微课对大学化学化工实验课教学的作用研究

陈令成+赵忠奎

摘要：讨论了微课在化学化工实验课教学方面的应用，分析了将其用于现有教学模式改革的必要性和可行性。微课的辅助有效利用，实现实验课教学模式改革，利于化学化工学科大学生对基础知识、基本实验技能的掌握，从而利于创新能力的提升。

关键詞：微课；化学化工实验课；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0270-03

一、引言

微课是指教师在教育教学过程中围绕某个知识点或技能，如某个化学实验操作技能等单一教学任务，进行的一种崭新教学模式。相对传统教学方式，微课具有可控灵活、较易掌握、高效、便利等优势，对激发大学生学习兴趣，调动学习积极性和主动性至关重要。随着“可汗学院”在全球迅速走红，“微课”目前已成为我国教育界热议的一个话题。但是，其还是一个新兴教学模式，无论是其应用的广度、深度，还是具体微课设计，还有很多问题亟待解决[1-4]。2015年，教育部全国高校教师网络培训中心举办了第二届全国高校微课教学比赛，掀起了又一波全国高校微课建设热潮[5]。参加微课制作教师越来越多，很多网络平台上微课数量也在迅速地增长。微课广泛传播，为学生自主学习和教师自我提高提供了丰富学习材料，使得移动学习、碎片化学习成为一种常态的学习方式。本文根据化学实验教学特点，来讨论微课对大学化学化工实验教学改革的作用。

二、文献综述

早在1960年，美国阿依华大学附属学校首次推出了“微型课程形式”的教学。一个微型课程一般只有一两个课时，而不会像一门培训课程或者一门学科课程那样持续数周或一个学期[6]。到了1993年，美国北爱荷华大学化学系教授LeRoy A.McGrew先生在有机化学教学中就提出了60秒的微课程教学概念，并且成功将其应用到了向非专业学生和民众中普及有机化学常识的方面[7]。2008年，美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师David Penrose[8]正式提出了“微课程”（Microlecture）这个概念。在我国，2011年胡铁生[9]首先提出微课程概念，“微课程是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映了教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。”微课，作为一种新兴课程形式，其突出优点是“短（学习时间短）、平（容易被接受）、快（学习见效快）”，符合现代学生学习特点。但是，也存在其不足之处——碎片化、不系统、不适合长期学校教学。但是，它完全适合作为教学辅助、链接。因此，将微课用于大学化学化工实验课教学，可充分发挥微课作用，将其功能最大化。微课在不同领域有着不同定义。调查结果显示，在500名本科学生中，100%的学生每天都有上网行为；91%的学生喜欢从网络上获取知识；69%的学生看过微课程。因此，在移动设备迅猛发展的今天，怎么实现学生的自主学习、兴趣摄取，单单依靠教师的课堂学习已经逐渐不能完全满足个人学习的需要，未来创新人才的培养和学习也不仅仅局限于纸质的学习材料，基于移动终端的移动学习必将得到长足发展。

三、微课在化学化工实验课教学应用的分析

实验教学是化学学科教学中非常重要的一个环节，在培养学生基本知识的运用、动手操作能力、对实验的观察和思考等方面起着关键性的作用。目前，大学化学理论课的教学，仍然是以教师讲授为主的传统教学模式，同时受制于学校硬件设施的限制，教师无法做演示实验，使化学理论知识的学习脱离了化学实验的直观感知。而关于实验课程，许多高校实行的教学模式是“预习报告——实验指导——总结报告”这样的模式。它是基于学生主动学习而设计的一种较好的教学模式，但是现在高校学生主动学习意识明显不足，学生不会思考，不会将学习的理论知识迁移到实验学习中来，预习报告和总结报告更多地变成了通过抄袭而完成的。对化工专业的本科生进行问卷调查，其中问卷中开放性问题：你希望你所学内容中添加什么类型的课程？统计学生的答题情况，学生给出的共性回答主要有以下几种：（1）实验操作技巧类课程；（2）实验案例与理论相结合课程；（3）数据处理软件有关课程；（4）化工前沿、新能源类课程；（5）实验设备使用类课程；（6）文献阅读、检索类课程；（7）论文写作指导类课程。其中实验案例与理论相结合课程、实验操作技巧类课程、实验设备使用类课程这三项答案占这七项的64%。因此，微课用于大学本科化学化工专业实验教学很有必要。针对上面提到的问题，以改善实验教学的效果、提高实验教学的质量为目标，以微课的引入为突破口，做好理论教学与实验教学的有机结合，推进化学化工实验课教学改革地深入推进。

