化学实验教学中应用微课程的几点思考
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作者:潘兆瑞
摘 要 如何利用现有的技术手段服务于化学实验教学，提高教学效果是化学教育工作者关注的重要问题。在信息化时代，在实验教学中应用微课程已是一个不可回避的话题。在南京晓庄学院环境科学学院的化学实验教学中，笔者以教研室为单位对如何在实验教学中应用微课程进行了积极地探索。并对化学实验教学中应用微课程以来所获得的经验进行了总结。
关键词 微课程 信息技术 化学 实验教学 教学效果
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.065
Abstract How to use the existing technical means to improve the effect of chemistry experiment teaching process is an important issue concerned by chemistry educators. In the era of informatization， the application of microcourses in experimental teaching is an unavoidable topic. In the chemistry experiment teaching at the school of environmental science of Nanjing Xiaozhuang College， the author makes an active exploration on how to apply microcourses in experimental teaching. The experience gained since the application of microcourses in chemistry experiment teaching is summarized.
Keywords micro-courses; information technology; chemistry; experiment teaching; teaching effects
0 引言
在當今社会，信息随着网络平台的出现得到迅速传播。各种通讯技术的终端设备如：手机、平板电脑、笔记本电脑等也相继进入课堂，并得到了广泛的应用。在这种形势下，现代教育技术的关注的焦点也从以PPT为代表的多媒体技术的展示为主要手法逐步过渡到以微课程为主要特点的翻转课堂等教学策略应用上。在具体应用层面的探索上，南京晓庄学院环境科学学院积极进行了相关的探索与实践。以下为在近几年开展的关于实验化学的教学改革中应用微课程的几点思考。
1 当前化学实验教学中实施微课程的必要性
首先，就课程特点来看，由于大学化学实验中学的内容与学生在中学阶段学习的内容相比更为复杂。化学学科的概念又比较抽象，难以被学生具体感知。我们本科阶段所教学的化学侧重于基础性的研究，与市场上化工行业的实际应用还有很大的差距。这就导致了学生在学习的时候动力不强，学习目标不够明确。这些因素综合影响下导致传统模式的化学实验教学效果不是十分明显，虽然教师在每个实验当中都让学生完成相应的实验报告，然而对于一些学习主动性不强、忙于应付的学生来言，其实际学习效果不佳。
其次，从我校近几年来所招学生的情况来看。多数学生的理科基础不是特别好。一些学生未能在实验前进行积极的课前预习，在实验当中只能照着课本上的要求摸索着去做。这就导致失败的几率会增大，同时也造成了实验试剂的大量浪费。另一个现实的问题是因学校现有的实验仪器和药品、试剂的限制，或者出于安全的考虑，很多实验无法实施起来。这时候教师只好临时调整化学实验的内容。同时必须根据现有的条件，而对教学大纲上原有的实验项目进行适当地调整。而这些实验的掌握又是形成学生完整知识结构不可缺少的重要部分。直接取消这种开放性实验、设计性实验会导致学生在这方面知识机构的欠缺。这时，通过设计相应的微课程以动画小视频的方式对化学实验过程进行模拟。如有意放慢反应过程镜头的播放能清晰地展示出实验的每一个细小步骤，有助于加深学生对实验的理解。
