(lèi)課程、實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用類(lèi)課程這三項(xiàng)答案占這七項(xiàng)的64%。因此，微課用于大學(xué)本科化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)很有必要。針對(duì)上面提到的問(wèn)題，以改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量為目標(biāo)，以微課的引入為突破口，做好理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，推進(jìn)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革地深入推進(jìn)。

四、結(jié)果與討論

1.學(xué)生預(yù)習(xí)狀況分析。若按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式“預(yù)習(xí)報(bào)告—實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)—總結(jié)報(bào)告”三部曲。其中，預(yù)習(xí)完成效果決定著整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成敗。因此，要想提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，必須重視預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)生預(yù)習(xí)基本上是先讀教材，然后按照教材要求填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告部分，但是實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的特點(diǎn)是細(xì)節(jié)內(nèi)容較多，像實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)基本操作方法、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等內(nèi)容，如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的了解，而要在實(shí)驗(yàn)課上一并接收，往往會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)效果。

2.微課引入的優(yōu)勢(shì)。將微課引入到化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中去，有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：（1）微課短小精悍。“短”指的是微視頻課程的時(shí)間短，一般視頻時(shí)長(zhǎng)在10分鐘以?xún)?nèi)；“小”指的是微視頻課程的內(nèi)容少，一般一個(gè)微視頻課程只包含一個(gè)概念或一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)結(jié)構(gòu)單一?！熬斌w現(xiàn)在設(shè)計(jì)和制作上的要求精。例如：玻璃器皿的洗滌，可以針對(duì)這一項(xiàng)操作，設(shè)計(jì)及制作微視頻課程，可以把這項(xiàng)基本操作技能采用錄像或者用電腦動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)等直觀的形式加以演示。短小精悍的特點(diǎn)，使得學(xué)生可以充分利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。（2）微課可以反復(fù)播放，降低實(shí)驗(yàn)成本。有關(guān)實(shí)驗(yàn)演示的微課，可以讓學(xué)生反復(fù)觀看，進(jìn)而可以節(jié)約相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)成本。微課具有網(wǎng)絡(luò)傳送的快捷、重復(fù)利用等特點(diǎn)，使用起來(lái)非常方便，每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的個(gè)人情況選擇相應(yīng)的微課進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)。（3）微課目標(biāo)明確。微課是為了清晰地講解某個(gè)概念或某一知識(shí)點(diǎn)，或?yàn)閷?shí)現(xiàn)某一教學(xué)環(huán)節(jié)而開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)?；顒?dòng)、資源及內(nèi)容設(shè)計(jì)上指向清晰，方向明確。由于學(xué)生基本上是人手一部智能手機(jī)，如果把化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些知識(shí)點(diǎn)通過(guò)視頻、PPT等形式做成微課，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)分享給學(xué)生，方便學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，這樣不但能夠?qū)W(xué)生的預(yù)習(xí)起到幫助作用，并且在實(shí)驗(yàn)課后能夠更好鞏固、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更好地幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的技巧。

3.微視頻課程引入后，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的改革。引入微視頻課程，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先發(fā)生變化的是“預(yù)習(xí)報(bào)告”部分。與以往枯燥閱讀實(shí)驗(yàn)步驟不同，教師提前發(fā)給學(xué)生一段有關(guān)本節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的微課，微課來(lái)源可以為教師自己制作，也可以網(wǎng)上下載，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)微課，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有直觀認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟有初步了解。例如，在大量實(shí)驗(yàn)研究工作中經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊的化合物，對(duì)空氣中的水氧敏感，必須使用特殊的儀器和無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)。否則，即使合成路線(xiàn)和反應(yīng)條件都是合適的，最終是失敗。所以，無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)已是化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中被視為必須熟練掌握的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能。下面我們以無(wú)水無(wú)氧操作實(shí)驗(yàn)中的雙排管高真空線(xiàn)操作操作為例，簡(jiǎn)要介紹微課的引入對(duì)本實(shí)驗(yàn)課的改進(jìn)。（1）學(xué)生的預(yù)習(xí)內(nèi)容包括：明確無(wú)水無(wú)氧實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、雙排管操作的實(shí)驗(yàn)原理、雙排管實(shí)驗(yàn)的操作步驟等。（2）學(xué)生應(yīng)有的能力基礎(chǔ)：儀器的清洗、干燥；儀器的裝配；加熱和冷卻等能力。（3）本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容應(yīng)包括：儀器、藥品、溶劑的無(wú)水無(wú)氧處理、惰性氣體的凈化、反應(yīng)裝置和雙排管的安裝、加料、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)束時(shí)對(duì)儀器的維護(hù)等內(nèi)容。（4）本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)及難點(diǎn)：掌握雙排管工作的原理、對(duì)氧氣及水的處理過(guò)程（即：雙排管操作的實(shí)驗(yàn)步驟）及注射器針管技術(shù)。這部分也將是微課真正發(fā)揮其功效最顯著的地方，因?yàn)樵械臅?shū)本的預(yù)習(xí)知識(shí)都是靜態(tài)的說(shuō)明和演示，有一些術(shù)語(yǔ)及實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生很難去想象，所以學(xué)生很難掌握實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，大多數(shù)學(xué)生都會(huì)很迷惑，甚至認(rèn)為此技能很難熟練掌握，難免從思想上對(duì)實(shí)驗(yàn)有了一些抵觸，于是，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候很難進(jìn)入角色。如果有微課的演示，更加直觀，更能引起學(xué)生的興趣，達(dá)到重點(diǎn)難點(diǎn)的輕松突破。