四、结果与讨论

1.学生预习状况分析。若按照传统的实验课教学模式“预习报告—实验指导—总结报告”三部曲。其中，预习完成效果决定着整个实验的成败。因此，要想提高实验教学的质量，必须重视预习环节。学生预习基本上是先读教材，然后按照教材要求填写实验预习报告部分，但是实验课内容的特点是细节内容较多，像实验原理、实验基本操作方法、实验仪器的使用、实验数据的分析、实验的注意事项等内容，如果学生在实验前没有进行认真的了解，而要在实验课上一并接收，往往会影响实验的正常进行，进而影响实验效果。

2.微课引入的优势。将微课引入到化学化工实验课教学中去，有其独特优势：（1）微课短小精悍。“短”指的是微视频课程的时间短，一般视频时长在10分钟以内；“小”指的是微视频课程的内容少，一般一个微视频课程只包含一个概念或一个知识点，知识结构单一。“精”体现在设计和制作上的要求精。例如：玻璃器皿的洗涤，可以针对这一项操作，设计及制作微视频课程，可以把这项基本操作技能采用录像或者用电脑动画设计等直观的形式加以演示。短小精悍的特点，使得学生可以充分利用碎片化的时间进行学习。（2）微课可以反复播放，降低实验成本。有关实验演示的微课，可以让学生反复观看，进而可以节约相应的实验成本。微课具有网络传送的快捷、重复利用等特点，使用起来非常方便，每个学生可以根据自己的个人情况选择相应的微课进行重复学习。（3）微课目标明确。微课是为了清晰地讲解某个概念或某一知识点，或为实现某一教学环节而开展的教学活动。活动、资源及内容设计上指向清晰，方向明确。由于学生基本上是人手一部智能手机，如果把化学实验中的一些知识点通过视频、PPT等形式做成微课，通过网络平台分享给学生，方便学生随时随地学习，这样不但能够对学生的预习起到帮助作用，并且在实验课后能够更好巩固、强化实验内容，更好地帮助学生掌握实验的技巧。

3.微视频课程引入后，实验课教学模式的改革。引入微视频课程，传统实验教学首先发生变化的是“预习报告”部分。与以往枯燥阅读实验步骤不同，教师提前发给学生一段有关本节实验教学的微课，微课来源可以为教师自己制作，也可以网上下载，学生通过学习微课，对实验内容有直观认识，实验步骤有初步了解。例如，在大量实验研究工作中经常会遇到一些特殊的化合物，对空气中的水氧敏感，必须使用特殊的仪器和无水无氧操作技术。否则，即使合成路线和反应条件都是合适的，最终是失败。所以，无水无氧操作技术已是化学化工实验中被视为必须熟练掌握的一项实验操作技能。下面我们以无水无氧操作实验中的双排管高真空线操作操作为例，简要介绍微课的引入对本实验课的改进。（1）学生的预习内容包括：明确无水无氧实验的特点、实验的注意事项、双排管操作的实验原理、双排管实验的操作步骤等。（2）学生应有的能力基础：仪器的清洗、干燥；仪器的装配；加热和冷却等能力。（3）本实验的主要内容应包括：仪器、药品、溶剂的无水无氧处理、惰性气体的净化、反应装置和双排管的安装、加料、实验过程及结束时对仪器的维护等内容。（4）本实验的重点及难点：掌握双排管工作的原理、对氧气及水的处理过程（即：双排管操作的实验步骤）及注射器针管技术。这部分也将是微课真正发挥其功效最显著的地方，因为原有的书本的预习知识都是静态的说明和演示，有一些术语及实验操作學生很难去想象，所以学生很难掌握实验的细节，大多数学生都会很迷惑，甚至认为此技能很难熟练掌握，难免从思想上对实验有了一些抵触，于是，做实验的时候很难进入角色。如果有微课的演示，更加直观，更能引起学生的兴趣，达到重点难点的轻松突破。

