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摘要:微課是近年來新興的教學模式,將其應用于高校無機化學實驗教學中,可以解決傳統無機化學實驗教學在時間和空間的限制,提高課堂教學效率,加強學生的自主學習意識,規范學生實驗操作技能,鞏固學生理論知識,激發學生創新能力,增進教師教學水平。文章在分析傳統無機化學實驗教學中存在的一系列問題的基礎上,探討了微課在傳統無機化學實驗教學中的作用。

關鍵詞:無機化學;實驗教學;微課

無機化學實驗是高等教育理、工科化學專業第一門獨立的必修基礎實驗課程。通過對實驗課程的學習,不僅能加深學生對無機化學基本概念和原理的理解,還能掌握實驗室中常見無機物的制備方法,了解相關科學前沿知識,熟悉常見元素的單質和化合物的典型性質,規范學生基本的實驗操作技能,培養學生良好的實驗習慣和實事求是的科學態度,為學生后繼課程的學習和從事科研工作打下良好基礎[1]。因此,加強無機化學實驗教學是全面提高化學教學質量的重要途徑,也是培育科研人才的基石[2]。然而,由于傳統無機化學實驗課受到教學課時(時間)和場地(空間)的限制,在教學效果上很難取得突破性的進展[3]。隨著互聯網和多媒體技術的發展,微課作為一種新興的教學模式備受廣大教育工作者青睞。微課是指運用信息技術按照認知規律,呈現碎片化學習內容、以微型教學視頻為載體,針對某個知識點或教學環節而設計開發的一種情景化、支持多種學習方式的視頻。微課具有教學時間短(5~10min)、主題突出、內容具體、成果簡化、多樣傳播、反饋及時、針對性強、趣味性等特點[4-5]。與傳統無機化學實驗教學相比,微課教學知識點單一、信息明確清晰,可以不受時間和空間的限制反復觀看學習,為無機化學實驗教學的改革提供了新的思路[6]。

1傳統無機化學實驗教學中存在的問題

1.1學生對預習實驗的重視程度不高導致實驗教學效果較差

無機化學實驗是化學、化工、環境等專業大一新生進入校園后,首次進行實驗學習的課程,并且大部分學生在高中時期沒有進行系統的實驗課程學習,難免對整個實驗課程的流程生疏。因此,提前進行實驗預習,了解實驗目的、理解實驗原理、熟悉實驗操作是非常必要和重要的。然而許多學生并沒有真正的了解實驗預習的重要性,因此對實驗預習也不太重視。稍好的情況是在老師提供模板下將實驗內容轉換成操作的流程圖,壞的情況是將預習報告當成抄書。大部分學生并沒有提前去查閱相關的資料來避免或者解決在實驗操作過程中可能出現的問題;也沒有深入的思考和探究實驗原理以及整個實驗步驟;無法將無機化學理論知識和實驗原理、實驗內容很好的結合起來。這樣將導致整個實驗過程中學生全程照著書中的實驗步驟操作,不能預估可能出現的實驗現象和實驗結果,無法有效的實現最終的實驗教學目的。

1.2教學模式以課堂教學為主,教學方法單一,不利于學生綜合能力的培養

一般情況下,傳統無機化學實驗課程的教學方式以教師為主導。通常情況下得教學流程為:教師先通過案例引入該次課程的主題,然后講解實驗原理和實驗內容,接著提示實驗中得需要注意得事項,最后演示相關的實驗操作。然后學生再在老師的巡視和指導下,按照實驗內容完成實驗操作,記錄實驗現象和結果,最后完成和提交實驗報告。這種傳統的教學模式會導致課堂氣氛沉悶壓抑,學生積極性不高,課堂反饋較差,學生對于每一步的操作原理和實驗過程中出現的問題缺乏思考,抑制了學生自主學習的能力;同時學生在實驗操作過程中機械性的重復,無法培養學生的想象力、創造力以及解決實際問題的能力;另外實驗課程的教學時間有限,教師在課堂中的講解占用了部分的時間,使得留給學生動手操作的時間減少,抑制了學生探索知識的興趣,不利于學生科學創新能力的培養。

1.3缺乏動態實驗演示構成,實驗操作效果差

在傳統無機化學實驗教學課程中,通常是一名教師對應多名知識結構和學習能力不相同的學生。這將導致教師不能同時兼顧所有的學生在實驗過程中出現的問題,使得部分學生的問題不能得到解答,實驗結果差強人意,學生的能力得不到提高。另外,無機化學實驗中會涉及一些相關儀器的操作,教師往往面對很多學生講解,由于受到視角的限制,部分學生無法看清所有的操作細節,導致學生在實驗操作過程中漏洞百出,操作不精準,同時由于學生人數較多,教師在巡視過程中,也很難觀察到所有學生的操作情況,這些將嚴重影響實驗教學效果,不利于學生養成良好的操作規范習慣,也為后期其它專業實驗課程帶來不良的影響。

2微課在無機化學實驗課程中的應用

2.1提前預習,提高課堂利用效率

教師可以提前將要進行的實驗課程按照實驗原理、實驗內容、實驗操作以及注意事項進行分解,分別錄制成5~10分鐘的小視頻。例如可以將粗鹽的提純實驗分解成稱量、溶解、過濾、結晶、減壓過濾等部分,任課教師可提前將這些操作錄制成小視頻,通過互聯網將微課共享給學生,學生可以不受時間不受地點反復的觀看學習微視頻,到達提前熟悉實驗的整個流程和相關操作的目的。教師可以在視頻中設置思考題,引導學生預習實驗并發現實驗中的關鍵問題。同時,錄制微課的場景是在學生上課的實驗室進行的,可以實現情景再現,不會讓學生感到陌生。在實驗教學現場,教師不需要花大部分的時間來講解實驗,將課堂還給學生,可讓學生上臺演示實驗操作,向學生提問,以及解答學生的疑問來了解學生的預習情況,大程度的提高了課堂時間的利用效率,同時也能激發學生的學習積極性。

