“互联网+”时代高校无机化学实验课程体系构建与实践研究

侯芹芹 ，赵 彬， 韩 彤

(1.西安建筑科技大学华清学院，陕西 西安 710043； 2.西安建筑科技大学，陕西 西安 710055；3.西北工业集团，陕西 西安 710043 )

无机化学实验是化学及相关专业的一门基础实验课程，以加深学生对理论知识的理解、增强学生实验操作动手能力和培养学生创新思维为目的。传统无机化学实验课程受到教学设备、授课时间和操作条件等因素的影响，导致受教者难以随时重复学习教学内容，对复杂实验更是无法独自复习掌握，并可能因学生操作不当引发意外事故的发生。

随着“教”与“学”的关系发生转变，传统无机化学实验课程教学方法已不能满足学生在"互联网+"时代的需求，当代大学生在知识学习过程中更加强调自主性和开放性，善于通过互联网进行知识学习，微课的出现恰好符合当代大学生的需求特点。微课预习、复习与传统无机化学实验教学相结合可以解决原有填鸭式满堂灌教学的不足，也可以解决无机化学实验课程因客观条件限制学生的课前预习和课后复习的问题。微课近年来得到广泛关注和发展，但有针对性的微课课程体系还未得到充分发展。而微课教学与多媒体模拟实验平台结合，则具有更加直接且深远的意义，简化分割的知识点更有利于学生针对某一问题进行独立自主学习，模拟平台的加入则可以保证学生随时随地反复进行实验模拟，加强对实验的理解和掌握，在避免意外发生的同时锻炼学生的动手实践能力和开放创新能力。

针对无机化学实验课程教学的研究以及无机化学实验微课程的研究，不仅有利于本门课程教学方式的改变、教学效果的加强和教学质量的提升，还有利于其他实践类课程借鉴研究成果，实施教改和课改，促进实践实操类课程教学工作的发展，更有利于我国大学创新实践人才的培养，学生在更加开放、自由并且安全的环境进行实验模拟和创新探索，可以更好地锻炼学生的创新能力，培养学生的创新思维和创新意识。

1 课程体系构建思想和原则

无机化学实验微课体系构建以理论研究与实践检验相结合，以推进实际教学改革和课程改革为根本，以提出具有推广价值的研究成果为目标。从实际问题出发，通过广泛调研和深入研究寻求解决问题的方式方法，并在实践中予以检验，在利用已获得的经验和理论指导的实践中再次提升和突破。

微课作为一种新兴的教学手段近年来受到高等教育学校师生的广泛认可，教师可根据个人特点制作和使用微课辅助教学，学生则可根据个人需求选择不同类型、不同内容的微课教学视频进行辅助学习。无机化学实验课程作为一门具有实验实践的教学课程，对其教学过程和方式方法的研究从未间断，近年来关于无机化学实验模拟平台的研究和实践更是成果显著，且现阶段部分无机化学实验模拟软件已初具实用价值。因此，在二者现阶段的发展水平的前提下，对无机化学实验微课课程建设以及微课与传统教学结合的创新教学模式进行理论研究和实践检验，不仅对无机化学实验课程改革和教学改革具有意义，更是对其他实践类课程具有理论指导作用。课题组在研究过程中依据的原则如下：

1.1 目标性原则

研究以推动无机化学实验课程教学改革，形成具有推广价值的研究成果为目标，将理论研究与实践探索相结合，以实际问题为导向，着重解决无机化学实验教学过程中发现的实际问题，缩短实验课堂教授时间，增加课前预习辅助和课后复习平台，变教师填鸭式教育为学生主动探索式学习，增强学生对实验课程的理解和实践创新能力。

1.2 科学性原则

科学性是一切研究工作的基础，课题研究以丰富的知识和科学的理论为指导，克服形式主义，扎扎实实的以科学的态度和方法对待研究过程中所遇到的问题，确保研究成果经得起科学的验证。在研究中使用调研和数据分析方法，在数据采样和分析过程中既要保证数据的真实性，又要保证有效性，以得到具有指导意义的结论反馈给实践研究。

1.3 主体性原则

教学改革的主体是“教”、“学”双方，研究中必须遵循主体所具有的客观规律，不主管臆测，不干涉调整，充分体现"教"、"学"的真实意愿和需求，并作出对应的研究，给出问题的解决途径，以保证研究成果对“教”、“学”双方均具有实际意义和价值。

1.4 灵活性原则

在研究过程中，特别是处理“教”、“学”关系时，调整无机化学实验微课体系及内容，尝试微课与实验模拟平台结合等方面可能遇到各类问题和困难，在不违背研究原则和影响研究目标达成的前提下，需要研究者根据实际灵活地进行适当调整和变动，以保证研究的持续进行和结果的达成。

