基于微格教学下的化学实验课教学模式探索

陈 文 王湘君 张顺琦 李凌燕 王玉杰 钟 淼

①海南热带海洋学院理学院 ②海南热带海洋学院水产与生命学院

化学是一门以实验为基础自然科学，化学中的科学规律都是在科学家在实验中得到的，可见化学实验的在化学学科中的特殊作用。化学实验教学于中学生而言可使学生养成科学探究精神、提高实验操作能力、增强构建化学知识体系能力等，但化学实验、化学药品具有一定的危险性，造成了多数化学实验只能由教师讲解或演示，使化学实验失去了培养学生能力的初衷。本研究旨在探索微格教学下的化学实验课教学模式，以促进化学师范生实验教学能力的提高。

1 前言

在科教兴国的政策下，对中学生的教育教学研究方面成为热点。随着时代的进步和电子信息技术的普及，微格教学作为一种新型教学模式逐步进入人们的视野[1]。所谓微格教学，是指教师利用视听说等现代仪器设备，将教师所需讲解的知识片段进行拍摄记录，然后在同组同事教师和班级学生的点评下，不断完善录播的内容，让学生和所要提高能力的教师进行视频片段的反复学习以促进知识和能力成长的新型教育模式[2]。实验知识是化学学科学习必不可少的实践知识，但因化学实验具有危险性、耗时性等因素，对化学教师的实验准备、实验讲解教学和中学生的实际实践操作都具有巨大的挑战，故研究旨在探索微格教学下的化学实验课模式[3]。微格教学[4]于化学教师而言，一方面可促进化学教师对实验过程进行全方位检查和评定，使组织设计能力提升，另一方面由多方面的评价和反思，可完善不足之处，发挥长处，激励化学教师不断学习。综上，为解决化学实验课程可以落实在每一所中学，研究旨在探索微格教学下的化学实验课教学模式，为化学教师提供实验教学方式，以提高学生的实验探究能力[5]。

2 微格教学下的化学实验课教学模式研究

2.1 化学实验课教学模式研究进程

微格教学模式由时代进步孕生，在实践中不断被完善而趋于成熟，现已广泛运用于多种学科的教学。林燕萍[5]以佛山科学技术学院为例，运用多媒体和新型信息技术对教育硕士生进行微格教学技能培养，对培养过程中产生的问题进行总结，并针对性的给予了建议，相对而言教育硕士已取得了较大的进步；霍平[6]等人发现在“互联网+”时代，传统微格教学已难以满足师范生的成长需求，其通过研究传统微格教学的突出问题，将化学专业特点与互联网技术结相合，创建了一个以“经验+反思=教师的专业成长”作为化学教师成长公式的“新微格教学实训室”，使化学师范生以自评寻找自身不足，促进化学师范生专业养成；黄静[7]以“结构-定向”为核心理念，对化学师范生进行了实验教学训练，构建了化学师范生的教育心理结构，由定向培养和微格教学相结合以优化教学过程，完善认知结构，强化理念意识，全方位提高师范生教育教学能力。综上，不同教育家从不同角度对化学师范生在教育教学技能上存在的问题进行论述，并提出了解决途径，对化学师范生在新课程改革下进一步提高自身能力起着至关重要作用。

2.2 基于微格教学的化学实验课教学问卷调查

（1）调查目的。化学学科是一门以实验为基础的自然科学，本次调查的目的是为了探索新时代下高中生对化学实验课的新需求以及对现有化学实验课的满意程度，以实验调查结果为依据，对现有化学实验课程进行微格化学实验改革，促进微格教学在化学实验课程的应用。

（2）调查对象。本次的调查对象为三亚各中学学生。

（3）调查方法。本次调查采用问卷调查法，利用纸质问卷在各中学进行随机发放，回收所有问卷后进行数据处理。

（4）调查结果。本次调查问卷的总填写人数307人。利用计算机电子表格对数据进行分析，实验结果进行统计，其具体数据分布如下所示。

图1 学生喜欢的化学课程情况

图2 学生热爱化学的原因情况

由上述调查显示，中学生在对化学的学习上，热衷于实践，对于理论课程，更倾向于化学实验的学习，而在对化学学科的热爱，主要是化学实验的可操作性及不确定性深深吸引着学生探索未知的欲望，使学生对化学实验产生憧憬和想象。

图3 化学实验对化学学习帮助情况

图4 实验教学方式喜欢情况

由上述调查显示，在实验教学的意义上，实验教学更有利于加深学生对理论知识的理解；在实验教学的方法上，学生喜欢师生共同进行实验探究，热衷于边讲边实验；但是现在的多数中学对化学实验课程安排仍处于起步阶段，其主要原因一方面是因为实验准备教师的不足，另一方面是因为实验安全性得不到保障。因此微格教学应景而生，为促进学生对化学进一步深入开发了新的资源[8]。

2.3 化学实验课教学模式面临的问题

微格教学作为一种全新的教育模式已经逐步进入新时代的课堂，但在实践的过程中也逐步显示出新的问题[9]。目前，建立一个完整的微格教学实验室不仅需要高昂的费用，而且还将产生随之而来机器维护费用和化学实验材料费用，这就致使各高校不可能均建立起微格实验室；其次，微格教学因其包容性小，只能少人数进行训练，而在大型师范院校，师范生数量庞大，进行微格教学训练时只能分批分期，这就容易导致仪器的破损以及师范生发展不均衡；然后，化学实验往往伴随着一定的危险性，很多高校为了学生的安全，往往省略掉了危险实验以及危险药品的提供，这就使化学师范生训练不充分不均衡；最后，化学师范生的教育教学指导老师较少，高校教师大多为教授或副教授，他们均有自己的科研项目，其大多数时间一部分用于课堂教学，一部分用于科学研究，因此，在指导师范生进行微格训练就会力不从心，且师资力量也有所缺乏，就致使微格教学下的化学实验课训练成效低[10]。

