基于微課的線上線下混合式教學(xué)在物理化學(xué)中的應(yīng)用探索*

武 軍，張 帥

(嘉興學(xué)院南湖學(xué)院，浙江 嘉興 314000)

物理化學(xué)，是在物理和化學(xué)兩大學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它以豐富的化學(xué)現(xiàn)象和體系為對象，運(yùn)用物理學(xué)的理論知識與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探索、概括和研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，最終構(gòu)成化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)[1-2]。與無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)相比，作為四大化學(xué)最后學(xué)習(xí)的物理化學(xué)，是對化學(xué)理論方法的大總結(jié)，從感性認(rèn)識升級為理性認(rèn)識，從表面現(xiàn)象中提煉本質(zhì)精髓。作為承前啟后的一門學(xué)科，物理化學(xué)是后續(xù)專業(yè)課諸如化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等課程的理論基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋梁和紐帶的作用，是化學(xué)與化工大類包括生化、環(huán)境、材料、制藥等多專業(yè)必修的一門科學(xué)[3]。為順應(yīng)新工科背景下發(fā)展“教育+信息技術(shù)”的潮流，培養(yǎng)出適合社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型人才，需要利用信息技術(shù)改革物理化學(xué)的教學(xué)方式，提高教學(xué)效果。

微課，相對于常規(guī)的課來說，是一種微小的課程，主要用以講授某個(gè)知識點(diǎn)或突破某個(gè)教學(xué)問題，其本質(zhì)就是一種新型信息化教學(xué)資源。微課的主要特點(diǎn)有：①內(nèi)容微型化。微課的內(nèi)容少，時(shí)間短。一節(jié)微課的時(shí)長一般約為 5～10 分鐘左右，其時(shí)間長短充分考慮了人在接受知識時(shí)注意力的變化規(guī)律，與人的注意力高度集中的時(shí)長大致相同[4]。學(xué)生能夠在注意力集中的時(shí)候完成知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，效率更高。②主題具體化。微課的主題突出、內(nèi)容具體，通常以知識點(diǎn)為單位，便于學(xué)生的碎片化學(xué)習(xí)?；谡J(rèn)知負(fù)荷原理，將復(fù)雜的內(nèi)容碎片化，使其簡單明了，降低了學(xué)生的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，使其注意力容易集中，知識點(diǎn)容易理解，記憶更深刻，可以提升學(xué)生的自我效能感。③形式視頻化。微課作為一種專題式視頻的教學(xué)模式，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相對比，學(xué)生可以自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間和場地，這對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)以及自覺性和個(gè)人意志水平的提高有重要作用。基于此將微課運(yùn)用于物理化學(xué)的教學(xué)中，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率，為改革物理化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式提供一個(gè)新的實(shí)施方案[5]。

1 物理化學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程內(nèi)容的復(fù)雜性

物理化學(xué)課程的理論性強(qiáng)，內(nèi)容龐雜抽象，知識點(diǎn)及公式繁多，理解存在一定的困難。傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通常在一節(jié)課內(nèi)老師會(huì)講到多個(gè)知識點(diǎn)，每個(gè)知識點(diǎn)又較難理解，學(xué)生在未弄懂前一個(gè)知識點(diǎn)時(shí)就已進(jìn)入了下一知識點(diǎn)的講解，留給學(xué)生理解內(nèi)化的時(shí)間幾乎沒有。這樣的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率并不高，并且有可能導(dǎo)致學(xué)生對物理化學(xué)這一課程產(chǎn)生恐懼甚至厭惡的情緒，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，造成惡性循環(huán)。

1.2 教學(xué)形式和手段單一

為了在有限的時(shí)間內(nèi)盡可能把更多的有用的知識傳遞給學(xué)生，目前物理化學(xué)授課方式基本保持為教師講授為主[6]。但是普通本科院校的學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，如果只是單方向的傳授知識，較為枯燥乏味，且與生活實(shí)際相脫離，學(xué)生難以體驗(yàn)到自我效能感，對物理化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)漸減，很難培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的素質(zhì)能力。

1.3 理論與實(shí)踐的不匹配性

與物理化學(xué)課程對應(yīng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，因兩者性質(zhì)不同以及課時(shí)安排的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致理論課的內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)課程并不匹配[7]。因此部分實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容在理論課程還未學(xué)習(xí)就開始上實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的原理還未掌握。這不僅極大地降低了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率，并且增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的興趣。

