工科物理化学新教学模式的探索与实践

周晓荣 王又容 费会 陈浩 方华 徐玉玲

摘 要：微课视频作为翻转课堂教学模式的的衍生物，具备短小精悍、可移动式学习的特点，受到教师们的关注。本文介绍微课和工科物理化学课程的特点，探讨将微课视频引入工科物理化学课程教学中的可行性，对微课引入教学的方式进行设计并在本科生教学中实践。结果表明，针对教学重点、难点设计和制作微课视频，以多客户端电子资源的形式提供给学生使用，在教师的引导下，可以促进学生自主学习、提高教学质量。

关键词：物理化学 教学模式 微课 教学质量

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（c）-0165-03

Abstract：As a derivative of the teaching mode of the flipped classroom， Microlecture videos have the characteristics of short and vigorous， mobile learning， and have received attention from teachers. In this paper， it is introduced that the characteristics of the Microlecture and the course of Engineering Physical Chemistry. The feasibility and way of introducing the Microlecture videos into the course of Engineering Physical Chemistry is also showed， which was applied in the teaching of the undergraduate students. The results show that Microlecture videos should be designed and produced for key points and difficulties in teaching， provided to students in the form of multi client electronic resources. Under the guidance of teachers， it can promote students' self-study and improve the quality of teaching.

Key Words： Physical Chemistry； Teaching Mode； Microlecture； The quality of teaching

互联网越来越深入人们的工作和生活，一场新的革命性的变化正在全球范围展开。这场新的变革正以前所未有的方式给社会的方方面面带来颠覆性的变化，最终达到全球化信息时代的实现。信息时代的革命浪潮也为教育带来了前所未有的新动力，现代教育中“黑板+粉笔+多媒体课件”的教学模式再次受到冲击。学习者获得知识的途径不再只依赖于课堂和教师，他们越来越习惯于在互联网上获取信息。在此大环境下，高校的教师们当顺应时代的潮流，创建符合信息化时代教育规律的新教学模式[1-3]。

物理化学是以物理学的理论为基础，用物理学的实验方法研究化学变化以及与化学密切相关的物理变化的一般规律和本质的学科基础课。基于现状，笔者在本校工科类专业物理化学教学中，选择以制作微课视频的方式辅助教学，并在教学中实践。以此文向同行们介绍微课的特点、工科物理化学课程的特点以及将微课应用于工科物理化学教学的可行性、微课内容的选取与设计、微课的制作方法的选取以及微课的学习途径的设计、微课学习的评价手段和学生评价与反馈、心得与反思，以期为同行们提供一些可借鉴的经验，促进新形势下先进教学模式的发展。

1 微课的特点

微课（Microlecture），是指以教學视频为主要载体，针对知识点或教学环节而开展教学活动的教学资源的组合[4]。微课的特点可归纳为以下十个方面：（1）形式多样性。教师可以出镜或者以画外音的形式讲解。（2）流媒体播放性。可以音频、视频、动画等多种形式在网络播放。（3）学习时间短。一般在10min左右。（4）教学内容精简。一般包含一个知识点或者技能点。（5）占据数字资源容量小。一般在几十MB左右，适用于在手机、平板电脑或者MP3、MP4等便携式终端设备播放，实现移动式的学习模式。（6）教学设计完整。融合现代化信息手段和精心的完整教学设计。一个微课视频结构完整，通常包括引言、授课、练习三个部分。（7）创设真实教学情景。微课展示的是具体的、案例化的教与学的情景。（8）适用于自主学习。可以让学习者根据自身的情况，灵活机动地安排学习时间，实现一对一的教学氛围。（9）制作成本小。可以用家用电脑摄像头或者手机录制，也可以用录屏软件、直播软件制作。无需耗费昂贵备和寻找专门的场地。（10）有配套的练习和评价方法。微课的使用是为实现具体目标而设计的，有配套的题目或者考核进行评价。微课具有与慕课相似之处，都有教学视频资源，但二者又有不同。

2 现代工科物理化学课程的特点

由于培养目标存在差异，工科专业物理化学课程的学时设置和教材内容均与理科专业物理化学课程不同，其特点可以归纳为以下几个方面。

2.1 基础性

物理化学课程的知识体系具有基础性。物理化学又称之为理论化学，因为其理论在一切变化发生时均适用而具备普遍适用性，是化学变化与相关物理变化深入研究之基础，在科学研究和工程技术研究中有着重要作用。因此，许多高校在录取化工类及相关专业研究生时，非常重视学生在本科阶段的物理化学理论基础知识的掌握程度。

2.2 应用性

高校中工科的培养目标是在相关工程领域从事规划、勘探、设计、施工和原材料选择等研究以及管理的高级工程技术人才，注重的是培养学生的实际应用能力。工科物理化学理论知识对于培养应用性人才有重要作用，对本科生学习专业课程，如化工原理、应用电化学、高分子化学与物理、高等有机化学、化学反应工程等等，有重要指导作用。

2.3 难度大

由于“物理化学”是一门逻辑性很强的课程，概念抽象、推理和公式繁多且应用条件严格复杂、学科交叉内容多，学生普遍觉得抽象深奥，难以理解和掌握。为了提高教学质量，物化教师们通常采用多讲例题、增加课外习题课的方式促进学生在物理化学课程上多投入时间。课堂上讲授例题受到课时和教学计划的限制，效果有限。课外的习题课占用固定的时间、地点，需要全体师生的配合才能有效开展。

