无机化学实验教学的微课设计

王 斌 王晓红 刘宗瑞 段莉梅 白锁柱内蒙古民族大学化学化工学院 内蒙古通辽 028000



无机化学实验教学的微课设计

王 斌 王晓红 刘宗瑞 段莉梅 白锁柱
内蒙古民族大学化学化工学院 内蒙古通辽 028000

摘 要：微课是在信息化时代和新教学理念下提出的新型教学模式，能够突破课时、教室的限制，创建自主、开放的教学平台。针对目前无机化学实验教学中存在的问题，将微课应用于无机化学实验教学当中，能够有效地弥补传统课堂教学的不足，促进信息化教育发展。

关键词：微课；无机化学实验；自主性学习；开放式教学

微课的教学理念起源于1993年美国北爱荷华大学的LeRoy A·McGrew教授提出的“A 60-second course in organic chemistry”［1］。广东佛山的胡铁生老师首次将这种先进的教学模式引入国内并进行广泛的推广［2-3］。微课是按照新课程标准与教学实践的要求，以视频为主要载体，围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩教与学的活动过程，并包含与教学主题相关的教学设计、素材、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，是一种新型教学资源与平台［4］。微课具有主题鲜明、目标明确、生动直观、短小精悍等特点，受到广大师生的高度认可［5，6］。

无机化学是建立在实验基础上的一门学科，操作性强的无机化学实验教学不仅可以加深学生对无机化学理论知识的理解，提高学生的动手操作技能；同时能够培养学生创新实验的设计与严谨的科学精神。因此，无机化学实验是整个教学中的一个重要环节，其主要内容包括基本操作、无机化合物的制备、离子的分离鉴定、常见离子和化合物的性质等。然而，在实验过程中，由于学生人数多，基础差异较大，因材施教的教学方法开展较困难；学生预习不充分，对实验原理及内容不熟悉，导致实验操作能力差；实验内容多，演示实验耗时；缺乏安全实验设施及大型仪器设备，有毒实验以及性质研究实验难以进行等。以上无机化学实验教学中所存在的问题，导致无机化学实验未能达到预期的教学效果。

随着微博、微信等信息产品悄无声息地渗透到生活当中，人类进入了微时代。无机化学实验的“教”与“学”也将发生重大的变化，传统的课本资料已无法满足学生的视觉要求；传统的课堂教学模式也不适应教育信息化的发展。目前，微课与物理化学［7］、生物化学［8］、天然产物化学［9］等相结合的教学设计已有报道，并取得良好的教学效果。笔者针对无机化学实验教学中所存在的问题及自身的实验教学经验，将生动形象的微课教学融入无机化学实验教学中以提高教学的效果。下面将从无机化学实验教学的现状分析到微课在无机化学教学中的设计进行展开。

1　无机化学实验教学的现状

在传统的无机化学实验课堂教学通常分为以下几个主要环节学生课前预习、教师讲解与演示、学生实际操作、学生进行实验总结、教师答疑解惑等。结合学生基本状况、师资力量、实验条件、教学模式对无机化学实验教学的现状分析如下。

1.1学生对实验预习的积极性不高

在无机化学实验教学过程中我们会发现只有少数学生会提前预习，而大部分学生主要通过老师课堂讲解来了解一节课的实验内容。而对实验原理、内容的不熟悉又会影响实验的操作过程与实验结果。据了解其原因主要是实验课本携带不便，学生预习起来不太方便；课本多以文字形式来传递知识，不能激发学生的兴趣，导致学生预习的积极性不高。

1.2学时数少实验内容多课堂讲解耗时长

在无机化学实验中多数是性质实验，由于实验内容多、学时数少，为了给学生创造更多的动手操作、自主实验的机会，教师在有限的时间内不可能将每个实验细节讲得很详细。一般介绍实验的目的、原理、主要操作步骤及注意事项就需要20～30分钟，要想把实验讲的更透彻则耗时更长，这样学生实验操作时间就少了，不利于培养学生的动手操作能力和积极探索能力。

1.3最先接触实验操作能力差

无机化学在化学领域是一门基础性的学科，大部分高校在制订教学方案会把无机化学实验放到最前边。而在中学中受到硬件条件及时间的限制很少开展实验课，无机化学实验通常是学生最先接触的实验课。由于之前没有相关的训练，学生动手操作能力相对差些；并且学生人数较多，老师在演示实验的过程中不能保证每位学生都看得很清楚。因此，学生会存在操作的不规范或错误，导致仪器损坏、实验失败等现象。

1.4缺乏安全设备有毒的实验无法进行

对于很多高校来说由于经费投入不足，实验废液回收与处理困难、缺乏通风设备等，导致有毒实验无法开展，如含重金属Pb，Hg等元素的实验以及有刺激性气味Cl2，H2S，NH3等气体的实验。学生不能直观、形象地观察到该类离子和化合物的性质，进而影响实验教学的效果。

1.5无机化学实验大多为验证性实验学生实验设计与创新能力差

目前对于大部分高校，无机化学实验的教学内容主要集中在离子的鉴定和简单化合物的合成。学生合成、制备出一个化合物来，只是通过实验现象来判断是不是目标产物，对化合物的纯度、性质通常不做太多的要求。当给学生一个研究方向时，学生由于缺乏相关实验设计、结构表征、性质研究等方面的训练，导致学生实验设计能力差、科研严谨性和创新性不足。

