工科物理化學(xué)新教學(xué)模式與實(shí)踐論文
摘要：微課視頻作為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的的衍生物，具備短小精悍、可移動(dòng)式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，受到教師們的關(guān)注。本文介紹微課和工科物理化學(xué)課程的特點(diǎn)，探討將微課視頻引入工科物理化學(xué)課程教學(xué)中的可行性，對(duì)微課引入教學(xué)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)并在本科生教學(xué)中實(shí)踐。結(jié)果表明，針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)設(shè)計(jì)和制作微課視頻，以多客戶端電子資源的形式提供給學(xué)生使用，在教師的引導(dǎo)下，可以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提高教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：物理化學(xué)；教學(xué)模式；微課；教學(xué)質(zhì)量
互聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越深入人們的工作和生活，一場(chǎng)新的革命性的變化正在全球范圍展開。這場(chǎng)新的變革正以前所未有的方式給社會(huì)的方方面面帶來(lái)顛覆性的變化，最終達(dá)到全球化信息時(shí)代的實(shí)現(xiàn)。信息時(shí)代的革命浪潮也為教育帶來(lái)了前所未有的新動(dòng)力，現(xiàn)代教育中“黑板+粉筆+多媒體課件”的教學(xué)模式再次受到?jīng)_擊。學(xué)習(xí)者獲得知識(shí)的途徑不再只依賴于課堂和教師，他們?cè)絹?lái)越習(xí)慣于在互聯(lián)網(wǎng)上獲取信息。在此大環(huán)境下，高校的教師們當(dāng)順應(yīng)時(shí)代的潮流，創(chuàng)建符合信息化時(shí)代教育規(guī)律的新教學(xué)模式[1-3]。物理化學(xué)是以物理學(xué)的理論為基礎(chǔ)，用物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法研究化學(xué)變化以及與化學(xué)密切相關(guān)的物理變化的一般規(guī)律和本質(zhì)的學(xué)科基礎(chǔ)課�；诂F(xiàn)狀，筆者在本校工科類專業(yè)物理化學(xué)教學(xué)中，選擇以制作微課視頻的方式輔助教學(xué)，并在教學(xué)中實(shí)踐。以此文向同行們介紹微課的特點(diǎn)、工科物理化學(xué)課程的特點(diǎn)以及將微課應(yīng)用于工科物理化學(xué)教學(xué)的可行性、微課內(nèi)容的選取與設(shè)計(jì)、微課的制作方法的選取以及微課的學(xué)習(xí)途徑的設(shè)計(jì)、微課學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)手段和學(xué)生評(píng)價(jià)與反饋、心得與反思，以期為同行們提供一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)新形勢(shì)下先進(jìn)教學(xué)模式的發(fā)展。
1微課的特點(diǎn)
微課(Microlecture)，是指以教學(xué)視頻為主要載體，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)資源的組合[4]。微課的特點(diǎn)可歸納為以下十個(gè)方面：
(1)形式多樣性。教師可以出鏡或者以畫外音的形式講解。
(2)流媒體播放性。可以音頻、視頻、動(dòng)畫等多種形式在網(wǎng)絡(luò)播放。
(3)學(xué)習(xí)時(shí)間短。一般在10min左右。
(4)教學(xué)內(nèi)容精簡(jiǎn)。一般包含一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者技能點(diǎn)。
(5)占據(jù)數(shù)字資源容量小。一般在幾十MB左右，適用于在手機(jī)、平板電腦或者M(jìn)P3、MP4等便攜式終端設(shè)備播放，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式的學(xué)習(xí)模式。(6)教學(xué)設(shè)計(jì)完整。融合現(xiàn)代化信息手段和精心的完整教學(xué)設(shè)計(jì)。一個(gè)微課視頻結(jié)構(gòu)完整，通常包括引言、授課、練習(xí)三個(gè)部分。
(7)創(chuàng)設(shè)真實(shí)教學(xué)情景。微課展示的是具體的、案例化的教與學(xué)的情景。
(8)適用于自主學(xué)習(xí)�？梢宰寣W(xué)習(xí)者根據(jù)自身的情況，靈活機(jī)動(dòng)地安排學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的教學(xué)氛圍。
(9)制作成本小。可以用家用電腦攝像頭或者手機(jī)錄制，也可以用錄屏軟件、直播軟件制作。無(wú)需耗費(fèi)昂貴備和尋找專門的場(chǎng)地。