传统化学实验课程[11]一般由教师主导，且多为分组授课，其一般过程为老师先进行半小时的实验讲解，包括确定实验的目的、掌握实验的原理、选择适宜的实验材料、设计合理的实验步骤以及注意事项等方面，然后学生根据安排好的小组进行实验，教师则在各小组间对各个实验组的操作步骤及产生的问题给予解答，最后对各小组实验现象以及实验结果进行点评和总结，最后结束后均可离开实验室，并在课后根据记录撰写实验报告。传统化学实验教学中有一系列弊端，首先，多为教师主导，学生被动参与，这就使学生思考能力和探究能力下降；其次，课上进行实验讲解，已经浪费掉了大量的时间，会让学生动手的时间缩短，从而使学生动手实验时一味注重结果，对现象和原理认识不清楚；最后实验仪器和材料的准备，也会使教师压力增大，产生懈怠心理。

3 化学实验课教学模式的建构

微格教学[12]的在实际操作中，就是指学生在微格教学实验室里借助实验室里的摄影机、电脑等电子仪器在规定的时间里记录学生的完整的教学活动，然后由本人和同组同学及教师点评，用以完善自身，提升能力，在此基础上，研究拟将进行以下改进。

3.1 节约成本，搭建开放性实验室

针对化学微格实验室平台的构建，研究意将专门搭建转向开放性实验室，由此可节省大量成本[13]。高校均设有开放性实验室供学生进行科学研究，场地及仪器设备均很完善，且多为空闲实验室，学生可在其中自由进行实验训练；随着社会的不断进步，手机越来越智能化，其拍摄能力已经可比肩微格实验室的录像设备，由此学生可六人组成一个小组，两人准备实验及过程，两人作评委对实验课堂的过程进行评价，两人对实验人员用手机进行拍摄和近距离录音，其次六人互相轮换，即可完成小型微格教学活动，其优势不仅解决了高校对化学微格实验室平台构建的资金投入，又充分利用了学校开放化学实验室。

3.2 化学实验课微格教学评价标准的建构

针对传统微格教学评价标准的不足，研究意将建立完善的微格教学评价标准对化学学生进行评价[14]。化学实验的微格教学评价体系拟将分为学生学习情况（Learning）、教师教学（Instruction）、实验操作（Operation）等三部分，从而建立LIO综合评价表；学生学习评价比例30%，教师引导比例30%，实验操作40%。学生学习方面，可根据学生实验设计预习报告、实验操作和实验报告等显示学生学习状况的方面进行单项计分；教师引导方面，可根据教师上课精神状态、教师语言流畅程度、教师的教学机智等方面进行单项计分；在实验操作上，由实验仪器操作的准确性、观察实验现象的全面性、记录实验数据的合理性等进行单项计分。研究查阅大量资料及实验调查，为完善目前微课评价标准的不足，设计了具体评分标准及评价结果单以促进评价模式的进一步发展。

3.3 自主学习，节约化学实验微格教学时间

针对化学微格教学过长的实验讲解，研究意将采用实验前的学生自主学习来弥补不足的实验时间[15]。在实验课开始之前，教师就将实验内容布置下去，让学生在课下完成实验的预习及实验的设计，并由资料得出实验的目的及可能产生的结果，由此来提升学生对化学实验的理解和印象，在进行实验之前，学生可将查阅资料后自己设计的实验设计方案上交于教师，教师进行批阅，在课上利用两分钟左右的时间对学生产生的问题进行答疑，这样做大大节省了课堂时间，在化学微格教学实训室，教师可作为引导和评价的负责人，让学生拥有充裕的时间进行实验操作及数据处理，使整体教学时间可保持在15分钟左右，从而使教学“微格”特点得以实现。

3.4 提高师范生实验创新能力，以增强化学实验安全性

针对传统微格教学化学实验危险性、部分现象不明显的不足，研究意将提升对学生对化学实验的创新设计能力[16]。化学实验往往伴随着危险品的使用，例如强酸强碱的强腐蚀性、氯气、二氧化硫的气体污染性等；另外，像电解质的导电实验中，离子浓度又会对小灯泡亮度产生巨大影响，在传统实验中所运用低浓度盐酸进行导电实验时，浓度过低就使小灯泡不能看出是否发光，而使学生对实验现象把握不准确。由此可见，在传统实验的基础上进行创新改造是很有必要的，一方面可以降低危险和大气污染，更使化学现象更明显，易于观察。因此需要培养学生的创新思维，以更绿色、更灵活、更安全、更节省的实验设计理念其设计每一节实验课，使微课更有意义。

4 结论

微格教学作为一种新的训练模式和教学模式越来越受人们的关注，但其在化学实验课程的应用还处于探索阶段，因此研究首先对化学实验课教学进行分析，得到了新时代较好的解决方案微格教学，然后针对传统化学实验课微格教学存在的弊端，相对应分析了产生的原因，并给予了优化方案，且设计了化学实验课程微格教学评价标准和评价结果单。研究打破了传统微格教学的一系列不足，将其独特优势应用于化学实验教学训练领域，首先为各高等院校培养化学师范生建立一个比较成熟的训练方案，也为中学的学生们建立了一个新的学习方法，使其可综合提升化学师范生和教师的化学实验操作能力和探究创新能力，以提高化学学科的魅力。