基于高中化学中氧化还原反应的微课程制作

徐倩倩+郑卫新+郑辉

摘要：微课程作为近几年蓬勃发展的新兴教育技术，正在以惊人的速度影响人们的学习与生活。本文在介绍微课程相关内容的基础上，以苏教版高中化学必修1的《氧化还原反应》为案例，完成该章节中若干个难点问题的微课程制作，介绍微课程的制作过程、软件及阐述如何通过制作微课程来解决高中化学重难点知识教学的运用，以期为高中化学教学模式创新提供策略与途径。

关键词：微课程;制作;氧化还原反应;高中化学

中图分类号：G633.8     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）42-0152-04

高中化学素有“理科中的文科”之称，形象生动地阐明高中化学知识的零碎和逻辑性，它并不是简单地依靠记忆或者理解就能掌握的，只有理解没有必要的记忆是不行的，死记硬背更是死路一条。因此，它成为了困扰莘莘学子的一门困难学科。这个问题一直受到人们的关注，广为人知的网络课程、PPT教学、课后答疑似乎都不能够很好地解决这个问题，到底有何行之有效的对策？微课程作为近几年蓬勃发展的新兴技术，正在以惊人的速度影响人们的学习与生活。

一、微课程

1.什么是微课程？在现行的“微课程”这一词汇出现之前，学校教育中已经出现一些与微课程相关的名词，诸如微视频、微学习、微型课程等。这些概念和微课程之间既有联系，又有区别。为了防止这些微概念之间的混淆，有必要对它们之间的关系加以梳理。首先是“微学习”，即微观方面的各种学习模式、概念以及过程，适用于开展相对较小的学习单元及短期学习活动。其核心理念是：不受时空限制地学习世间万物。其次是“微视频”，其时长短则30秒，长则不超过20分钟，内容广泛，视频形态多样，涵盖小电影、纪录短片、DV短片、视频剪辑、广告片段等，是可通过PC、手机、摄像头、DV、DC、MP4等多种视频终端摄录或播放的视频短片的统称。它既可以用于正式学习，也可以用于非正式学习。再次是“微型课程”，微型课程一般是一系列半独立性的专题或单元，持续时间比较短，一般只有1～2个学时，教学的组织规模也比较小。微型课程是完整的教学活动，适用于正式学习。微课程最早是由美国的戴维·彭罗斯提出。我国最早提出该概念的是广东省的胡铁生。他指出“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。微课程是一种学习资源。人们关于微课程的概念至今未形成统一的解释。一种观点认为微课程和其他微概念在现代教育技术的支持下已逐渐融为一体。若微课程用于解释某一具体知识点，则是以微学习的形式呈现;若用于阐释某专题或单元中多方面知识，则表现形式为微型课程。微课程能够根据不同的学习情境，灵活自如地更换呈现方式。由此可见，微课程是在教学中，以解释一个具体知识点为目标的一种聚焦化的视频教学模式，通常视频时间为3～5min，最长不超过10min。

2.微课程发展现状。国外十分重视微课程的研究，但其核心组成资源不统一，有的是教案式、视频式，课程结构较松散，主要用于学习及培训等方面，应用领域有待扩充，课程资源的自我生长、扩充性不够。国内在该领域研究取得一些成果，尤其在深圳、佛山、天津、上海等地对微课程的研究处于前列。广东省于2010年建成“广东省名师网络课堂”，在认真分析教师、学生的使用需求、现实可行性以及应用模式后，确定“名师网络课堂”建设框架为：以重难点、特色理念的微型课为主（15分钟以内），完整课例为辅;以精品专题为主要呈现方式，推出“信息化教学”、“精彩导入”、“合作学习”、“情境探究教学”等专题，突出资源的针对性，辅以学科系列化的资源呈现，增强资源的应用效益和辐射效应。如今，微课程不仅是一种学习资源、教学工具，更是教师专业发展的新途径、新方法。因此，微课程将会得到更广泛的关注、开发和应用。

