基于微課的線上線下混合式教學在物理化學中的應用探索*

武 軍，張 帥

(嘉興學院南湖學院，浙江 嘉興 314000)

物理化學，是在物理和化學兩大學科的基礎上發展起來的。它以豐富的化學現象和體系為對象，運用物理學的理論知識與實驗技術，探索、概括和研究化學的基本規律和理論，最終構成化學科學的理論基礎[1-2]。與無機化學、分析化學和有機化學相比，作為四大化學最后學習的物理化學，是對化學理論方法的大總結，從感性認識升級為理性認識，從表面現象中提煉本質精髓。作為承前啟后的一門學科，物理化學是后續專業課諸如化工原理、化工熱力學、化學動力學、統計學等課程的理論基礎，在基礎課和專業課之間起著橋梁和紐帶的作用，是化學與化工大類包括生化、環境、材料、制藥等多專業必修的一門科學[3]。為順應新工科背景下發展“教育+信息技術”的潮流，培養出適合社會發展的應用型人才，需要利用信息技術改革物理化學的教學方式，提高教學效果。

微課，相對于常規的課來說，是一種微小的課程，主要用以講授某個知識點或突破某個教學問題，其本質就是一種新型信息化教學資源。微課的主要特點有：①內容微型化。微課的內容少，時間短。一節微課的時長一般約為 5～10 分鐘左右，其時間長短充分考慮了人在接受知識時注意力的變化規律，與人的注意力高度集中的時長大致相同[4]。學生能夠在注意力集中的時候完成知識點的學習，效率更高。②主題具體化。微課的主題突出、內容具體，通常以知識點為單位，便于學生的碎片化學習。基于認知負荷原理，將復雜的內容碎片化，使其簡單明了，降低了學生的內在認知負荷，使其注意力容易集中，知識點容易理解，記憶更深刻，可以提升學生的自我效能感。③形式視頻化。微課作為一種專題式視頻的教學模式，與傳統的教學模式相對比，學生可以自由安排學習時間和場地，這對學生自主學習能力的培養以及自覺性和個人意志水平的提高有重要作用。基于此將微課運用于物理化學的教學中，結合現代教育技術提高學生的學習興趣和效率，為改革物理化學傳統教學模式提供一個新的實施方案[5]。

1 物理化學課程教學現狀

1.1 課程內容的復雜性

物理化學課程的理論性強，內容龐雜抽象，知識點及公式繁多，理解存在一定的困難。傳統的教學模式，通常在一節課內老師會講到多個知識點，每個知識點又較難理解，學生在未弄懂前一個知識點時就已進入了下一知識點的講解，留給學生理解內化的時間幾乎沒有。這樣的教學效率和學生的學習效率并不高，并且有可能導致學生對物理化學這一課程產生恐懼甚至厭惡的情緒，降低學生的學習動機，造成惡性循環。

1.2 教學形式和手段單一

為了在有限的時間內盡可能把更多的有用的知識傳遞給學生，目前物理化學授課方式基本保持為教師講授為主[6]。但是普通本科院校的學生化學基礎參差不齊，如果只是單方向的傳授知識，較為枯燥乏味，且與生活實際相脫離，學生難以體驗到自我效能感，對物理化學學習的興趣和動機漸減，很難培養學生自主學習的素質能力。

1.3 理論與實踐的不匹配性

與物理化學課程對應的物理化學實驗課程，因兩者性質不同以及課時安排的不協調，導致理論課的內容與實驗課程并不匹配[7]。因此部分實驗課內容在理論課程還未學習就開始上實驗課，學生對實驗的原理還未掌握。這不僅極大地降低了實驗課的教學效率，并且增加了學生的學習負擔，降低了學生學習物理化學的興趣。

2 微課在物理化學教學中的應用

2.1 建設微課資源

從學生以往的學習和作業情況，將其難以掌握的重難點知識做成專題微課。如“可逆過程和可逆功”，該部分內容作為熱力學對過程的經典而基本的一個假設，不能透徹的理解可逆過程，就無法掌握功熱轉換的內涵，這是第一定律的一個坎。所以將這塊內容做成一個5～8分鐘的微課專題，可供學生預習或復習使用，作為課堂教學的補充。每一個微課視頻配套“線上測試”或“討論主題”，在觀看微課視頻后進行較簡單的線上測試，以考察自學效果，還可設計討論主題，如學完電化學原電池內容后可布置“當今前沿電池種類(如燃料電池)及其工作原理”的主題，學生在課外自主查文獻資料，綜合所學，分組以音頻視頻、小組板書或PPT等形式呈現，老師進行點評打分。

2.2 調整課程安排

表1 第二章熱力學第一定律課程安排Table 1 Course arrangement for the first law of thermodynamics

為了發揮微課資源的作用，適應新的混合教學模式，需要對課程教學內容進行重新規劃并組織設計。以第二章熱力學第一定律為例，該章節計劃9學時，課程安排設計見表1。簡單易懂的知識讓學生看微課自學，重難點課堂上再細說。線上微課與線下課堂相互配合，貫穿于物理化學的整個學習過程：看書預習時有了試聽體驗，課后對未理解的知識有了復盤的機會，考前對模糊遺忘的內容有了喚醒記憶的聲音。

2.3 改革考核方式

增加線上評價的考核內容，建立線上、線下及期末綜合評價相結合的多元評價體系。可將物理化學課程成績的評定按照線上考核占15%，平時成績占25%，期末考試占60%進行評價。其中線上考核主要考察學生對微課的使用情況，每次課的前5～10分鐘會對本次課內容以“雨課堂”等輔助進行簡單測試，得分情況可反映學生看微課自學的效果。平時成績包括出勤、平時作業完成情況、主題討論的參與度及討論成果評價。考核方式的改革是促進線上線下混合教學模式實施的保障，激發學生利用線上平臺學習的積極性，改變學生考前突擊的學習習慣，增強自主學習能力，提高教師課堂教學效果。

3 線上線下混合教學具體實施方案

表2中物理化學線上線下混合教學具體的實施過程包括四個環節：教師準備，課前自學，課中教學和課后提升。充分發揮線上微課的優勢，將物理化學課堂延伸至課下，配合課堂講授與課后項目討論，在知識接受得更多更好的基礎上，培養學生自學能力。相應的考核體系更加多元客觀，課前微課自學和課后主題討論需要學生脫離老師，獨立或組隊完成，在考核機制的刺激下，訓練學生自主學習、溝通表達、知識運用的能力。

表2 基于微課的線上線下混合式教學具體過程Table 2 Specific process ofthe online and offline blended teaching process based on micro-lessons

4 結 語

實踐證明，利用微課構建的線上線下混合教學模式，可以有效的解決目前物理化學教學中課時緊張、課堂效率低下等問題。構建符合本校學生的線上微課資源，配套科學多元的考核體系，充分調動學生的學習積極性，注重學生綜合素質的培養，從而提高教學質量。