基于微课和微助教的,高职无机及分析化学实验教学改革
时间：2020-11-06 07:55:48 来源：达达文档网 本文已影响 人 
【摘 要】本文论述基于微课和微助教的高职无机及分析化学实验教学改革，提出将微课、微助教平台等信息化教学手段融入高职无机及分析化学实验教学，利用微助教平台对无机及分析化学实验的课前内容预习、课中技能操作、课后技能拓展等教学环节进行有效掌控，利用微课将枯燥、抽象和难记的实验操作环节变得直观、形象和容易识记;教师的实验教学工作有序开展，学生提升了学习兴趣和学习效率。
【关键词】微课 微助教 无机及分析化学实验
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2019）06C-0158-03
当今社会信息技术快速发展，对高等职业教育的教学模式和方法提出了新的要求。因此，为进一步推进数字化校园建设和工业分析技术专业教学资源库建设，应大力推进信息化教学改革。微课是以短小视频为主要载体，针对某个教学知识点或环节设计的一种情境化、支持网络等多种学习方式的教学视频，因其时间短、资源豐富、重点突出、易于掌握、操作性强等特点而广受师生喜爱。微助教是一种基于微信客户端和电脑网页的教学网络平台，可实现签到、答题、课堂互动等功能，被众多高校教师引进使用，获得职业教育界的广泛认可。无机及分析化学是工业分析技术专业的一门理实一体化基础课程，其中的“实”就是无机及分析化学实验教学，是学生掌握无机及分析化学操作技能的重要课程内容。工业分析技术专业教学团队根据课程标准，在全面分析学生特点和教学现状的基础上，构建了由微助教平台和微课等组成的课程教学模式。
一、无机及分析化学实验教学现状
（一）学生的学习特点
工业分析技术专业的生源主要来自河池及周边地区的中职学校和广西区内参加普通高考的低分数学生，这些学生主要有两方面的学习特点：
1.学生学习成绩差，缺乏学习积极主动性，在专业学习方面缺乏自信心，学习自控能力不足，对课余时间的支配极少用于专业学习，甚至有些学生在教师监督的情况下也不愿意学习，少部分学生来上课也只是迫于违纪后果的压力。很多学生在入学时的化学基础知识薄弱，部分学生甚至连最基本的元素符号都不认识，教学难度大。
2.学生上课时喜欢动手操作而不是枯燥的理论讲解，而以往上课教师都是讲理论多，实践操作上的指导不足，因此这些学生虽然对理论学习淡漠和倦怠，但是对实践操作内容比较有兴趣。在学习方式上，由于手机、电脑的普及和环境的影响，学生对视频、网络、手机APP软件（如微信）等学习方式兴趣浓厚。
（二）教学现状
1.无机及分析化学实验是基础性很强的教学内容，对后续的冶金中控分析、矿石分析等专业核心课程有很大的影响，而目前使用的实验教材是无机及分析化学的配套教材，教材内容基本都是操作步骤的文字描述，较为枯燥乏味，很难引起学生的兴趣，教学难度较大。
2.教师的传统授课观念较为严重。课堂授课的主要方法还是“PPT+黑板+口头讲解”，即教师将实验内容做成PPT投影在屏幕上，同时进行讲解，然后学生按照步骤操作，教师巡视指导。通过随堂听课等教研室活动，发现由于上述教学手段传统单一，大部分课堂授课氛围较为枯燥，导致相当一部分学生基本不会抬头听教师讲解，要么自己低头看实验教材，要么玩手机。此外，教师对课堂教学效果实时掌控方面的不足也是长期以来一直存在的问题，课堂教学效果往往在课后通过教师批改作业或者期末考试时才能够统计分析出来，不利于及时提高教学质量。
3.实验场地空间限制影响较大，课堂缺乏师生互动。主要表现在：教师在操作演示的过程中，全班每个学生与教师之间的距离远近不同，因此就会造成部分学生在观察教师操作演示时难以看清，导致实训操作时误差较大，有些学生因长期看不清操作演示，逐渐失去学习的积极主动性。在全班学生开始实验操作时，教师的巡视指导难以兼顾每个学生，部分学生未能及时得到教师的指导，不利于技能水平的提高。同时，由于缺乏课堂互动，学生经常被动接受教学知识，教师也难以及时掌握全班每个学生对技能操作的学习情况，整体教学效果大打折扣。