3.微课程的应用前景。依据微课程的特点、发展趋势以及和学校教育的整合，总结归纳微课程在以下三方面的应用前景：首先，微课程是现今学生课外学习的新手段。每个学生都是独立的个体，只有学生才最了解自己的学习状况，明确哪些知识是已经掌握的，哪些知识是一知半解的。他们可以结合自身实际情况，方便地选择微课程来加强自己的薄弱环节。在以往的教学中，这种一对一的教学模式只有课后答疑，效果似乎并不理想，因此，微课程作为学生课外学习的新方法，必将发挥巨大的功效。其次，微课程是现今教师专业发展的新途径。教师是教学活动的组织者和建设者，微课程作为一种新颖、有效的教学模式，教师必然要进行深入地了解、学习和研究，以便开发和制作与本学科相关的微课程，不仅促进学生对重难点知识的理解与掌握，而且可以提高教师的专业素养和业务能力。这是教师专业发展的崭新途径。再者，教育资源的共享。在实际教学中，有时一名教师对问题的见解与思考存在局限性，这时就需要集合不同教师的教育智慧，形成教育合力。微课程能够便捷地实现信息共享，从而实现教育资源的共享。微课程作为一种新颖、有效的教学模式，确实给教师、教育研究者带来了很多灵感与思考，他们也在各个方面对微课程进行探索和研究。然而，目前的很多工作仍停留在阐释理念和发展趋势等方面，在实践层面上，所取得的成果并不如理论层面的丰富和有效。针对高中化学教学，微课程毫无疑问是非常适合的。高中化学的知识点繁多而零碎，有时由于某几个重难点知识没有很好地掌握，导致学生对整块知识结构不能熟练运用。而这些知识点往往是考试的重点，一旦无法正确掌握，学生的成绩必然不会理想，长此以往，便会严重打击学生的自信心和对学习的积极性。因此，应该将微课程和化学学科紧密结合，既可以检验微课程的实际教学效果、丰富其内涵，又能够帮助学生掌握化学学科的一些重难点知识，是理论和实践的巧妙结合，同时也为高中化学教学模式创新提供思路及借鉴。

二、微课程的制作

戴维·彭罗斯不仅提出关于微课程的概念，还对建设微课程的五个步骤做了系统的阐述：（1）罗列课堂教学中试图传递的核心概念，这些核心概念将构成微课程的核心;（2）写出一份15～30秒的介绍和总结，为核心概念提供上下文背景;（3）用麦克风或网络摄像头录制以上内容，最终的节目长度为1～3分钟;（4）设计能够指导学生阅读或探索的课后任务，帮助学生学习课程材料的内容;（5）将教学视频与课程任务上传到课程管理系统。李玉平的微课程制作“两步法”：（1）素材的选择与加工;（2）PPT制作与可视化处理，在这个过程中，最关键的是素材的选择与加工。我们根据上述“两步法”的思路，选择高中化学的“氧化还原反应”知识点为素材进微课程制作。endprint

1.素材的选择与加工——高中化学中氧化还原反应教学重难点剖析。“氧化还原反应”是高一学生学习化学的一大重难点。因此，我们以苏教版高中化学必修1的《氧化还原反应》为切入点，简要阐述微课程在高中化学重难点知识教学的作用。氧化还原反应是高中化学教学的重点和难点，内容安排在高一化学《必修1》。熟练掌握氧化还原反应的知识，不仅能够轻松解决配平和计算的问题，同时更能够激发学生的化学学习兴趣，建立信心，从学习中获得乐趣，该部分内容在高中化学教学中占有重要的地位。在实际教学过程中，氧化还原反应中的重难点可归纳为以下几点：（1）氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的区分;（2）根据氧化还原反应方程式，比较不同物质氧化性和还原性强弱;（3）氧化还原反应方程式的配平和计算。针对上述三个问题，不同程度的学生又有不同的实际学情。和以上重难点知识相对应的有三种不同水平层次的学生：第一类学生，我们也称之为“A类学生”，他们连最基本的氧化剂和还原剂的概念都不能正确区分，可见基础很薄弱，对于新知识的接受存在较大问题。这类学生的抽象逻辑思维很差，他们对知识的理解必须以生活经验为支撑，对于抽象概念的理解进程十分缓慢，因此必须要经常列举生活化的例子加深他们对氧化剂、还原剂以及氧化产物、还原产物的理解。第二类学生，我们也称之为“B类学生”，他们能够正确区分氧化剂和还原剂等基本概念，但是对于不同物质氧化性和还原性的强弱尚不能熟练地掌握。要解决这类学生的困扰，首先还是要根据反应方程式，加强训练他们对于氧化剂和氧化产物、还原剂和还原产物的判断，其次帮助他们归纳总结规律：在氧化还原反应方程式中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;还原剂的还原性强于还原产物的还原性。第三类学生，我们也称之为“C类学生”，他们的问题是最难解决的。由于缺乏对相应的原子轨道和原子核外电子排布等知识的系统认知，氧化还原反应方程式的配平和计算问题便要通过不断地练习加以巩固。在课堂上，教师会根据一个具体的方程式，逐步地配平方程式。为什么这块知识的难度如此之大呢？我们认为可以从学生和教师两个方面进行分析。首先是学生作为学习主体的原因。作为高一学生，在还没有系统学习原子结构和化学键等理论知识的基础上，直接给出氧化还原反应的理论并且要求学生攻克上述三个问题是客观存在的难题。对于刚刚进入高中学习的学生来说，他们的抽象逻辑思维尚未成熟，很多知识的理解仍需要具体形象的支持，而氧化还原反应的知识是比较抽象和复杂的。学生尚未建立起从微观角度理解氧化还原反应的本质就是电子转移的观点，他们更倾向于从宏观的化合价的升降来判断和理解氧化还原反应。无论是客观原因，还是主观原因，都决定掌握这部分知识对高一学生是个巨大的挑战。