再次，化学反应中一些微小的现象容易被学生忽略。而通过微课程这一技术手段，除了运用一些形象的语言来启发学生的思维，还可以用一些动画的形式将那些实验过程中瞬息即逝或者用肉眼根本看不到的过程展示出来，这有助于增强学生对化学概念的理解。同时微课程是事先做好了以后放到网上的。这种小短片不仅可以反复观看，还可以有通过在过程中进行暂停来关注某一重点反应的现象。这种时间上自由处理的特点是传统实验课中所不能具备的。当然，教学的视频目的是为了把教学的目的完成，把概念讲清楚。故在短片中采用艺术性的处理手法也甚为常见。如采用放大原子、放慢反应速度以及拉长时间的方法将微观的变化宏观化，将抽象的概念、形象化的做法。同时在实验中遇到一些不清楚的问题，还可以通过反复观看微课程的方法来加强对实验中难点的认识。
2 在化学实验教学中应用微课程的注意点
2.1 微课程的内容要经过慎重选择、精心设计
并不是所有的课程都要做成微课程。根据人的注意力集中的规律，微视频长度一般都控制在十分钟以内。时间长了微课程很难起到预期的效果。考虑到大学中的实验课程往往是多节连上。因此在备课时要先找出教学大纲中的难点、重点，再集中力量进行微课程的设计。 微课程不仅包括教案还有微练习与微测验。教案的设计考虑到时间的限制应突出重点、简练而新颖;教师的语言应富有吸引力;所采用图片应生动形象;微课程所体现的教学内容应该清晰易懂、实用性强;在操作中多采用图文并茂的方式来设计。对于分镜头显示界面的设计，教师应认真推敲、反复比较以求达到最好的呈现效果。 考虑到制作后的微课程会被反复使用的特点，微课程中的内容都是经过精心设计的，其中的镜头和脚本的编制也是经过反复调试以后才上线的。故在教学改革中，强调教研室的集中备课是非常必要的。一个微课程课件的产生，往往是经过一个教研室中很多老师共同努力的结果。从而保证了课堂上所展现的教学内容往往是集思广益的精品。
2.2 微课程在应用的时间段上的连续性特征
在应用中不仅要考虑到课堂教学还要考虑到学生的预习与课后拓展练习。故在每个实验之前应将相关的微课程上传至学生微信群或QQ群。让学生在实验之前就对该实验内容有所了解。考虑到微视频可以反复观看、可以后退、可以暂停。这样在课堂教学之前可以让学生对所学内容有一个清晰的认识。这样的做法更多是让学生在实验之前有着知识上与思想上的准备。这种强调学生主动积极的学习是我们当前进行教学改革的一个重要方面。当然由于学生对教学内容与教学大纲的理解远不如教师。因此上课之前应该准备好学习的任务单。将要完成的教学目标、相关教学内容以及教学内容的结构在任务单上列出来。让学生带着问题去学，带着问题去探索。同时学生可以根据学习任务单上的内容，按照自己的节奏去学。
由于学生在课前就观看了相关的微视频的内容，所以在课上对于实验现象的理解就有了一个基础。对于相关的实验操作的处理也就更显得有条不紊。同时由于每个人的接受能力不一样，学生学习知识的接收程度也不太一样。课前展示的微视频可以有助于学生做好课前的准备工作。基础差的学生可以多看几遍，甚至对里面的一些重点部分可以进行回放。这对于提高教学效果是有很大帮助的。
2.3 微课程的学习要给予学生一定的自主权
化学实验教学中的微课程还有一个比较特殊的地方，就是学生可以按照自己的进度进行学习。故在每个实验开始之前就可以将相关的微课程上传进班级微信群或者QQ群。这样便于学生在实验前下载或者在线观看。这样一来，学生在做实验之前就对实验中要注意的事项和实验中可能产生的一些问题有了一个初步的了解。这就在一定程度上避免实验过程中的盲目性，也将学习的主动权放到了学生的手中。在课堂实验操作中学生可以运用一些手段来验证自己在微课中所学的知识。通过这种方法有助于学生学会将碎片化的知识片断联系起来逐步成为一个完整的体系。在课堂上学生可以对课前观看视频课中一些不清楚的地方进行充分的提问，与教师进行面对面的交流。课堂上的授课形式从单一型的讲授转变为小组合作、成果汇报、现场测验等形式。这种学生主动参与的形式有助于培养学生形成独立思考的习惯。
对于微视频资料可以进行反复观看，结合阅读相关资料来完成实验过程。这样做法有利于将所学的知识逐步进行内化，使之转变成自己知识结构的一个重要方面。这种学习任务单应配合相应的短视频往往能收到良好的教学效果。当然除了学校老师自己所制作的微课程以外，各种MOOC（Massive Open Online Course）平台上的内容教师也可以使用。在学校图书馆资源中还有与化学实验课程相关一些拓展性微视频资源。这些电子资源有助于学生在课后进行知识的拓展训练。
