王 壹,左成光,聶勝強,嚴 偉,羅 軍,成 剛
(貴陽學院 化學與材料工程學院,貴州 貴陽 550005)
實驗是自然科學的基礎(chǔ)。有機化學實驗在大學有機化學教學中處于非常重要的地位[1], 是一門驗證有機化學科學理論,培養(yǎng)學生的科學探究能力, 提高學生的邏輯思維以及分析和解決問題能力的專業(yè)基礎(chǔ)課[2-3]。目前大多數(shù)有機化學實驗教學采用課堂講授這種被動的教學模式,這種教學方式導致課堂講授缺乏活力,學生缺乏學習的主動性,一定程度上限制了學生創(chuàng)新能力發(fā)展,不能滿足當代高等有機化學的學習需求[4-5]。
隨著信息化時代的到來,可以共享海量的教育資源,從而使教學方法更加的多樣化; 微課作為最近幾年新型的教學模式,與傳統(tǒng)的教學過程有很大的區(qū)別[6]。在國內(nèi)高校教學中,微課還處于起步階段,很少將微課應用到高校實驗教學中。微課由于其教學時間較短,具有針對性強,存儲方便,可以實現(xiàn)隨身攜帶等特點,適合碎片化時間學習[7-8]。 在教學過程中,教師確定教學上的難點和重點,選擇條理清晰,知識點少的章節(jié)制作微課、并通過學生對微課的及時反饋,不斷總結(jié)和解決微課出現(xiàn)的問題,使微課實用,新穎獨特,保持最大的吸引力,同時提升學生自主學習的能力[9]。
學生在有機化學實驗課前對實驗內(nèi)容、實驗目的、實驗注意事項等進行過預習和思考,但是看不到儀器實物也就難以保證預習效果。這樣學生在動手實驗前沒有明確的實驗方案,對實驗的關(guān)鍵問題沒有深刻的理解,此種情況下,實驗的預習程度遠遠達不到獨自完成實驗要求的標準。
1.2.1 構(gòu)建以學生自主學習為導引的微課體系
制作微課時,要構(gòu)建以教為主轉(zhuǎn)向以學為主的微課體系。在知識點的選擇上,教師需要在教學過程中細致的觀察學生所困惑的知識點,確定教學過程中的重點和難點,合理的對微課進行設計和制作。在制作微課時,展示實驗中的關(guān)鍵步驟和細節(jié),并讓學生思考為什么這樣做,讓學生能夠積極地參與實驗。在提高學生學習興趣的同時掌握了實驗內(nèi)容的關(guān)鍵操作步驟以及為什么這樣做。這樣就避免了實驗中的典型錯誤操作和忽略的細節(jié),保證學生在操作中的規(guī)范性和正確性。
1.2.2 實驗內(nèi)容的循環(huán)觀看性,滿足不同程度學生的學習需求
每個學生的學習水平參差不齊,接受知識的能力也各不相同,而老師在進行課堂實驗操作講解時采取一對多的模式,演示時間有限,造成部分學生不能很好的理解實驗過程與實驗內(nèi)容。引入微課學生就可以更加主動的學習,老師將實驗操作關(guān)鍵步驟通過微課的方式發(fā)送到學生微信群中,學生可以反復研究學習,接受能力差的學生可以通過多次觀看最終達到掌握實驗原理的目的,保證每個學生都可以自由選擇,而不互相干擾,都能掌握實驗操作步驟。
1.2.3 微課在實際教學過程中的實踐、反饋和探討
由于學生來自全國各地,學習和接受知識能力不盡相同,而有機化學實驗課程內(nèi)容豐富,所以對有機化學微課教學內(nèi)容接受程度不一; 因此,在微課首次完成后,請教學經(jīng)驗豐富的老教師對微課進行指導,同時根據(jù)學生的反饋意見進行不斷的完善和修改,使微信保持簡潔,新穎獨特,抓住學生的吸引力。所以,對將要公布的有機化學實驗微課,進行幾次預使用測試,根據(jù)反饋意見進一步完善微課。
1.2.4 調(diào)整微課以與教學過程更好融合
學生在使用微課會發(fā)現(xiàn)疑問,可以與老師積極討論并尋找解決問題的方法,從而老師可以對微課進行進一步調(diào)整完善。最后,對微課進一步總結(jié)歸納,使微課與教學過程中的重點難點有效結(jié)合,相得益彰。