而从教师方面考虑目前关于这块内容的教学模式，教师普遍采用的是传统的讲授法。即教师根据已具备的知识经验，在课堂上采取单向地不断向学生灌输概念，并加以海量练习而达到巩固的效果。这样的教学模式忽略了具有主观能动性并处于不断发展之中的学生才是学习的主人这一事实，忽视了学生在学校教育中的主体地位。事实证明，这样的教学模式下的教学实践效果并不理想。因此，改变当前的教学模式势在必行。让学生主动起来是目前教学中所要解决的主要课题，而为学生提供主动学习的资源与手段是教师面临的新问题。努力尝试一些随着时代进步应运而生的教学模式，微课程就是其中很好的一种手段。针对上文中提出的几个关于不同层次学生所面临的具体问题，我采取如下的解决问题思路并以此为基础制作微课程，充分体现因材施教的教学原则。

2.针对不同类型学生的问题解决思路及视频制作脚本。针对“A类学生”，教师要经常列举生活化的例子加深他们对氧化剂、还原剂以及氧化产物、还原产物的理解。制作脚本如下：目标：通过该微课程，帮助“A类学生”解决不能正确区分氧化剂、还原剂的问题;思路：以生活中的借钱问题类比氧化还原反应的得失电子现象，帮助学生正确理解氧化还原反应的实质;台词：以Fe和稀盐酸反应为例：          。我们以铁和稀盐酸反应为例，来学习怎么判断一个反应中的氧化剂、还原剂以及氧化产物和还原产物。在这个反应中：Fe失去电子，变成Fe2+，化合价升高，它是还原剂，对应的FeCl2是氧化产物;H+得到电子，变成H2，化合价降低，它是氧化剂，对应的H2是还原产物。我们可以类比生活中的借钱问题，反应中的电子就是钱。Fe把2块钱，也就是2个电子借给H+，Fe作为提供钱，也就是提供电子的那一方，它是还原剂，它被H+氧化，所以对应的FeCl2是氧化产物;H+得到Fe借给它的钱，也就是Fe提供的电子，H+作为接受钱，也就是接受电子的那一方，它是氧化剂，它被Fe还原，所以对应的H2是还原产物。这就是怎么判断一个氧化还原反应中，氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物的方法。针对“B类学生”，教师要依据反应方程式准确阐释判断方法和规律，辅以一定量的练习加以巩固。制作脚本如下：目标：通过这个微课程，帮助“B类学生”解决不能正确比较不同物质氧化性强弱的问题;思路：以一个具体的反应为例，帮助学生理解如何根据反应方程式比较不同物质的氧化性强弱;台词：以Cl2和KI反应为例：        。我们以Cl2和KI反应为例，来学习怎么判断不同物质之间的氧化性强弱。在这个反应中，首先我们要判断出氧化剂、还原剂、氧化产物

和还原产物。

在氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物;还原性：还原剂>还原产物;在这个反应中，氧化性：Cl2>I2;还原性：I->Cl-。这是最基本的判断方法，等以后学习了元素周期律的知识，便可以利用其他规律加以辅助判断，提高准确性。针对“C类学生”，教师要依据一个具体的方程式，逐步配平方程式，其中要抓住一个关键、掌握三个原则。一个关键是指：准确判断并标出变价元素的化合价，求得化合价升降数及其最小公倍数，进而求得氧化剂、还原剂的基准计量数。三个原则是指：（1）质量守恒;（2）得失电子守恒;（3）电荷守恒。帮助学生解决配平问题以后，还要让他们明确实际参与反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比并不一定就是化学方程式的计量数之比，例如在“实验室制取氯气”的反应中，参与反应的盐酸是4mol，但是其中只有2mol是还原剂，余下2mol参加了反应，但并没有参与氧化还原反应过程，这是导致学生计算错误的根本原因。制作脚本如下：目标：通过这个微课程，帮助“C类学生”解决氧化还原反应方程式的配平和计算问题;思路：以一个具体的反应方程式为例，帮助学生掌握方程式的配平和计算;台词：以“实验室制取氯endprint