(10)有配套的練習(xí)和評(píng)價(jià)方法。微課的使用是為實(shí)現(xiàn)具體目標(biāo)而設(shè)計(jì)的，有配套的題目或者考核進(jìn)行評(píng)價(jià)。微課具有與慕課相似之處，都有教學(xué)視頻資源，但二者又有不同。
2現(xiàn)代工科物理化學(xué)課程的特點(diǎn)
由于培養(yǎng)目標(biāo)存在差異，工科專業(yè)物理化學(xué)課程的學(xué)時(shí)設(shè)置和教材內(nèi)容均與理科專業(yè)物理化學(xué)課程不同，其特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面。
2.1基礎(chǔ)性
物理化學(xué)課程的知識(shí)體系具有基礎(chǔ)性。物理化學(xué)又稱之為理論化學(xué)，因?yàn)槠淅碚撛谝磺凶兓l(fā)生時(shí)均適用而具備普遍適用性，是化學(xué)變化與相關(guān)物理變化深入研究之基礎(chǔ)，在科學(xué)研究和工程技術(shù)研究中有著重要作用。因此，許多高校在錄取化工類及相關(guān)專業(yè)研究生時(shí)，非常重視學(xué)生在本科階段的物理化學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。
2.2應(yīng)用性
高校中工科的培養(yǎng)目標(biāo)是在相關(guān)工程領(lǐng)域從事規(guī)劃、勘探、設(shè)計(jì)、施工和原材料選擇等研究以及管理的高級(jí)工程技術(shù)人才，注重的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。工科物理化學(xué)理論知識(shí)對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用性人才有重要作用，對(duì)本科生學(xué)習(xí)專業(yè)課程，如化工原理、應(yīng)用電化學(xué)、高分子化學(xué)與物理、高等有機(jī)化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等等，有重要指導(dǎo)作用。
2.3難度大
由于“物理化學(xué)”是一門邏輯性很強(qiáng)的課程，概念抽象、推理和公式繁多且應(yīng)用條件嚴(yán)格復(fù)雜、學(xué)科交叉內(nèi)容多，學(xué)生普遍覺得抽象深?yuàn)W，難以理解和掌握。為了提高教學(xué)質(zhì)量，物化教師們通常采用多講例題、增加課外習(xí)題課的方式促進(jìn)學(xué)生在物理化學(xué)課程上多投入時(shí)間。課堂上講授例題受到課時(shí)和教學(xué)計(jì)劃的限制，效果有限。課外的習(xí)題課占用固定的時(shí)間、地點(diǎn)，需要全體師生的配合才能有效開展。
3微課用于工科物理化學(xué)教學(xué)的可行性
基于本文前面所敘述的微課之特點(diǎn)，筆者認(rèn)為在工科物理化學(xué)教學(xué)中，微課具有可行性。
3.1可實(shí)現(xiàn)“靶向式”自主學(xué)習(xí)
微課視頻資源每一個(gè)單元只包含一個(gè)重要概念或者知識(shí)點(diǎn)。不同的學(xué)生知識(shí)“缺陷”不同，數(shù)量也不同。學(xué)生可以根據(jù)自身的情況，有選擇性地利用微課視頻資源自主進(jìn)行二次學(xué)習(xí)，“對(duì)癥下藥”般地實(shí)現(xiàn)“靶向式”學(xué)習(xí)。
3.2可實(shí)現(xiàn)“碎片化”自主學(xué)習(xí)
微課視頻時(shí)長(zhǎng)一般為10分鐘左右，一次學(xué)習(xí)很快就完成，耗時(shí)短。對(duì)于學(xué)習(xí)課程多、作業(yè)多，課外學(xué)習(xí)時(shí)間被“碎片化”的學(xué)生來(lái)說(shuō)，利用微課視頻學(xué)習(xí)正好符合他們的時(shí)間需求。
3.3可實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)式”自主學(xué)習(xí)
一個(gè)微課視頻單元轉(zhuǎn)換成MP4格式后，只占據(jù)幾十MB的硬盤存儲(chǔ)容量，易于實(shí)現(xiàn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)存儲(chǔ)，學(xué)生通過(guò)相關(guān)的客戶端APP進(jìn)行在線觀看或者下載觀看。學(xué)生不必趕到教室上傳統(tǒng)的輔導(dǎo)課或者習(xí)題課，隨時(shí)隨地都可以通過(guò)手機(jī)展開“移動(dòng)式”自主學(xué)習(xí)。
3.4制作難度適中
制作微課視頻不僅可以用類似于電視節(jié)目錄制的`方式，還可以由教師個(gè)人獨(dú)立用手機(jī)近距離錄制、用錄屏軟件錄制或者網(wǎng)絡(luò)直播軟件等來(lái)實(shí)現(xiàn)，甚至還可以用微信或者QQ語(yǔ)音配合PPT播放的方式進(jìn)行。這些微課制作方式除了第一種需要專業(yè)攝制團(tuán)隊(duì)配合之外，其余只需要手機(jī)或者電腦就可以實(shí)現(xiàn)，不需要專門的錄制場(chǎng)地，教師錄制完微課的后期剪輯都可以自主完成。制作微課視頻的難度就主要體現(xiàn)在PPT或者微課講解內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，這些需要教師花費(fèi)時(shí)間和精力去完成�？傮w來(lái)說(shuō)，制作微課視頻的難度適中。
