微信公众平台辅助基础化学实验教学的实践

2020-04-28程绍玲杨迎花张海丽

实验室研究与探索 2020年1期

程绍玲,杨迎花，张海丽

(天津科技大学理学院，天津 300457)

0 引言

高校基础化学实验课是化学及相关专业本科生必修的学科基础课程，在人才培养中占据重要地位。传统的实验课教学是以书本为主要教学资源，以实验室为唯一的教学场所，学生的学习受资源、时间、场所的极大限制，学习效果很不理想。随着信息技术的飞速发展，网络资源的不断丰富，移动终端的普及，这种传统的实验课教学显然己不能满足时代发展的要求。高校教师都纷纷将“互联网+”引入到高等教育，改革实验课教学模式。本文将借助目前十分普及的微信公众平台，辅助基础化学实验教学，探讨在互联网背景下建立高校基础化学实验教学的新模式。

1 微信公众平台辅助教学的可行性

微信公众平台是微信的功能模块之一，可与特定群体即时传播多种媒体信息，被政府、企业、高校、团体等广泛使用，多用于管理和信息发布。近几年，将微信公众平台与教学相结合，探讨新的教学模式成为教学改革的一个热点。中国知网2016年以来，已有150余篇硕博论文对微信公众平台应用于教学进行了理论研究[1-10]，微信公众平台辅助教学具有较强的可行性[11]。首先，微信极高的普及率为教学信息的传播提供了平台支撑。微信是当代大学生最主要的交流工具之一，普及率几乎100%，刷微信是大学生的常态行为。教师可利用这一平台发布学习资源，学生即可随时随地利用碎片时间观看或阅读，极为方便。其次，微信公众平台操作界面简单，为辅助教学提供了推行和应用的基础。教师注册公众号，无需编程，即可上传学习资料。学生订阅公众号，可随时打开界面，观看阅读，反复学习。再次，微信公众平台一对多的信息传播方式，与教师对学生一对多的知识传授形式相吻合。在公众平台上，教师发布学习资料，所有学生可见，类似于课堂，但学生不需要在固定的时间固定的地点学习。最后，在微信公众平台上，教师能够实现对学生有效管理，及时沟通。教师在公众号里将学生分班管理，通过查看每一个学生对学习资料的点击情况，可了解学生的学习时间、学习频率、学习速度等。通过学生上传的作业情况，了解学生的学习效果。发现问题学生，及时在平台上点对点交流。微信公众号的诸多功能为辅助教学提供了平台，我校首先探索了在基础化学实验教学中的应用，经过2年的实践，目前已形成了稳定的实验教学模式。

2 微信公众平台辅助实验教学的实践

2.1 实验教学学习资源的建设

微信公众平台辅助教学是轻量化、移动化、手机版的MOOC系统[12-15]，通过互联网辅助教学，首先要建立适合网络传播的学习资源。我校基础化学实验课建立了课前预习和课后拓展的多种学习资源。①实验视频资源。传统教学中学生通过书本预习，靠脑补画面，效果不佳。为切实提高学生的预习效果，我校建立了实验视频库。录制了每一个实验的操作过程，精心设计，编辑配音，形成视频文件库。②仪器设备装置图片资源。做基础化学实验的学生通常是第一次接触化学仪器设备，十分陌生。为此将实验中所用到器材以及实验装置拍照，并配以文字说明，方便学生直观了解实物。③课件资源。黑板教学的局限性难以展现化学实验的场景，而多媒体恰可弥补这一不足。建立图文并茂的课件资源，通过图片、视频、声音等多种形式展现化学过程及化学产品，并且增添了实验的相关研究历史、生产生活实际应用及前景发展，丰富的内容拓宽了学生的视野，提高了学生对化学实验的兴趣。④实验拓展资源。一个化学实验从来不是孤立的，它的纵向有历史，横向有应用，背后有机理，面前有现象，向前有经验，向后有发展。为每一个实验建立一套完整的拓展资源，内容包括实验的来源、发展历史过程、反应机理、生产生活应用、相关前沿文献研究等。⑤测试题库资源。为随时检测学生对实验理论和过程的掌握情况，建立了可用于在线检测的试题库，题型为选择、判断、填空。

2.2 微信公众平台模块设计与用户管理

(1) 微信公众平台模块设计。初次申请微信公众号，功能较少，只有一级菜单，上传信息十分有限。当公众号开通原创功能后，可以通过页面模板增设二级和三级菜单，同时可上传存放2 000多条信息，完全能够满足辅助教学内容的发布。因此如何有层次地设计菜单，合理规划各模块内容比较关键。经过2年的应用实践，逐步完善结构设计，已基本形成内容丰富、操作便利的学习平台，以有机化学实验为例，如图1所示。

图1 基础化学实验微信公众平台模块设计

图1中，有3个一级菜单模块，第1个是学习资料，内容完全为实验课服务，包含每一个实验的课件、视频、所用试剂常数、仪器材料，是学生预习每一个实验的必备资源，预习后可进行预习自检，评估自己预习效果。此模块是同学们点击量最大的部分。第2个模块是信息公告，内容包括不定期的通知公告，以及进入实验室前的准备工作，包括实验报告、实验课表、实验室守则。第3个模块是拓展园地，其中装置器材包括实验常用装置(配图及文字说明)、玻璃仪器(实景图片及文字说明)和设备材料(有机实验常用设备，实景图片及文字说明)；有机前沿部分定期更新有机前沿内容；实验室安全部分包括实验室安全教育、应急处理、药品安全等；全国和天津市化学竞赛部分发布竞赛信息，以及历届试题。