气”的反应为例：

我们以实验室制取氯气的反应，来学习怎么配平氧化还原反应方程式以及计算问题。在这个反应中：锰（Mn）元素的化合价从+4价降低到+2价，降低了2价，生成物中的MnCl2中只有1个Mn原子，共降低了2价;氯（Cl）元素的化合价从-1价升高到0价，升高了1价，生成物中的Cl2由2个Cl原子构成，共升高了2价。2和2的最小公倍数是2，所以这个反应中氧化剂、还原剂的基准计量数是2，也就是说，该反应共转移了2个电子，这是得失电子守恒。MnO2、MnCl2、Cl2的化学计量数均为1，根据质量守恒，生成物中有4个Cl原子，那么反应物中也应该有4个Cl原子，全部来自于HCl，HCl的化学计量数为4，又因为H原子守恒，H2O的化学计量数为2。至此，该方程式已经配平：

特别要注意的是：实际参与反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比并不一定就是化学方程式的计量数之比，在这个反应中，参与反应的盐酸是4mol，但是其中只有2mol是还原剂，余下2mol盐酸虽参加了反应，但并没有参与氧化还原反应过程，只有那2mol当作还原剂的HCl才参与了氧化还原反应过程，因此，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，而不是表面上的1∶4，这是导致学生计算错误的根本原因。这是个很常见的错误，学生要十分重视它。由此，我们完成了微课程的脚本制作。

3.脚本的可视化处理媒介。根据上述典型问题分析及脚本制作，可视化处理是制作微课程至关重要的步骤。可视化处理主要是视频制作，可以是摄像录制，也可以是录屏软件录制。

Showme是一款快捷有效的录屏软件，又被大家称为网络平台上的交互式白板，画面简洁，非常适合手写，操作简单，可全程记录边画边说的过程，是一款快捷有效的录屏软件。过程中不会出现和教学内容无关的事物，可有效集中学生的注意力。制作完成的课程可上传至网站实现全网共享。之外，目前比较常见的可视化处理方式还有以下几种：（1）录制屏幕工具Camtasia Studio。这款软件的优点在于视频录制后可自动生成视频格式，还可以进行屏幕局部录制。完成后的视频可进行后期字幕添加，可自动追踪鼠标进行局部放大。难得的是，这款软件很小，安装方便。（2）PPT自带功能。用PPT自带录制功能也可以录制微课程视频。由于画面是未经转换的，画面清晰度非常高，可以使用演示时的荧光笔进行书写。根据PPT的功能，不仅可以添加图片资源，还可以制作简单的动画效果。（3）手写板。手写板最大的好处是可以使用各种笔画并记录大量的书写过程。（4）智能手机。具有摄像头的智能手机是录制微课程非常方便的工具，不仅可以录制书写的内容，还可以拍摄各种实验、实践操作以及运动技能等。在用手机录制的过程中需要注意的是手机的固定以及正确选择录制方向，以确保视频的画面质量以及可视化效果。上述几种方法各有特色，可根据微课程的不同要求以及实际条件来选择。我们采用ipad中的showme软件来制作并上传至网络平台共享。

三、微课程应用的教学效果及其存在的问题

通过微课程学习，学生有更多的机会根据自身存在的问题在课余时间有针对性地进行自学，不仅加强学习效果，更可有效提高学生的自主学习能力，并在过程中逐渐形成主动学习的意识与习惯，对学生完善知识结构和培养其终身学习能力具有积极作用。

综上所述，微课程理念的诞生、发展及越来越广泛的应用是当前中学化学教学手段的重要变革。为了微课程的实效性，教师可以对学生实际学情分类疏理，在对教材深入研究的基础上有的放矢地制作微课程。因此，教师在讲解同一个知识点时可以根据不同学情制作多个微课程，不仅可以有效实现因材施教，更可以进一步提高教师的专业素养、业务能力，为高中化学教学模式创新提供思路。而学生可以根据自己的实际情况，针对薄弱环节进行针对性强化。不仅能更有效地巩固知识，更是为其自主学习意识的逐步树立与能力提高提供载体，为学生终生学习能力的培养打下良好的基础。

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