4微課在工科物理化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)踐
筆者在2016—2017學(xué)年度的工科物理化學(xué)教學(xué)中，兩個(gè)學(xué)期均實(shí)施了微課視頻資源輔助教學(xué)的方式。現(xiàn)將經(jīng)驗(yàn)分享如下。
4.1微課內(nèi)容的選取和設(shè)計(jì)
微課內(nèi)容應(yīng)針對(duì)在課堂上學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)來(lái)選取。筆者在2016—2017學(xué)年的兩學(xué)期均講授物理化學(xué)，授課對(duì)象為工科專業(yè)的大二學(xué)生，教材為南京大學(xué)的沈文霞教授主編的《物理化學(xué)核心教程》第三版。選擇每一章的重點(diǎn)概念或者公式、歸納和復(fù)習(xí)、習(xí)題講解作為微課的內(nèi)容，并以簡(jiǎn)潔的形式來(lái)制作微課的講解素材，以PPT課件講解視頻的形式展示，如圖1和圖2所示。
4.2微課錄制方式的選取
在微課的眾多錄制方式中，筆者選擇了以錄屏軟件錄制PPT講解視頻的方式。筆者認(rèn)為，學(xué)生在觀看微課視頻時(shí)，講解者出現(xiàn)在視頻中會(huì)干擾學(xué)生的聽課思路，用PPT展示，學(xué)生的注意力集中在講解的內(nèi)容上，教師以動(dòng)畫的方式逐步展示講解的內(nèi)容，在展示內(nèi)容的同時(shí)，以畫外配音的方式講解，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考。這樣的方式，視頻制作難度較小，教師可以自主完成錄制和剪輯，如圖1和圖2所示。
4.3微課學(xué)習(xí)方法以及評(píng)價(jià)方法
微課視頻作為學(xué)習(xí)的輔助資源，只有讓學(xué)生充分利用才能取得好的效果，因此，建立微課學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)和監(jiān)督機(jī)制是必要的。筆者通過(guò)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將微課視頻上傳到課程網(wǎng)站，借助平臺(tái)設(shè)置了評(píng)價(jià)手段。以在網(wǎng)站后臺(tái)統(tǒng)計(jì)學(xué)生觀看微課視頻的時(shí)長(zhǎng)、課后完成與微課有關(guān)的紙質(zhì)作業(yè)和集中在教室進(jìn)行平時(shí)測(cè)驗(yàn)等手段綜合評(píng)價(jià)學(xué)生開展微課學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)APP客戶端“學(xué)習(xí)通”和電腦客戶端在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)觀看微課視頻，展開微課學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)學(xué)生均可自由安排。
4.4微課的收效
筆者在一學(xué)年的物理化學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)用微課視頻作為輔助資源，在大二學(xué)生中實(shí)踐，參與人數(shù)為165人。在實(shí)踐中，筆者取消了以往在教室里集中講授習(xí)題課的方法，學(xué)生只能通過(guò)微課視頻進(jìn)行復(fù)習(xí)和聽習(xí)題課講解。課程考核結(jié)果表明，學(xué)生的考試通過(guò)率并未受到影響，收效良好。從學(xué)生在考試中的表現(xiàn)來(lái)看，認(rèn)真收看微課視頻的學(xué)生在概念辨析和公式的運(yùn)用方面掌握得更好，得分率高。另一方面，從學(xué)生的反饋來(lái)看，普遍認(rèn)可用在線微課視頻代替?zhèn)鹘y(tǒng)習(xí)題課的做法，并且認(rèn)為在線微課具有可反復(fù)觀看的優(yōu)點(diǎn)。2016—2017學(xué)年第一學(xué)期筆者教授的本科生對(duì)使用微課資源的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為4.8分（5分制），第二學(xué)期教授的本科生微課評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為5.0分（5分制）。
5結(jié)論與反思
實(shí)踐表明，微課視頻可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理化學(xué)復(fù)習(xí)課和習(xí)題課，并且還具有可反復(fù)觀看和學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，受到學(xué)生的好評(píng)。此外，筆者反思，微課輔助的教學(xué)新模式在工科物理化學(xué)教學(xué)中取得較好的效果，不能簡(jiǎn)單地歸功于微課本身，還與師生之間的配合有密切關(guān)系。授課教師建立良好的師生關(guān)系，及時(shí)告知學(xué)生使用微課視頻資源的方法以及進(jìn)行耐心地引導(dǎo)，持續(xù)督促學(xué)生利用微課資源展開有效的學(xué)習(xí)。在這三個(gè)方面的基礎(chǔ)上，微課資源才能較好地發(fā)揮出它的作用。
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