1.5 整体性原则

无机化学实验微课课程建设研究和微课与传统教学方式结合的创新教学模式探索是本项目研究的整体问题，不能单独割裂评价与观测。同时，单一方面研究的成果也不足以代表本项目整体性研究的达成。因此，项目研究将会注重各方面研究进度的调整，在完成微课建设的基础上积极组织教学实践检验，探索翻转课堂，课堂延展等创新教学模式，并用检验结果反馈和指导微课建设的完善，以达到项目研究的整体效果。

1.6 发展性原则

根据事物的发展规律，“教”、“学”双方会因主观意愿和客观条件的变化而发生不同方向和程度的变化，新技术、新理念也会对教学过程和方式方法产生不同程度的影响。教学改革和课程改革是永恒不变的方向。因此在研究中要尊重事物发展的一般规律，以发展的视角考虑研究方向和研究目标，及时跟进、调整研究内容，使研究成果能够在一定程度上适应不断发展变化的事物及其关系，以达到各方的和谐统一，保证课题研究具有应用性、延续性和推广价值。

2 体系构建拟达到的目标

2.1 构建无机化学实验微课课程体系

课题组通过文献调研和国内、省内院校走访、考察的方式，深入了解无机化学实验课程微课体系发展情况，充分吸收国内现有无机化学实验微课在知识点划分、课程内容设置和微课视频制作技巧等方面的优点，对无机化学实验课程内容进行合理的分割，搭建能够有效配合课堂教学同时又适宜学生自助式学习的无机化学实验课程体系。

2.2 融合无机化学实验微课与实验模拟平台

在初步研究构建完成无机化学实验微课课程体系后，积极尝试与现有的实验模拟平台进行对接和融合，根据实验模拟平台的情况对课程体系进行微调，在必要时根据微课体系需要尝试制作相应的实验模拟平台课件，以达到无机化学实验微课课程体系与多媒体实验模拟平台的有效融合。

2.3 探索传统教学与微课教学的互补关系

完成无机化学实验微课后，在学院无机化学实验教学中摸索微课对传统教学方式的补充作用，不断探索和调整微课融入传统教学模式的时机，以求达到"微课进课堂、手机来帮忙，学生掌上自助式学习"的互补效果，并在实践过程中根据学生反馈适时调整微课结构及内容，研究、发展适合现代大学生特点的无机化学实验微课体系和微课教学模式。

3 体系构建研究内容和方法

3.1 基础调研、探索研究

为调研教师对无机化学实验课程的理解和认识，以及了解教师对微课使用的要求，课题组于2018年5月-6月自行设置访谈提纲，重点对西安建筑科技大学化学系中具有多年从教经验的教授及骨干教师进行了走访和访谈，邀请他们介绍无机化学实验教学经验和心得体会，共同探讨无机化学实验课程的发展方向和有效路径。并多次组织教研室教师座谈，共同商讨、确定无机化学实验微课课程体系，并有针对性的选取其中具有一定代表性的部分制作微课示例，研讨微课制作目标和要求。

在微课制作过程中，为保证研究的主体性，在前期对教师充分调研的基础上，对学生展开问卷访谈工作。为保证研究的科学性，采用随机抽样方法选取我院材料1701班部分学生和西安建筑科技大学应用化学专业18级本科生进行问卷访谈，并邀请其参与后续实践检验。项目组以研究微课制作的需求为目的，自行设计问卷题目，共计发放调查问卷100份，回收问卷93份，其中有效问卷90份。通过SPSS分布统计和图表分析，项目组对学生的微课需求方向有了全面而清晰的认识，同时对微课介入传统教学的程度和时机也进行了分析和调整。调研中93%的学生支持微课介入传统教学(其中67%的学生希望在课前利用微课进行预习，33%的学生认为微课视频学习可以安排在实验课堂。)，81%的学生希望微课内容涵盖实验基本原理，实验方法和流程，96%的学生希望能够进行实验演示，使学生在自学中能够充分掌握实验操作程序，把握实验现象，但仅有40%的学生表示愿意利用微课和实验模拟平台对实验课程进行复习回顾，不足5%的人愿意通过实验模拟平台对实验进行创新研究。