有機化學實驗課程是一門理論和實驗相結(jié)合的課程,可以用軟件錄制屏幕上講解內(nèi)容、分析過程,其中包含教師的聲音和同步頭像,此種方法成本低廉,簡潔明了,非常實用。如果在細心分析講解的同時,結(jié)合三維動畫等形式幫助學生想象,更能調(diào)動學生的學習積極性。 例如在學習有鹵代烷烴中SN1和SN2反應機理時,可通過分子模型和制作三維動畫演示SN1和SN2的反應機理,使抽象的反應機理具體化,使學生更容易接受知識,更容易從本質(zhì)上掌握反應機理,從而使學生分析問題和解決問題的能力得到提高。
有些有機化學實驗課比較適合通過攝制型微課展示,主要是由外部攝像設備,例如視頻攝像頭、手機等具有攝錄功能的設備進行拍攝,通過不同的拍攝角度來突出不同的教學內(nèi)容,遠景鏡頭突出整體教學情況,而近景展示實驗細節(jié),有利于學生從感官上反應過程及實驗現(xiàn)象,有效地提高學習效果,也在一定程度上避免了資源浪費, 符合綠色化學教學要求。
有機化學實驗微課針對教學過程中某一知識點和重點的內(nèi)容設計開發(fā)的, 具有高度的針對性和實用性,內(nèi)容精煉。 我們將問題分為三類:一是只靠黑板板書等器具,教學過程無趣,呆板,而且不能很好的解釋有機化學中抽象的概念,也不能很好的展示化合物的立體結(jié)構(gòu);二是有機化學反應過程及反應機理;三是有機化學實驗與生活中的知識結(jié)合起來,調(diào)動起學生的學習積極性。我們根據(jù)化學專業(yè)學生對有機化學實驗課程的學習需求,將微課名稱列出如下。
有機化學中,化合物數(shù)量龐大,結(jié)構(gòu)復雜,官能團繁多,有機化合物結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì),因此,掌握有機物的分子結(jié)構(gòu)在教學中起著關(guān)鍵作用。掌握有機分子結(jié)構(gòu),不僅能了解分子的性質(zhì),更能理解有機化學的本質(zhì)。但是由于有機分子結(jié)構(gòu)大多具有空間立體構(gòu)型, 難以通過語言讓學生理解,教師通過制作三維分子模型微課,同時采用視頻和圖片等輔助手段進行注釋,有助于學生提高對分子立體結(jié)構(gòu)形象認識,強化學習效果。
在有機化學中,反應類型很多,它們的具體過程是有機化學實驗課程的重點同時也是難點, 而反應機理是有機化學實驗課程的難點,如果教師將反應過程中的官能團的變化,轉(zhuǎn)變與化學鍵斷裂與形成等內(nèi)容利用微課形式直觀的表示出來,可以加深學生對反應過程的理解,從而激發(fā)學生學習興趣。另外,以微課形式將實驗中的化學現(xiàn)象和反應展示出來,使學生從空間上清晰直觀地了解反應現(xiàn)象,了解各類化合物的檢驗和鑒別與化合物的推斷的辦法,強化了學習效果。
傳統(tǒng)的課堂多采用“灌輸式”教學模式,限制了學生想象空間,課堂氣氛枯燥、乏味,導致學生學習興趣不濃厚。事實上有機化學實驗內(nèi)容和日常生活息息相關(guān),滲透到生活的很多方面,例如蒸餾實驗與酒蒸餾過程的聯(lián)系和區(qū)別,通過微課將這種生活現(xiàn)象以及國際最新學術(shù)前沿動態(tài)、與有機化學相關(guān)知識聯(lián)系起來,從而激發(fā)學生的學習興趣和獲得創(chuàng)新能力。
微課是現(xiàn)代信息技術(shù)一種新型的學習方式,在有機化學實驗教學中引入微課,有效的激發(fā)學生的學習主動性和積極性,培養(yǎng)學生對實驗現(xiàn)象的分析和解決問題的能力,提高了有機化學實驗課的上課質(zhì)量,同時微課與教學過程更好的融合,利于有機化學實驗教學改革和發(fā)展。