4.缺乏课前预习和课后技能拓展训练。课前预习可以有效提高课堂学习效率，课后技能拓展可强化课堂上学到的专业技能，对于化学基础薄弱和接受能力差的学生更是如此。如果学生课前没有对课程内容有一定的了解，那么上课时就难以跟上教学进度，学习难度增大。由于过去实验教学只重视课堂教学环节，缺乏课前、课中和课后方面的整体设计，课堂教学结束就意味着学习内容的终结。因此，学生缺乏持续性的专业学习，专业技能水平与课程培养目标差距较大。
二、无机及分析化学实验教学改革措施
针对上述教学中存在的问题，以综合性实验“硫酸亚铁铵的制备及组成分析”为例，对实验教学改革进行阐述。
（一）制作符合教学实际的微课
1.微课设计基本原则。微课最终目标是协助教师解决教学重点和难点问题，制作微课基本原则如下：
（1）情境化、问题化导向。与学生生活密切相关的，才是学生感兴趣的。因此，在设计微课时，教学团队选题注重情境化，即从学生生活范围选题，通过与班级的班主任充分沟通，了解近期学生关心的与化学相关的问题，从中选择一些贴近教学内容的问题。例如有学生提出“小时候曾经缺铁性贫血”等，这与“硫酸亚铁铵的制备及组成分析”实验相关，既能吸引学生学习兴趣，也对学生将来工作和生活有帮助，让学生切实感受到所学的内容是有用的。问题化导向有利于启发学生课前对授课内容的思考，例如“硫酸亚铁铵的常见用途是什么”等，围绕问题开展课前预习准备，这对学生逐步融入课堂教学是非常有利的。
（2）注重实践操作技能。无机及分析化学实验教学的重点和难点基本上是实践操作方面的内容，因此在微课制作时，画面的主题都是操作演示，将相关的基本原理融入其中进行讲解，让学生在掌握实践操作的过程中逐步对基本理论知识有所了解。通过视频处理软件，将关键教学重难点的操作技能和对应的实验现象进行放大特写或突出显示，让学生在实训操作时能够有更深刻的印象。
（3）培养学生自学能力。微课的其中一个重要功能就是当学生的“课外教师”。无机及分析化学实验的一些辅助性实验可以让学生在“微课”和教师构建的微助教网络学习平台的指导下，通过自主学习操作完成。因此，教学团队也根据课程标准要求，制作一些课外辅助性实验，培养学生的自主学习能力。
2.微课的结构与内容。结合课程标准要求和教学实际，主要开发三种类型的微课，分别对应课前、课中和课后三个教学环节：
（1）课前环节的微课。以兴趣导入和本次实验准备知识为主要内容。以视频的方式讲解硫酸亚铁铵的用途，如用于制造治疗缺铁性贫血药物、畜牧业中用作饲料添加剂等，吸引学生的兴趣，然后介绍硫酸亚铁铵的一般特性（例如密度、外观、水溶性等），最后通过提出问题的方式启发学生思考课堂教学内容，例如：如何制备硫酸亚铁铵？测定Fe2+的方法是什么？
（2）课中环节的微课。以实践操作演示视频为主，配合教师语音文字讲解，第一个微课着重解决包括硫酸亚铁铵的制备方法及相关的仪器操作等教学重点，如水浴加热、蒸发浓缩、结晶和减压抽滤等基本操作，将关键技能操作点以及特征实验现象画面放大特写。第二个微课主要是高锰酸钾滴定法测定Fe2+方法以及具體的实践操作演示，包括样品称量、溶液配制、滴定操作，突出滴定终点特征现象（如“滴定至溶液刚出现微红色为终点”）等特写镜头，让学生对滴定终点现象有深刻认识，在实际操作时能够有所预判，着重解决滴定操作和滴定终点判断等教学难点。
（3）课后环节的微课。视频内容为用相同方法制备硫酸亚铁铵，并检测其他元素的操作，例如硫酸亚铁铵产品中杂质Fe3+的定量分析方法。在微课的结尾可以让学生采取扫描二维码的方式获得检测参考结果，便于学生在实验结束时有参考依据。
（二）基于微课和微助教的实验教学改革
利用微课和微助教对课前预习、课中学习和课后拓展三个环节进行教学改革。