(2) 微信公众平台的用户管理。教师建立的微信公众号主要用于辅助教学，要求上课学生都要关注，首次关注后给教师留言，注明学号和姓名，教师在后台根据学生的留言，逐一修改备注，同时将学生按班级归类，修改标签为班号，这样点开班级标签，可方便地查找任意一位学生，进行交流互动。教师也可以实现一对多的方式与学生互动，通过建立群发消息，与某一班级或全体用户交流。

在公众平台上，教师查阅学生点击情况，可大体了解学生的学习情况，如什么时间学习，学习时长，是否复习等。对学习不认真的学生可标注，及时交流，询问情况，改正不良习惯。对学习努力认真的学生，鼓励其考研、参加竞赛、拓展练习等。

2.3 基于微信公众平台新的教学模式的建立

微信公众号提供了大量的学习资料，学生通过移动设备，如手机、平板电脑等，可随时随地随需地进行自主学习，传统的教学模式已不适应互联网背景下学生获取知识的习惯，建立新的教学模式势在必行。经过2年的实践并不断完善，形成了学生自主学习的实验教学新模式，如图2所示。

图2 基于微信公众平台的实验教学新模式

(1) 课前自主学习。传统实验教学，课前学生只能通过书本预习实验，基本上没有辅助资料帮助理解书本中的新概念、新知识,所以预习效果很不理想。而微信公众号平台可以为学生提供大量的有关实验实景视频、多媒体课件、背景知识等供学生参考预习。课前，学生通过手机等移动终端反复学习，熟悉实验机理与实验过程及注意事项，了解了实验的相关内容后，再经过自我检测预习效果，更加巩固了预习中所学到的知识，对后续实验、讨论顺利进行打下了良好的基础。

(2) 课堂翻转教学。由于课前学生经过了较扎实的预习，已基本了解了实验过程，教师无需对实验过程进行现场演示。课堂上以学生为主体，教师为主导。将学生分成若干个组，以小组为单位，每次由一个小组来讲解实验，教师纠正错误并解答学生预习中的疑问。正式开始实验前，由学生自主完成实验前的训练过程，根据具体实验情况，或由个别学生为大家演示操作，或分组讨论研究，教师只做课堂巡视和个别纠错指导。当所有同学都确保熟悉了实验操作后，每个人开始独立完成实验全过程。实践中发现，学生以分组讨论练习操作的方式，效果非常理想，他们对每一部件的安装，或每一个动作的规范性都能认真讨论，当意见不一致时，再回看视频，由此便可产生深刻的印象。因此这也是相互学习阶段，同学间取长补短，自我提高。

(3) 课后拓展提升。传统的实验课实验结束，报告上交就算全部结束了，实验场景已不能再现，基本不再有学生去思考做过的实验。如果学生对实验有疑问和困惑，也没有解决渠道。微信公众号平台上的内容长期挂在网上，学生实验结束后仍可以通过视频查漏补缺，如有问题，可在公众号给教师留言，与教师互动释疑。平台上还提供了学科前沿知识，供学有余力的学生参考学习。

2.4 建立过程考核模式

传统的“期末一张卷”的考核方式已不适应“互联网+”时代人才培养的要求，过程性评价能更科学地检测学生的学习表现、学习态度、学习效果等，有利于培养学生的自主学习能力，有利于加强教学过程控制。在改革实验课教学模式的基础上，同时建立了过程考核大纲。学生总成绩分3部分，表现成绩15%、实验成绩50%和期末成绩35%。其中表现成绩包括学生网上学习时长、登录次数、自我检测结果、课堂参与程度以及纪律卫生情况，这部分成绩反映学生的学习态度，对课程的重视程度。实验成绩为平时做的每一个实验完成情况，包括操作的规范性、过程的准确性、产品的质量等，这部分反应学生的动手能力。期末成绩为操作考试，独立完成一个新实验，给出综合评价成绩。通过过程考核，保证了考核的全面性、规范性和科学性，对教学质量、教风和学风产生了重要影响。

2.5 教学效果调查

利用微信公众号平台辅助基础化学实验教学，建立学生自主学习的教学模式，经过2年的实践，为检验该模式的教学效果，通过问卷调查的方式，收集学生的反馈信息，结果见表1。100%的学生认为通过微信公众号辅助学习对自己有帮助；96%的学生认为节省了时间；71%的学生认为学习效果大大提高，其余29%的学生认为有所提高；99%的学生希望其他实验课也使用公众号辅助学习。以上调查结果表明，学生对用微信公众号辅助教学高度认可。另外，仍然有24%的学生希望教师课堂上还要讲解操作步骤，因为虽然看过视频但不能完全记住。实验视频虽只有几min，但信息量大，学生很难做到完全掌握，因此需要教师课堂再做梳理。有19%的学生希望老师讲解方案设计过程，说明还有相当一部分学生具有强烈的求知欲和对知识深化的渴求，教师应因材施教，引导这部分学生进行创新探索。

表1 学生问卷调查结果

3 微信公众平台辅助教学的优势和不足

3.1 微信公众平台辅助教学的优势

使用微信公众平台辅助教学，顺应了“互联网+”的发展，可弥补传统实验教学的不足，①方便学生获取知识。教师将学习资源发布到公众平台，学生通过智能手机可随时获取学习资源，不受时间地点场所的限制；②提高自主学习能力。微信公众平台为学生提供了更多的学习渠道，突破了教学时空界限，有利于提高学生自主学习的能力。

3.2 微信公众平台辅助教学的不足

微信公众平台并非专门为教学及学习设计，用于辅助教学存在一定不足。①微信交流娱乐功能与学习功能并存，学生自控能力普通不强，学习效果难以保证。众多微信平台每天海量信息，干扰学生对学习资料的持续性关注。②每天限发一条消息，限制了消息推送频率。③教师只能回复学生的留言，不能主动与学生交流，限制了交流的主动性。