由于本节实验内容多，若按照传统的教学方法，学生简单地阅读实验教材，填写预习报告，然后根据教师的演示和讲解进行实验操作，往往不能达到良好的实验效果。针对本实验的特点，可以设计制作相应的微课，将微课提前发给学生，学生进行充分的预习。这样，在实验过程中才能很好地抓住实验的关键，进而取得良好的实验效果。本次实验涉及的微课包含以下几个方面：（1）预习类：①本实验所用的玻璃仪器、装置及其清洗与干燥等；②初识无水无氧操作实验原理及操作；③怎样写实验报告。（2）实验过程类：①仪器/药品/仪器的无水无氧处理；②惰性气体的净化；③双排管的安装；④注射器针管技术；⑤仪器的操作及维护等。（3）微课包含的知识点：①无水无氧实验操作所能应用到有机合成实例及重要性（通过ppt制作而成的微视频）；②无水无氧操作的原理（通过ppt制作而成的微视频）；③仪器的清洗及干燥（视频录制—操作和讲解制作而成的微视频）；④双排管的搭建及安装（视频录制—操作和讲解制作而成的微视频）；⑤双排管操作实验或溶剂中的去除无水无氧过程（视频录制—操作和讲解制作而成的微视频）；⑥注射器针管技术（视频录制、操作和讲解制作而成微视频）。

因此，实验教学可这样设计：

第一步：布置预习任务，观看指定的微课知识点，完成预习报告。

第二步：根据学生预习报告的情况，分析学生对实验的认识程度，对预习情况不好的学生，进一步要求观看相应的微课。

第三步：实验课程讲授，在讲授过程中进行演示实验与微课相结合的形式，尤其是操作困难的步骤，可以让学生多次重复观看相应的微课内容。

第四步，学生自己动手操作。

第五步，学生写实验报告，对于难点部分，学生可以通过回顾微课内容，来完成实验报告。

我国发展要实现创新驱动模式，具有创新意识、创新思维和创新技能人才的培养的重要性不言而喻。化学化工是实验学科，化学化工实验在学生能力培养中的作用至关重要。而常规实验课程，尤其是有机化学实验课程，实验耗时长并显枯燥。对大学化学化工实验教学方法和模式的改革，符合当今化学化工创新人才培养和化学学科发展的需要。因此，要提高化学实验课的教学质量，必须综合运用各种教学方法和教学手段，积极探索和改进新的教学内容和方式，才能合格地完成实验教学任务。“微课程”在实验教学中的应用是一种良好的辅助教学手段和方式，一定会在大学化学化工实验教学的改进和对创新人才的培养方面起到积极的助推作用。

参考文献：

[1]涂俊英，吴先飞.高校微课的应用现状分析及对策研究[J].高教学刊，2016，（19）：52-53.

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[5]中国微课[EB/OL]..

[6]杨长秀，王春花，龚蕊.微型课程相关概念界定[J].科教导刊：电子版，2014，（1）：41.

[7]LeRoy A.McGrew.A 60-second course in organic chemistry[J].The Journal of Chemical Education，1993，70 （7）：543-644.

[8]Wikipedia-Microlecture[EB/OL]..

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

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，Faculty 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