微课在材料化学教学中的应用研究

2018-03-28王傲楠吴双双

山东化工 2018年9期

张彰，王傲楠，吴双双

(信阳师范学院化学化工学院，河南信阳 464000)

材料化学是在化学学科，材料学科的基础上延伸出来的，在化学和材料学的知识相互交叉，碰撞，渗透的过程中形成的一种新兴的边域学科。材料化学在新材料的发现、制备和修饰工艺的发展以及材料的表征方法的等领域都做出了巨大的贡献，而且在原子和分子水平上设计新材料方面有着广阔的应用前景和发展空间。材料化学课程的开设使学生培养初步分析、探究并解决生活中我们所接触到的材料中存在的实际化学问题的能力，通过该课程的学习，学生可以更加熟悉材料相关领域中的一些知识，在实际生活中更加容易掌握材料的性质与结构之间的相互关系等。而且通过实验操作，可以培养学生的创新意识和实践操作能力[1]。而随着科技的不断发展，传统的材料化学课堂教学模式已不能顺应时代的潮流，材料化学是一门理论性和实践性很强的学科，由于某些基础实验的危险性和难以操作性，以及有些高校实验设备尚不完备，传统的材料化学课堂教学已经不能向学生完美地呈现实验的全过程。这时，“微课”教学模式应运而生，微课以其“短小精悍”的优点，得到了国内教育界的广泛认可，微课以短视频的形式把知识传授给学生，使学生利用每一个碎片化的时间来学习知识，而且时间地点相对宽松，只要有网络和计算机，随时随地都可以学习。这种学习模式针对性强，效率高，而且方便老师和学生，很好地弥补了传统材料化学教学的缺陷，“微课”作为一种新型信息化资源，正以其“主题突出，情境真实，短小精悍，生动有趣”的优势，快速渗透到各个高校的教育改革中去[2]。这样看来，微课教学与传统课堂教学的有机结合已是材料化学教学的大势所趋。

1 高等院校材料化学教学的现状分析

随着科技的不断进步和新材料的发现以及新理论的提出，材料化学被注入了新的生命力，并拥有了更加广阔的发展前景和应用前景。材料化学与工程技术的日益融合使材料化学研究已经发生了深刻的变化，并开拓了许多全新的研究领域[1]。

作为一门新兴学科，材料化学课程的授课内容涉及材料科学和化学学科的知识，而材料科学包含金属材料，非金属材料，纳米材料等等，化学又分为无机化学，有机化学，分析化学，物理化学等等几类，所以由此可见材料化学研究范围之广以及知识点之杂，多。但是目前，在课堂上教师对学科的原理、规律等难以向学生阐释清楚，而且传统的课堂教学与授课形式单调无趣，教师只是按照固定的模式机械地进行教学。这很大程度上限制了学生获取知识的快捷性和丰富性，长期按部就班的授课形式使学生感到枯燥乏味，课堂上提不起学习兴趣，上课昏昏欲睡的现象经常出现。而且因为材料化学是近几年的新兴学科，目前材料化学课程讲授内容还停留在材料化学经典领域，而未能与学科发展趋势相结合，现在发现的一些新材料以及提出的新理论，新思想，新概念还未来得及编入教材以致教材的内容陈旧单一，而且课程参考资料还不是很充足，导致学生找不到获取知识的渠道，以致学生知识面狭窄，这样不利于培养学生的学习兴趣及开阔的视野，学生的学习兴趣大大降低，学习的积极性也大打折扣[3]。

此外，针对大多数基础化学实验不经处理就直接排放大量的污染物的现状，化学学术界提出了“绿色化学”的全新概念，为贯彻落实这一全新的概念，我们在教学方式上也应该做出一定的改进。因此，材料化学教学方式应与时俱进，随着科技的不断进步也日新月异。

2 微课教学的概念以及优势

21世纪科技的飞速发展给人们生活带来了很大的便利的同时，人们的生活节奏也变得越来越快。这时，一些新型的，高效率的学习软件和视频作品也应运而生，例如：“微博”、“微电影”、“微课”等等。微课，是指“微型视频课程”，是以短视频为呈现方式，基于学科知识点而构建，形成的新型网络课程，时长一般在5～20min左右，特别适合在智能手机或计算机等设备上观看学习，增强了学生获取知识的趣味性和自由性以及便利性。实际上就是以视频为主要载体,教师在课堂教学中围绕某个学生普遍模糊不清的知识点或重点难点而开展的一种新型教学模式。微课的核心内容是课堂教学视频，同时还包含了与该教学内容有关的例题讲解，疑难知识点重点剖析，课件素材、课后习题练习测试及学习情况的反馈、教师教学反思与对学生学习情况进行点评等辅助性的教学资源，这些资源以一定的顺序和组织关系共同营造了一个主题突出、生动有趣的“微情景”，实现了学习的随时性和互动性，成为新时代的新型的学习方式[4]。