1.课前预习。教师利用微助教组卷答题功能，将课前预习内容制作成包含一系列选择题或者判断题的课前任务单，例如“硫酸亚铁铵在医药方面的用途是什么”“硫酸亚铁铵是否易溶于水”等，然后在微助教上发布。同时，将课前环节的微课发布至班级微信群。学生可以通过观看微课视频、百度搜索等方式，在微助教学生端上按规定时间完成课前任务单，对即将开始的课堂学习内容有所了解。教师可通过微助教教师端实时查看学生答题情况，充分了解学生课程预习的情况。此外，将上课课件（如PPT等）上传到微助教的课件专栏，让学生提前观看，提高课前预习效率。
2.课中学习。首先利用微助教进行课堂签到，作为学生平时成绩的一部分，改变传统手写签到的低效率考勤方式，提高课堂管理效率。为解决教学重点（硫酸亚铁铵得到制备操作，如水浴加热等）和教学难点（滴定操作和滴定终点的判断），教师将班级分成由2至3人组成的实验小组，将课中环节的微课发布给每个实验小组，小组成员通过反复观看微课视频，了解实验步骤，弄清教师讲授时的操作细节和观看相关实验现象，并在微助教讨论区进行讨论，教师查看讨论记录，了解学习情况。在实验操作时，学生可将手机放在不干扰实验操作的区域，一边观看微课视频，一边进行蒸发浓缩、结晶和减压抽滤等操作，确保实验操作保持较高的成功率，提高自信心。这改变了以往在全班学生进行实验操作时，由于时间和空间的限制，教师难以兼顾指导每个学生的现象。
利用微助教答题功能，及时反馈课堂教学进度和教学效果，促进良好的课堂互动。在学生进行关键实践操作步骤前，需用手机回答相关微助教上的问题，答题正确才能继续下一步操作。例如，在进行到滴定分析时，需要回答关于“滴定终点的判断”，回答正确了，才能继续下一步操作，回答错误的，则由指导教师及时纠正。实验操作结束后，学生通过手机微助教回答填空题的方式形成简易的实验报告，下课前提交，作为课程平时成绩。教师通过微助教的答题统计分析，可以实时掌握学生实验操作结果和具体的困难，有效全面分析和评价学生学习的全过程。
利用微助教的小组讨论功能，让每个实验小组的组长负责组织成员开展小组讨论，讨论的内容包括实验操作中遇到的问题、对测试结果的讨论和对教师上课的意见建议。利用微助教的互评功能，对教师教学进行过程性的评价，这样教师就可以在教学结束之前收到教学效果反馈，以便及时、持续提高教学质量。
3.课后拓展。教师通过三个途径将微助教建成适应不同学习需求的课外自学平台：第一，教师在微助教上组建由不同难度试卷组成的试卷库，让学生能够根据自身对专业知识掌握的情况，利用课余时间选择自主答题、反复测试，直到掌握为止，答题记录作为课程平时成绩。第二，将微课和微助教有机结合，发挥微课的课外辅导作用，让学生利用课余时间到实验室对照微课视频进行自主实践操作，通过微助教将实验结果反馈给教师，学生的操作纪录也会在微助教上留下清晰记录，作为其平时成绩的加分依据，提高课外学习积极主动性。第三，教师可以将不断更新的教学资料和行业发展情况等材料上传微助教，让学生及时了解专业发展动态，拓宽知识面。
三、教学改革成效
（一）丰富了实验教学形式
微课表现形式符合学生接受知识的心理特点，学生可以在微课指导帮助下进行课前预习，在课中对教学重难点进行重点学习，在课后进行自主实践操作学习，巩固专业技能。有了微课的协助，教师在课堂上突破教学重难点时事半功倍，师生之间有了高效的课堂互动交流空间，活跃课堂气氛，提高了课堂管理效率、教学效率和学习效率。教师通过微助教进行随堂技能知识点测试，有效掌握学生学习动态，记录和评价学习过程，提高教学质量。
（二）提高了实验教学效果
教学团队通过使用微助教答题功能对学生做了问卷调查，结果表明，90%的学生认为微课和微助教对提高其专业技能有较大的帮助。往届学生的无机及分析化学实验技能考核合格率平均在83%，而在使用了微助教和微课进行教学改革后，及格率上升至95%，这与问卷调查结果是一致的，提高了课堂教学效率和学生的学习积极主动性，让学生从过去“上课玩手机上网”向“用手机自主学习”转变。微课和微助教的有机结合，构建了高效的课前预习、课中学习、课后拓展的实验教学体系。
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（责编 丁 梦）