2　微课在无机化学实验教学中的设计

通过对以上无机化学实验教学现状及问题的分析，我们将从以下几方面对无机化学实验教学进行微课设计。

2.1实验内容多样传播提高学生预习的趣味性与积极性

为了获得良好的实验效果，学生提前预习至关重要。教师将无机化学实验的目的、原理、操作步骤等内容用具有观赏性的示意图、流程图、影音资料代替枯燥乏味的文字叙述，并经过整理、概括、提炼做成微视频。学生携带方便并可以在任何时间、地点进行预习；简短、精炼的短视频符合学生注意力集中的有效时间（10分钟左右）；生动形象的微视频能够满足学生的视觉需求，深受广大学生的喜爱。

2.2规范性实验操作演示引导学生自主实验

由于学生人数多，在演示实验的过程不能保证每个学生都学会，并且演示的过程比较耗时。因此，老师可以在课前将规范的实验操作过程录制下来，做成微视频。借鉴可汗学院翻转课堂的成功经验［10］，学生在课前掌握实验的基本操作要领及实验过程中的注意事项。一方面，在实验课上学生将会有更多时间去动手操作和自由探索，在一定时间内可以做更多的性质实验，提高实验的效率；另一方面，教师不用把主要精力放在学生的基本实验操作上，取而代之的是更多的答疑、讨论，课堂真正成了师生互动的场所。这样能够更好发挥学生的主体性地位和教师的指导性作用，从而达到理想的教学效果。

2.3实验内容可以反复演示满足不同程度学生的接收能力

由于学生的基础不同，接收能力也有所差别，基础好或理解力较强的学生可能看一遍就行，而基础薄弱的学生可能得看好几遍才能学会。在开放的微课教学模式下，学生可以对实验过程、实验现象反复演示，直至理解老师所讲授的全部实验内容，满足不同程度学生的需求，在一定程度上弥补了课堂教学的不足。

2.4有毒实验的演示实验教学直观化

由于废液处理、通风设备等方面的限制，很多有毒性的实验一直难以开展（如一氧化碳、氯气的制备及性质等）。教师将实验过程、现象在课前录制下来。一方面，通过毒性实验的演示能够给学生留下深刻的印象，增加了学生学习的趣味性与积极性，进而提高了实验教学的效果；另一方面，通过视频演示的方法代替有毒实验，可以减少对环境的污染，通过微课教学可以解决毒性实验难以开展的问题。

2.5与科技前沿和先进技术相结合提高学生实验设计及科研创新的能力

大部分学校实验课教学陈旧、精密仪器数量难以满足实验需求的现状，将无机化学实验教学与当今的科技前沿相结合，让学生接触材料制备方法、表征手段以及功能应用，并以功能为导向让学生设计实验，能够充分发挥学生的主体性地位和调动学生自主实验的积极性。在课前将化合物的合成、表征、数据分析等过程录制下来，通过微视频的形式呈现给学生，教师在课堂上指导学生观察实验现象、分析仪器表征的原理、讨论实验结果。不仅拓宽了学生的知识面，激发了学生的实验趣味性，而且能够提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生科研的严谨性、逻辑性和创造性。

3　结束语

微课与无机化学教学相结合，以短小精悍、生动形象的视频来呈现知识，学生乐于学，老师乐于教。一方面，解决了传统课堂教学中学生预习积极性不高、演示实验效果不够理想、毒性试验难以开展等问题；另一方面，易与现代信息技术、科技前沿、先进技术相结合，提高学生的自主学习和科研创新能力，促进信息化教育的发展。此外，微课能够实现自主、开放的实验教学，对高校实验教学的改革与发展有重要的意义。

参考文献

［1］ LeRoy A. McGrew. A 60-second course in organic chemistry［J］. Chem. Educ. 1993， 70 （7）: 543-544.

［2］ 胡铁生.微课:区域教育信息资源发展新趋势［J］.电化教育研究，2011（10）:61-65.

［3］ 胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究［J］.现代教育技术，2014，24（2）:5-13.

［4］ 梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究［J］.开放教育研究，2013，19（1）:65-73.

［5］ 吴婵.关于微课对优化高校教学效果的思考［J］.科学导报，2013（10）:17-18.

［6］ 蒋咏华.高校微课建设问题及其对策研究［J］.中国现代教育装备，2014（23）:73-75.

［7］ 陈欣，翟翠萍. 微课在物理化学实验课教学中的应用探讨［J］.广州化工. 2014， 42（17）， 230-231.

［8］ 陈珍，冯海，王卫东，侯建军，陈亮，张润峰，陈雄文.微课在生物化学实验教学中的应用［J］. 湖北师范学院学报. 2015， 35（1）， 115-118.

［9］ 梁乐明， 曹俏俏， 张宝辉. 微课在《天然药物化学》实验教学中的应用［J］.生物世界. 2013， 5， 169.

［10］ Tang Wee Teo， Kim Chwee Daniel Tan， Yaw Kai Yan，Yong Chua Teo， Leck Wee Yeo.How flip teaching supports undergraduate chemistry laboratory learning［J］. Chem. Educ. Res. Pract. 2014（15）:550，56.

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

作者简介：王斌，博士，讲师。

基金项目：内蒙古自治区普通高等学校实践教学改革研究项目（编号：内教高函2013年49号）；内蒙古民族大学博士科研启动基金（编号：BS338）。