微课，主要就体现在“微”上面，在时间，内容以及形式上都集中体现出“微”的特点，与传统的常规课相比，微课在很多方面都比较有优势，下面我们主要从五个方面来阐述微课的优势所在。

2.1 课程内容方面

微课是专注于一个知识点，主要就是学生普遍认为的难点或老师认为的重点，问题聚集，主题突出，对一个知识点从不同方面采用多种形式进行突破和渗透，帮助学生理解并掌握，这样有目的的教学和学习，对一些盲点多的学生大有裨益，所以更加适合教师和学生的需要; 而常规课是一套系统的课程，是一节完完整整的课堂，但知识点多而杂乱，重点不突出，杂乱无章的知识点也不易于学生记忆和掌握，学生看到这么多的知识要掌握，可能内心已经产生了抵触情绪，学习效果可想而知。

2.2 授课形式方面

微课的授课形式体现了情境性的特征，许多教师进行微课教学设计时考虑将教学地点与课程主题相结合，采用动图、视频、动画等多种新兴的教课手段，将知识内容以多种形式进行再现和解读,在这种具体形象的情境中有利于学生融入情景，更容易掌握知识，而且可以提高自主学习能力。教师还可以根据学生的需求进行回放；进一步巩固学生知识点薄弱的地方。而传统的教学课堂是教师通过板书等载体进行讲解，教学方式呈现出明显的传统性，而且黑板可呈现的内容有限，有时学生还来不及掌握，黑板上的内容已经被擦掉，这样会影响学生学习的心情，不易于激发学生的学习兴趣，教学效率不是很高。

2.3 课堂时间方面

微课的授课时间一般保持在3～10min左右，这是可以使学生注意力充分集中的有效时间，可以大大提高学习效率，也符合当今人们快节奏的学习方式。而传统课堂一堂课一般都在45min甚至以上，几乎没有学生保证可以这么长时间完全集中于课堂学习中，大部分学生难以长时间在课堂上集中注意力，经常出现不注意听讲以及走神的现象，教学效果不甚理想。

2.4 教学场地方面

微课的教学场地非常宽松，它不受时间地点的限制，只需要通过移动设备连接互联网就可以实现自主学习，也可以说只要有计算机和网络，学生不在学校也可以学习，这样一种新奇的学习方式会使学生产生新鲜感，进而激发学生的学习兴趣，而常规课不同，需要在教室类似的特定的地点进行教学，长期这样的教学方式让学生感到枯燥无味，对学习没有很强的兴趣，以致无法做到自觉主动地去学习。

2.5 知识覆盖方面

现在科技这么发达，人们获取知识的渠道已经从报刊，书籍，杂志等变成互联网等信息技术，传统的课堂上教师可传授的知识是有限的，知识覆盖面小。“微时代”的人们更倾向于利用网络来获取知识，微课，作为连接互联网和移动设备的媒介，促进互联网与课堂教学相结合，可以将知识更快更广地传递出去，扩大知识覆盖面，尽可能使更多的人从中受益[5]。

3 微课在材料化学教学的具体应用

3.1 微观物质“宏观化”，宏观物质“具体化”

材料化学是在分子和原子的水平层次上，通过研究材料的合成、结构和材料性能之间关系设计出新型材料[6]。在材料化学课程中，相当一部分学生对晶体结构，三元立体相图等特别抽象的部分理解起来有困难。知识点的遗漏会影响日后的学习进程。黑板板书枯燥无味，色彩鲜艳的PPT图片看久了学生会产生疲惫感。教师想要完整地完成这门课程的教学任务，达到令学生满意的教学效果就要寻找新的教学模式。而微课利用动画演示授课动，以静变动，化抽象为具体，易于学生理解。如利用三维绘图软件，对各种基础晶胞单元的结构及原子的堆积方式采用不同的旋转模式以及多变的颜色对比，会让学生们对这些基础知识有更深的了解，从而会达到更好的教学效果[7]。