2.4 微课程在制作方面的技术关注点
为了取得较好的效果，微视频的制作也有一定的技术要求。在运用该技术手段之前，教师对所教课程的主要内容、实验原理、实验操作的重点与难点要非常熟悉。在录制脚本、拍摄方式的选择方面也要进行反复推敲。教师可根据所教内容的特点选择不同的视频手段对所教课程中的一些难点与薄弱环节要进行加强。在具体拍摄的时候，教师的着装、机位、场景等拍摄的细节都要认真对待。考虑到环境的噪声对视频的影响，我们采取的方式是采用后期配音的做法。但是在后期配音的时候要注意到配音的语速与实验操作的速度要相匹配。还可以在短片中插入一些实验原理的图片、不同型号仪器的图片以及相关实验仪器的构造等。微课程的时间比较短。一般而言，每个微视频一般控制在5到10分钟左右。相对于集中的长时间的讲授而言，这种小的片段更能引起学生的关注。故在心理学的研究中一般认为：在微课程的学习中学生的精力更集中，故学生学习的效果较好。对于一些因受到遗弃，药品的限制而不能开展的实验。教师可以通过上传与课程相关的实验微视频的方式，让学生增强这方面的知识。从而保证了学生的知识结构的完整，使其综合分析能力与创新意识得到相应地提高。
在日常实验教学中，教师可对一些教学大纲中涉及到的重点与难点部分进行针对性的研究，并应用相应的视频制作软件（如Camtasia Studio录屏软件、 爱剪辑、Edius等）制作出直观形象、通俗易懂同时又具有较强科学性的微课程视频。这种视频里面可以包括教师用Camtasia Studio录制的PPT课件，也可以包括用Maya、3D、C4D软件制作的一些简单的展示动画。新颖的多媒体形象再配上一定的轻音乐辅以动画短片，往往更能激发学生观看的兴趣。更能抓住学生学习的注意力。通过这种方式可以使得枯燥的理论讲解变成科学原理的形象展现。
2.5 微课程使用的反馈与评价
反馈与评价也是非常重要的一个方面。这有助于我们对现实型的微课程的内容进行调整，使之更有利于今后的教学工作。在具体评价的时候，我们可以关注该微视頻是否如下几个方面：有没有解决实验教学中的重点与难点问题？所采用的技巧是否合适？是否能吸引学生的注意力？老师的讲解是否规范无误？……同时一个课件的评价还应综合考虑到：课件是否简洁鲜明？是否给人留下深刻的印象？讲解人的思路是否清晰？是不是对学生完成自主学习的任务单有帮助？等诸多方面的内容。
3 实施微课程以来相应的教学效果及反馈
近几年来，环境科学学院积极推进与微课程有关的教学改革。考虑到不同学生接受能力的差异，探讨如何充分调动学生的学习主动性与积极性。并采用录制微视频或提供一些MOOC资源让学生在课前进行观看，结合课后也提供相应的参考资料帮助学生进行知识面的拓展。为了了解改革的效果，我们在学期过程中和期末分别发放了有关微课程的（下转第188页）（上接第141页）调查问卷。从问卷统计结果来看，这轮教学改革的确取得了较好的效果。师生普遍反映微课程比较形象生动，有助于对一些抽象概念的了解。
但同时我们也要看到并不是每个学生对微课程的反应都很积极。一方面，一些学习主动性差的学生课前不愿意去观看相应的微课程，更不要说实验过后的拓展练习了。故这部分学生学习的效果不理想。另一方面，由于在实验之前教师就已经在班级微信群中上传相关的微课程资料，在实验过程当中教师的注意力也主要用于答疑和一些基本的操作示范，而不再是面面俱到的重复讲解。这对于课前没有认真预习的学生来讲，实施微课程教学中学习的难度更大了。
微课程由于不仅涉及到教学大纲的贯彻、教学内容的理解同时还涉及到一些技术层面的问题。比如对一些截屏软件、视频剪辑软件的学习与使用。故往往要耗费教师更多的时间与精力来学习与制作。我院采取以教研室作为单位集体备课，所开发的微视频的内容也根据师生的反馈进行适当地调整以便在下一次的应用当中取得更好的效果。通过长期的积累与调整，逐步加大微课程在传统教学中运用的比重。从实际情况看，这几年坚持下来取得的教学效果还是比较明显的。
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