3 微课用于工科物理化学教学的可行性

基于本文前面所叙述的微课之特点，笔者认为在工科物理化学教学中，微课具有可行性。

3.1 可实现“靶向式”自主学习

微课视频资源每一个单元只包含一个重要概念或者知识点。不同的学生知识“缺陷”不同，数量也不同。学生可以根据自身的情况，有选择性地利用微课视频资源自主进行二次学习，“对症下药”般地实现“靶向式”学习。

3.2 可实现“碎片化”自主学习

微课视频时长一般为10分钟左右，一次学习很快就完成，耗时短。对于学习课程多、作業多，课外学习时间被“碎片化”的学生来说，利用微课视频学习正好符合他们的时间需求。

3.3 可实现“移动式”自主学习

一个微课视频单元转换成MP4格式后，只占据几十MB的硬盘存储容量，易于实现通过网络资源平台存储，学生通过相关的客户端APP进行在线观看或者下载观看。学生不必赶到教室上传统的辅导课或者习题课，随时随地都可以通过手机展开“移动式”自主学习。

3.4 制作难度适中

制作微课视频不仅可以用类似于电视节目录制的方式，还可以由教师个人独立用手机近距离录制、用录屏软件录制或者网络直播软件等来实现，甚至还可以用微信或者QQ语音配合PPT播放的方式进行。这些微课制作方式除了第一种需要专业摄制团队配合之外，其余只需要手机或者电脑就可以实现，不需要专门的录制场地，教师录制完微课的后期剪辑都可以自主完成。制作微课视频的难度就主要体现在PPT或者微课讲解内容的设计上，这些需要教师花费时间和精力去完成。总体来说，制作微课视频的难度适中。

4 微课在工科物理化学教学中应用的设计与实践

笔者在2016—2017学年度的工科物理化学教学中，两个学期均实施了微课视频资源辅助教学的方式。现将经验分享如下。

4.1 微课内容的选取和设计

微课内容应针对在课堂上学习重点和难点来选取。笔者在2016—2017学年的两学期均讲授物理化学，授课对象为工科专业的大二学生，教材为南京大学的沈文霞教授主编的《物理化学核心教程》第三版。选择每一章的重点概念或者公式、归纳和复习、习题讲解作为微课的内容，并以简洁的形式来制作微课的讲解素材，以PPT课件讲解视频的形式展示，如图1和图2所示。

4.2 微课录制方式的选取

在微课的众多录制方式中，笔者选择了以录屏软件录制PPT讲解视频的方式。笔者认为，学生在观看微课视频时，讲解者出现在视频中会干扰学生的听课思路，用PPT展示，学生的注意力集中在讲解的内容上，教师以动画的方式逐步展示讲解的内容，在展示内容的同时，以画外配音的方式讲解，引导学生学习和思考。这样的方式，视频制作难度较小，教师可以自主完成录制和剪辑，如图1和图2所示。

4.3 微课学习方法以及评价方法

微课视频作为学习的辅助资源，只有让学生充分利用才能取得好的效果，因此，建立微课学习的评价和监督机制是必要的。笔者通过课程网络教学平台，将微课视频上传到课程网站，借助平台设置了评价手段。以在网站后台统计学生观看微课视频的时长、课后完成与微课有关的纸质作业和集中在教室进行平时测验等手段综合评价学生开展微课学习的效果。学生可以通过手机APP客户端“学习通”和电脑客户端在网络教学平台观看微课视频，展开微课学习，学习时间和地点学生均可自由安排。

4.4 微课的收效

笔者在一学年的物理化学课程教学中应用微课视频作为辅助资源，在大二学生中实践，参与人数为165人。在实践中，笔者取消了以往在教室里集中讲授习题课的方法，学生只能通过微课视频进行复习和听习题课讲解。课程考核结果表明，学生的考试通过率并未受到影响，收效良好。从学生在考试中的表现来看，认真收看微课视频的学生在概念辨析和公式的运用方面掌握得更好，得分率高。另一方面，从学生的反馈来看，普遍认可用在线微课视频代替传统习题课的做法，并且认为在线微课具有可反复观看的优点。2016—2017学年第一学期笔者教授的本科生对使用微课资源的评价分数为4.8分（5分制），第二学期教授的本科生微课评价分数为5.0分（5分制）。

5 结论与反思

实践表明，微课视频可代替传统的物理化学复习课和习题课，并且还具有可反复观看和学习的优点，受到学生的好评。此外，笔者反思，微课辅助的教学新模式在工科物理化学教学中取得较好的效果，不能简单地归功于微课本身，还与师生之间的配合有密切关系。授课教师建立良好的师生关系，及时告知学生使用微课视频资源的方法以及进行耐心地引导，持续督促学生利用微课资源展开有效的学习。在这三个方面的基础上，微课资源才能较好地发挥出它的作用。

参考文献

[1] 张华.高校数学课程教学改革存在的问题与对策[J].引文版：教育科学，2015（17）：264.

[2] 张月芳，马艳平，王赵.少学时大学物理教学改革与实践[J].当代教育实践与教学研究：电子刊，2017（2）：489.

[3] 刘凤志，余天桃. 制药工程专业化学课程改革的探索与实践[J].化学教育，2015，36（6）：60-62.

[4] 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志，2013（4）：36-42.