2.2規范實驗操作,培養學生良好的實驗操作習慣

良好的習慣是從小培養的,無機化學實驗作為化學及其相關專業學生進入校園后學習的第一門實驗課,通過該課程的學習培養學生良好的實驗操作習慣是非常重要和必要。因此,讓學生掌握實驗技能、規范操作習慣、培養學生實事求是的科學態度是無機化學實驗課程的教學重點。教學中,將實驗的基本操作錄制成微課視頻,通過視頻講解操作中的注意事項,學生通過直觀的視頻演示,能更多的注意到在傳統實驗課上觀察不到的細節,準確掌握實驗的基本操作,規范實驗操作要求。例如pH計的使用,在傳統無機實驗課程教學中,通常是教師先講解演示,但是由于時間和空間的限制,只有前排少數的學生能基本掌握如何使用pH計。為了提高教學效果,規范學生的操作習慣,我院老師會將班級學生分成6人左右小組,對他們進行講解演示,讓學生掌握pH計的操作,接著給其它的小組講解。通常一個班級有30人左右,將會分成5組,也就是教師要講解5次pH的使用,雖然教學效果提高了,但是很大程度降低了教學效率。采用微課教學,將pH計的使用做成小視頻,分享給學生,每個學生都能通過視頻近距離的學習到pH計的使用。在實際的教學過程中,教師有大量的時間來指導和指正學生的其它相關的操作,規范學生的操作習慣。

2.3加強理論知識與實驗知識的結合

大部分高校化學專業的學生的無機化學理論課安排在第一學期,無機化學實驗課安排在第二學期,這樣安排的好處是培養學生運用理論知識去指導實驗以及通過實驗課的學習來回顧、復習和加深理論知識的能力。由于傳統實驗教學時間有限,制約理論知識和實驗知識的結合,給學生造成一種這兩門課是單獨存在的印象。然而通過無機化學實驗微課,將實驗中的原理和理論知識點相結合,并在實驗課的課前預習、課上講解以及巡視中反復強調如何運用理論知識解釋實驗現象,通過實驗課的學習使學生具備將理論知識運用到實際的生產生活中能力。例如元素性質實驗涉及很多定量定性研究以及化合物顏色的變化,如果只是通過理論課的講解而沒有相關的元素性質實驗課,學生對物質顏色以及顏色的變化會非常抽象。即使學生在課堂上順利的完成了性質實驗的操作,記錄了實驗現象,課后也會有許多的遺忘。然而微課作為一種視頻資源,能永久的保留,學生可以在課后觀看視頻進行復習,查找實驗中的不足和遺漏,提高學習的效果。若在后續其他化學專業課或者實驗中遇到一些相關的無機實驗操作,也可以隨時回到無機化學實驗微課課堂,將實驗課程和理論課程結合起來學習。

2.4促進教師水平的提高

微課視頻可以通過網絡傳播,一旦共享到網絡,學生和同行都可以看見,如果微課視頻中出現失誤,會對學生造成極大的影響。因此在制作微課視頻的過程中,要求教師的理論功底和實驗操作水平是非常高的。首先,微課的視頻時間大約為8分鐘,如何在這么短的時間內將實驗的知識點講解的生動有趣,內容豐富不啰嗦,還要設置提問和實驗反思等,這些對教師的理論知識和語言功底要求極高。其次,在講解實驗的知識點同時,還要兼顧實驗儀器的使用和操作,而且教師在演示實驗的操作必須標準,動作要干凈利落,同時還要保證實驗結果的準確,這些對教師的實驗操作水平要求極高。以上兩點如果沒有足夠的教學素養和實驗操作積累,是很難達到微課視頻錄制的要求。因此通過微課視頻的制作,能很大程度提高教師的實驗教學水平。

3結語

將微課應用于無機化學實驗教學中,是實驗教學改革的發展趨勢。目前,由于受到各方面條件如教學能力和微課制作硬件等的限制,微課在無機化學實驗課程中處于嘗試階段。相信隨著信息時代的發展,必將實現微課與無機實驗的教學結合,來完成學生掌握實驗基本技能、規范實驗操作習慣、激發學生的新能力、培養學生實事求是科學態度的無機化學實驗教學目標。

參考文獻

[1]向乾坤,趙秀琴.無機化學實驗教學改革的探討[J].廣州化工,2016,42(3):157-158.

[2]張樹勇,張劍榮,陳六平.大學化學實驗教學改革的基本問題和措施初探[J].實驗技術與管理,2009,24(4):24-28.

[3]朱文靖,馮建成,張才靈,等.微課在無機化學實驗教學中的應用研究[J].廣東化工,2020,47(09):206+208.

[4]謝貴蘭.慕課、翻轉課堂、微課及微課視頻的五大關系辨析[J].教育科學,2015,31(5):43-46.

[5]王斌,王曉紅,劉宗瑞,等.無機化學實驗教學的微課設計[J].中國現代教育裝備,2016,241(9):105-107.

[6]何弘水.微課在化學實驗教學中的應用[J].中國繼續醫學教育,2015,7(7):9-10.

作者：熊俊 單位：武漢紡織大學化學與化工學院