3.2 微课制作、实践检验

在充分调研的基础上，课题组协调力量根据商定计划利用4个月的时间撰写讲义、讲课课件、视频录制提纲等材料，邀请专业制作团队协助制作微课视频，于2018年3月开始组织实践检验，邀请参与问卷调查的个别学生和班级通过网络终端自主学习和随堂播放等形式对微课进行评价，并反馈不同教学模式下的教学效果。通过网络终端自主学习的反馈结果认为微课所涵盖的知识点设置合理，内容生动、新颖，讲授详尽，能够达到学生自学掌握知识的效果，将微课引入无机化学实验教学使学生有耳目一新的感觉，能够调动学生自主学习的积极性和主动性，利于学生课前预习和课后复习，且学习效果明显，学生对使用了微课教学的部分教学内容知识掌握牢固，印象深刻，在现实授课中表现为实际动手操作流程熟练，操作规范，实验结果准确，教学效果良好。在随堂使用过程中反映出对授课终端和网络环境的要求较高，实际使用过程中效果不理想，与传统直接授课相比没有表现出效率优势，但部分使用者反馈将微课作为随堂授课的补充，在现场教学和演示结束后，通过微课自主学习在实际动手实践中对学习知识进行引导性回顾的效果明显，学生的实验重复效果好，失误率低，实验结果准确性得到明显提升。通过反复实践检验，将微课教学与传统教学结合的新教学模式是对无机化学实验课程的良好尝试，具体方法为：通过微课教学帮助学生在课前完成部分知识点和动手实操的学习，在授课过程中带着问题和难点进行有针对性的学习，并对教师现场演示进行观摩以掌握实验操作技巧和注意事项，在个人实操过程中通过微课视频进行提示和回顾，并对实验结果进行对比，以保证实操过程的顺利进行。

同时，积极尝试无机化学实验微课与实验模拟平台的融合，选取6名对无机化学实验具有浓厚兴趣的同学参与实验模拟平台的测试过程，要求他们分为2组，其中1组利用微课学习无机化学实验知识后，通过实验模拟平台对规定实验进行模拟训练，通过实验室实操检验其前期学习效果，另一组按照原有微课创新教学模式进行学习。通过对比发现进行过实验模拟平台训练的学生对实验过程的掌握速度更快，熟练程度更高，记忆效果更好。进一步研究利用实验模拟平台进行实践创新训练时发现，由于平台功能的局限性一定程度上限制了学生实践创新训练的效果，但激发了学生的探索精神，培养了学生的创新意识，对创新型人才培养具有一定意义。

3.3 课题研究成果

通过实践检验，无机化学实验微课在得到应用后，确实能够帮助学生更好、更便捷地开展无机化学实验知识自学，学生对实验内容的认识更加直观，对知识点的掌握更加牢靠，对实验操作的理解更加深刻，具体的实验操作更加流畅和精准，实验消耗低、实验结果准确度提高，实验误操作率降低，实验安全得到有效防控。因此，项目组认为微课引入无机化学实验等实践类课程能够促进学生实践知识的学习和掌握，本项目的研究方向正确，研究成果具有推广和发展的价值。

4 结语

课题组针对目前高校无机化学实验类课程教学过程中发现的课前预习准备不充分，学习目标模糊，课上实验失误多，危险性增加，课后自主复习困难，知识点掌握不牢固等问题进行探索研究，试图通过“微课”这一“互联网+”时代新媒体技术的引入使得无机化学实验课程教学中的问题得到有效解决或改善。在课程分析的基础上探索无机化学实验课程微课制作，并将其与传统教学模式结合，形成互补式教学模式，既为学生自主学习提供了平台和保证，又保证了无机化学实验课程教学质量，使得课题讲授时间缩短，授课实效得以延长，为学生动手实践提供了理论基础和实施空间。微课教学的引入是对无机化学实验等实践课程的有力补充，同时可以加强学生对实践课理论的理解，培养学生的实践创新能力。

微课教学与无机化学实验传统授课模式的融合促进了无机化学实验课程改革，将“死板”的讲授式知识灌输变为灵活的主动探索式学习模式。通过实践探索获得结论，微课教学可以

与传统无机化学授课模式相配合，形成创新性教学模式，将微课贯穿于无机化学实验教学的预习、实操和复习，可以通过微课预习准确把握学习目的，提高学习效率；通过实操引导提高实验操作的准确率，降低失误率；通过微课复习可以巩固无机化学实验学习效果。在进一步研究微课与实验模拟平台融合中，微课和实验模拟平台可以作为相互补充的新型教学资源，二者结合后能够形成优势互补，微课学习利于学生对知识原理的学习和掌握，实验模拟平台可以帮助学生进行实践学习和创新探索。在当前"互联网+"的时代背景下，教学工作，特别是实践类课程教学工作必须适应时代的发展和变化，传统的多媒体教育模式已经逐渐淘汰，学习形式更灵活、更便捷，学习内容更丰富的微课教学已经被越来越多的青年人所接受和喜爱，学生在知识学习过程中也更加期待知识的实践性能够在学习过程中有所体现，实验模拟教学和微课教学的优势互补将有望打造一种新的教学资源，从简单观看到动手参与，在加深学生理解的同时可以更好地满足学生的学习体验感，从而达到提高学生学习积极性，提升教学质量的目的。