3.2 重点突出，注重学生的整体水平

传统的课堂教学是“一次性的”课堂，程度好的同学上课就可以把知识点掌握，但是一个班级也不是只有好学生，也有接受能力不那么强的学生，一遍过的教学方式可能不能被接受，上课听不懂这个知识点，可是老师不会为了个别人去耽误大多数学生的时间，把问题再讲一遍，所以没有掌握知识的学生可能会因此而影响上课的心情，脑子开小差，“为什么都是在一个班级里上课，为什么别人一遍就可以听懂，自己却做不到”，所以学生的程度差异比较大，成绩的整体水平不高。而将“微课”引进化学教学过程中，情况便有了改观，没有掌握知识点的学生可以利用零碎的时间把讲这个知识点的视频片段慢放，回放，最终达到知识点掌握的目的，这样对教师对学生来说，都是方便有利的，而且可以提高学生的整体水平，激发学生的学习兴趣和竞争，有利于促进学生学业的进步。

3.3 “点”式复习，巩固旧知

微课又称“课例片段”，是针对某个知识点或教学环节而展开的教学活动。这个“片段”碎，却有章可循；小，却言简意赅。将复杂繁琐的知识连缀成为网络，让学生形成自己的知识结构体系，而且还有课后习题来检测学生的学习情况，便于学生巩固和复习所学内容。

4 微课与材料化学结合的意义

4.1 微课有助于提高学生的学习效率和自信心

微课是一种相对于传统课堂教学而言的充分利用因特网络的一种只用于讲授单一知识点或突破某个教学问题的在线课程教学形式，教学以短小精悍的视频为核心，其优点还表现在教学目标更明确、学习时间不受限制、学生易于理解知识点尤其是重点和难点以及提高学习效率等[4]。图文并茂，有声有色，生动形象的微课视频能极大地提高学生的积极性和主动性。再者，学生不必再每天盯着黑板上的知识点，担心自己因为学习速度慢，而不能完全跟上教师的教学进度。没有了时间和空间的限制，学生可随时通过微课来查漏补缺，学有余力的同学还可以通过微课达到知识的拓展。长此以往，学生对知识的掌握更加深刻，学习起来就会如鱼得水，学习效率高，自信心自然而然也会提高。

4.2 微课有助于提高教师对学科的研究和自身素质

时代在进步，不仅体现在科技的发展，更体现在思想的转变。传统的教学方式已经不能适应现代学生的学习需求。我们的材料化学老师只有探讨和研究新的教学方式和方法，才能跟上时代的步伐和学生的学习需求[9]。而微课是一种将影像视频、图片和课本知识结合一体的创新型教学模式，图文并茂，有声有色，生动形象，是教育方式上的重大改革和进步。在制作微课时，老师可以根据学生的实际学习情况，在众多素材中反复斟酌，选取出最有价值的部分加以应用，思考出一个最简单、最易接受的讲课方式来辅助学生攻克学习中的薄弱环节和需要掌握的重点难点，让他们通过微课来真正地学好材料化学。微课不仅是学生的“老师”，更是老师的“老师”。我们知道，通常情况下，青年教师会随堂听优秀教师的授课来吸取优秀教师的经验，但由于时间的限制，青年教师无法逐一向优秀教师“取经”。微课的出现使得青年教师可以利用自己的闲暇时间观看微课视频，学习经验丰富教师的授课之道，发现问题马上解决，有助于提高自己的教学水平。除了观看别人的视频，教师也可以在观看自己的视频，不断地发现自己讲课中存在的问题和错误，也帮助老师更好地完善自己的教学内容[10]。

4.3 微课有助于提升化学实验的准确性

学好材料化学的要点之一就是精准地掌握实验操作技巧，但是关于实验，大部分学生课前难以预习，课后无法复习。事实上，为了自身的安全和实验的严谨，学生应该也必须在课前对实验内容有一定的了解，课后也应及时地复习实验要点、注意事项和操作步骤。实验室只在课堂上才对学生开放，这就限制了学生对实验课的学习效果。微课不仅还原了真实的实验场景，而且能够让学生更加直观地、准确地看到在实验过程中的操作步骤和存在的问题，注意力高度集中，似乎身临其境，加深对问题的印象，从而避免相关问题的再次出现。以此有助于学生更好地学习化学理论知识和操作技巧。

4.4 微课有助于提升化学课堂的创新性

微课的价值不仅体现在它的专业性，更体现在它作为一种有声有影的动画的趣味性，最重要的是它衍生出一种新的学习方式。微课除在线视频外还设有问题思考、交流讨论以及材料拓展，这些途径使学习的质量、学习的深度和广度更上一个台阶。课前预习新知，课中解决问题，课后温习再知新，将微课与传统材料化学教学合二为一，并在此基础上进行补充和修缮，优势互补，相辅相成。这种先学后教，以学定教的微课教学模式转变了传统课堂以讲授为主的模式，既有助于提高学生的学习兴趣，满足学生个性化的学习需求，又有助于培养学生的自觉性、主动性、独立性和坚持性，从而提高材料化学的教学效果。