2 微課在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 建設(shè)微課資源

從學(xué)生以往的學(xué)習(xí)和作業(yè)情況，將其難以掌握的重難點(diǎn)知識做成專題微課。如“可逆過程和可逆功”，該部分內(nèi)容作為熱力學(xué)對過程的經(jīng)典而基本的一個(gè)假設(shè)，不能透徹的理解可逆過程，就無法掌握功熱轉(zhuǎn)換的內(nèi)涵，這是第一定律的一個(gè)坎。所以將這塊內(nèi)容做成一個(gè)5～8分鐘的微課專題，可供學(xué)生預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)使用，作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充。每一個(gè)微課視頻配套“線上測試”或“討論主題”，在觀看微課視頻后進(jìn)行較簡單的線上測試，以考察自學(xué)效果，還可設(shè)計(jì)討論主題，如學(xué)完電化學(xué)原電池內(nèi)容后可布置“當(dāng)今前沿電池種類(如燃料電池)及其工作原理”的主題，學(xué)生在課外自主查文獻(xiàn)資料，綜合所學(xué)，分組以音頻視頻、小組板書或PPT等形式呈現(xiàn)，老師進(jìn)行點(diǎn)評打分。

2.2 調(diào)整課程安排

表1 第二章熱力學(xué)第一定律課程安排Table 1 Course arrangement for the first law of thermodynamics

為了發(fā)揮微課資源的作用，適應(yīng)新的混合教學(xué)模式，需要對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新規(guī)劃并組織設(shè)計(jì)。以第二章熱力學(xué)第一定律為例，該章節(jié)計(jì)劃9學(xué)時(shí)，課程安排設(shè)計(jì)見表1。簡單易懂的知識讓學(xué)生看微課自學(xué)，重難點(diǎn)課堂上再細(xì)說。線上微課與線下課堂相互配合，貫穿于物理化學(xué)的整個(gè)學(xué)習(xí)過程：看書預(yù)習(xí)時(shí)有了試聽體驗(yàn)，課后對未理解的知識有了復(fù)盤的機(jī)會(huì)，考前對模糊遺忘的內(nèi)容有了喚醒記憶的聲音。

2.3 改革考核方式

增加線上評價(jià)的考核內(nèi)容，建立線上、線下及期末綜合評價(jià)相結(jié)合的多元評價(jià)體系。可將物理化學(xué)課程成績的評定按照線上考核占15%，平時(shí)成績占25%，期末考試占60%進(jìn)行評價(jià)。其中線上考核主要考察學(xué)生對微課的使用情況，每次課的前5～10分鐘會(huì)對本次課內(nèi)容以“雨課堂”等輔助進(jìn)行簡單測試，得分情況可反映學(xué)生看微課自學(xué)的效果。平時(shí)成績包括出勤、平時(shí)作業(yè)完成情況、主題討論的參與度及討論成果評價(jià)?？己朔绞降母母锸谴龠M(jìn)線上線下混合教學(xué)模式實(shí)施的保障，激發(fā)學(xué)生利用線上平臺學(xué)習(xí)的積極性，改變學(xué)生考前突擊的學(xué)習(xí)習(xí)慣，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，提高教師課堂教學(xué)效果。

3 線上線下混合教學(xué)具體實(shí)施方案

表2中物理化學(xué)線上線下混合教學(xué)具體的實(shí)施過程包括四個(gè)環(huán)節(jié)：教師準(zhǔn)備，課前自學(xué)，課中教學(xué)和課后提升。充分發(fā)揮線上微課的優(yōu)勢，將物理化學(xué)課堂延伸至課下，配合課堂講授與課后項(xiàng)目討論，在知識接受得更多更好的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。相應(yīng)的考核體系更加多元客觀，課前微課自學(xué)和課后主題討論需要學(xué)生脫離老師，獨(dú)立或組隊(duì)完成，在考核機(jī)制的刺激下，訓(xùn)練學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通表達(dá)、知識運(yùn)用的能力。

表2 基于微課的線上線下混合式教學(xué)具體過程Table 2 Specific process ofthe online and offline blended teaching process based on micro-lessons

4 結(jié) 語

實(shí)踐證明，利用微課構(gòu)建的線上線下混合教學(xué)模式，可以有效的解決目前物理化學(xué)教學(xué)中課時(shí)緊張、課堂效率低下等問題。構(gòu)建符合本校學(xué)生的線上微課資源，配套科學(xué)多元的考核體系，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。