由于本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，若按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生簡(jiǎn)單地閱讀實(shí)驗(yàn)教材，填寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，然后根據(jù)教師的演示和講解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，往往不能達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果。針對(duì)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)制作相應(yīng)的微課，將微課提前發(fā)給學(xué)生，學(xué)生進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)。這樣，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才能很好地抓住實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，進(jìn)而取得良好的實(shí)驗(yàn)效果。本次實(shí)驗(yàn)涉及的微課包含以下幾個(gè)方面：（1）預(yù)習(xí)類(lèi)：①本實(shí)驗(yàn)所用的玻璃儀器、裝置及其清洗與干燥等；②初識(shí)無(wú)水無(wú)氧操作實(shí)驗(yàn)原理及操作；③怎樣寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程類(lèi)：①儀器/藥品/儀器的無(wú)水無(wú)氧處理；②惰性氣體的凈化；③雙排管的安裝；④注射器針管技術(shù)；⑤儀器的操作及維護(hù)等。（3）微課包含的知識(shí)點(diǎn)：①無(wú)水無(wú)氧實(shí)驗(yàn)操作所能應(yīng)用到有機(jī)合成實(shí)例及重要性（通過(guò)ppt制作而成的微視頻）；②無(wú)水無(wú)氧操作的原理（通過(guò)ppt制作而成的微視頻）；③儀器的清洗及干燥（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；④雙排管的搭建及安裝（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；⑤雙排管操作實(shí)驗(yàn)或溶劑中的去除無(wú)水無(wú)氧過(guò)程（視頻錄制—操作和講解制作而成的微視頻）；⑥注射器針管技術(shù)（視頻錄制、操作和講解制作而成微視頻）。

因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可這樣設(shè)計(jì)：

第一步：布置預(yù)習(xí)任務(wù)，觀看指定的微課知識(shí)點(diǎn)，完成預(yù)習(xí)報(bào)告。

第二步：根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告的情況，分析學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)程度，對(duì)預(yù)習(xí)情況不好的學(xué)生，進(jìn)一步要求觀看相應(yīng)的微課。

第三步：實(shí)驗(yàn)課程講授，在講授過(guò)程中進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)與微課相結(jié)合的形式，尤其是操作困難的步驟，可以讓學(xué)生多次重復(fù)觀看相應(yīng)的微課內(nèi)容。

第四步，學(xué)生自己動(dòng)手操作。

第五步，學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)于難點(diǎn)部分，學(xué)生可以通過(guò)回顧微課內(nèi)容，來(lái)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

我國(guó)發(fā)展要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)模式，具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能人才的培養(yǎng)的重要性不言而喻?；瘜W(xué)化工是實(shí)驗(yàn)學(xué)科，化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)在學(xué)生能力培養(yǎng)中的作用至關(guān)重要。而常規(guī)實(shí)驗(yàn)課程，尤其是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)并顯枯燥。對(duì)大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式的改革，符合當(dāng)今化學(xué)化工創(chuàng)新人才培養(yǎng)和化學(xué)學(xué)科發(fā)展的需要。因此，要提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，必須綜合運(yùn)用各種教學(xué)方法和教學(xué)手段，積極探索和改進(jìn)新的教學(xué)內(nèi)容和方式，才能合格地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)?！拔⒄n程”在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用是一種良好的輔助教學(xué)手段和方式，一定會(huì)在大學(xué)化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)和對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)方面起到積極的助推作用。

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Studies in the Role of Microlecture in the Teaching of Chemistry and Chemical Engineering Experimental Course in Universities

CHEN Ling-cheng，ZHAO Zhong-kui*

（State Key Laboratory of Fine Chemicals，F(xiàn)aculty of Chemical，Environmental and Biological Science and Technology，Dalian University of Technology，Dalian，Liaoning 116024，China）

Abstract：The utilization of microlecture in teaching experimental courses is discussed，and especially the necessity and feasibility of its applications in the reforming of current teaching mode for chemistry and chemical engineering experimental courses is analyzed. The auxiliary effective utilization of the microlecture，will facilitatethe realization of the innovation of the teaching mode of the chemistry and chemical engineering experimental courses，which favors the university students to master the basic knowledge and experimental skills，and thus promotes the capability in innovation.

Key words：microlecture；chemistry and chemical engineering experimental course；innovation of the teaching mode