基于微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式探索

陳 文 王湘君 張順琦 李凌燕 王玉杰 鐘 淼

①海南熱帶海洋學(xué)院理學(xué)院 ②海南熱帶海洋學(xué)院水產(chǎn)與生命學(xué)院

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)自然科學(xué)，化學(xué)中的科學(xué)規(guī)律都是在科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中得到的，可見化學(xué)實(shí)驗(yàn)的在化學(xué)學(xué)科中的特殊作用。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)于中學(xué)生而言可使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究精神、提高實(shí)驗(yàn)操作能力、增強(qiáng)構(gòu)建化學(xué)知識(shí)體系能力等，但化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)藥品具有一定的危險(xiǎn)性，造成了多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)只能由教師講解或演示，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去了培養(yǎng)學(xué)生能力的初衷。本研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，以促進(jìn)化學(xué)師范生實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力的提高。

1 前言

在科教興國的政策下，對(duì)中學(xué)生的教育教學(xué)研究方面成為熱點(diǎn)。隨著時(shí)代的進(jìn)步和電子信息技術(shù)的普及，微格教學(xué)作為一種新型教學(xué)模式逐步進(jìn)入人們的視野[1]。所謂微格教學(xué)，是指教師利用視聽說等現(xiàn)代儀器設(shè)備，將教師所需講解的知識(shí)片段進(jìn)行拍攝記錄，然后在同組同事教師和班級(jí)學(xué)生的點(diǎn)評(píng)下，不斷完善錄播的內(nèi)容，讓學(xué)生和所要提高能力的教師進(jìn)行視頻片段的反復(fù)學(xué)習(xí)以促進(jìn)知識(shí)和能力成長的新型教育模式[2]。實(shí)驗(yàn)知識(shí)是化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)必不可少的實(shí)踐知識(shí)，但因化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性、耗時(shí)性等因素，對(duì)化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)講解教學(xué)和中學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐操作都具有巨大的挑戰(zhàn)，故研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課模式[3]。微格教學(xué)[4]于化學(xué)教師而言，一方面可促進(jìn)化學(xué)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全方位檢查和評(píng)定，使組織設(shè)計(jì)能力提升，另一方面由多方面的評(píng)價(jià)和反思，可完善不足之處，發(fā)揮長處，激勵(lì)化學(xué)教師不斷學(xué)習(xí)。綜上，為解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以落實(shí)在每一所中學(xué)，研究旨在探索微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式，為化學(xué)教師提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力[5]。

2 微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式研究

2.1 化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式研究進(jìn)程

微格教學(xué)模式由時(shí)代進(jìn)步孕生，在實(shí)踐中不斷被完善而趨于成熟，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于多種學(xué)科的教學(xué)。林燕萍[5]以佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院為例，運(yùn)用多媒體和新型信息技術(shù)對(duì)教育碩士生進(jìn)行微格教學(xué)技能培養(yǎng)，對(duì)培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行總結(jié)，并針對(duì)性的給予了建議，相對(duì)而言教育碩士已取得了較大的進(jìn)步；霍平[6]等人發(fā)現(xiàn)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，傳統(tǒng)微格教學(xué)已難以滿足師范生的成長需求，其通過研究傳統(tǒng)微格教學(xué)的突出問題，將化學(xué)專業(yè)特點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)相合，創(chuàng)建了一個(gè)以“經(jīng)驗(yàn)+反思=教師的專業(yè)成長”作為化學(xué)教師成長公式的“新微格教學(xué)實(shí)訓(xùn)室”，使化學(xué)師范生以自評(píng)尋找自身不足，促進(jìn)化學(xué)師范生專業(yè)養(yǎng)成；黃靜[7]以“結(jié)構(gòu)-定向”為核心理念，對(duì)化學(xué)師范生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練，構(gòu)建了化學(xué)師范生的教育心理結(jié)構(gòu)，由定向培養(yǎng)和微格教學(xué)相結(jié)合以優(yōu)化教學(xué)過程，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化理念意識(shí)，全方位提高師范生教育教學(xué)能力。綜上，不同教育家從不同角度對(duì)化學(xué)師范生在教育教學(xué)技能上存在的問題進(jìn)行論述，并提出了解決途徑，對(duì)化學(xué)師范生在新課程改革下進(jìn)一步提高自身能力起著至關(guān)重要作用。

2.2 基于微格教學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)問卷調(diào)查

（1）調(diào)查目的。化學(xué)學(xué)科是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，本次調(diào)查的目的是為了探索新時(shí)代下高中生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的新需求以及對(duì)現(xiàn)有化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的滿意程度，以實(shí)驗(yàn)調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，對(duì)現(xiàn)有化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行微格化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革，促進(jìn)微格教學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用。

（2）調(diào)查對(duì)象。本次的調(diào)查對(duì)象為三亞各中學(xué)學(xué)生。

（3）調(diào)查方法。本次調(diào)查采用問卷調(diào)查法，利用紙質(zhì)問卷在各中學(xué)進(jìn)行隨機(jī)發(fā)放，回收所有問卷后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

（4）調(diào)查結(jié)果。本次調(diào)查問卷的總填寫人數(shù)307人。利用計(jì)算機(jī)電子表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其具體數(shù)據(jù)分布如下所示。

圖1 學(xué)生喜歡的化學(xué)課程情況

圖2 學(xué)生熱愛化學(xué)的原因情況

由上述調(diào)查顯示，中學(xué)生在對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)上，熱衷于實(shí)踐，對(duì)于理論課程，更傾向于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，而在對(duì)化學(xué)學(xué)科的熱愛，主要是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的可操作性及不確定性深深吸引著學(xué)生探索未知的欲望，使學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生憧憬和想象。

圖3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)幫助情況

圖4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式喜歡情況

由上述調(diào)查顯示，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法上，學(xué)生喜歡師生共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，熱衷于邊講邊實(shí)驗(yàn)；但是現(xiàn)在的多數(shù)中學(xué)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程安排仍處于起步階段，其主要原因一方面是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)準(zhǔn)備教師的不足，另一方面是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)安全性得不到保障。因此微格教學(xué)應(yīng)景而生，為促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)進(jìn)一步深入開發(fā)了新的資源[8]。

2.3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式面臨的問題

微格教學(xué)作為一種全新的教育模式已經(jīng)逐步進(jìn)入新時(shí)代的課堂，但在實(shí)踐的過程中也逐步顯示出新的問題[9]。目前，建立一個(gè)完整的微格教學(xué)實(shí)驗(yàn)室不僅需要高昂的費(fèi)用，而且還將產(chǎn)生隨之而來機(jī)器維護(hù)費(fèi)用和化學(xué)實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)用，這就致使各高校不可能均建立起微格實(shí)驗(yàn)室；其次，微格教學(xué)因其包容性小，只能少人數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，而在大型師范院校，師范生數(shù)量龐大，進(jìn)行微格教學(xué)訓(xùn)練時(shí)只能分批分期，這就容易導(dǎo)致儀器的破損以及師范生發(fā)展不均衡；然后，化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往伴隨著一定的危險(xiǎn)性，很多高校為了學(xué)生的安全，往往省略掉了危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)以及危險(xiǎn)藥品的提供，這就使化學(xué)師范生訓(xùn)練不充分不均衡；最后，化學(xué)師范生的教育教學(xué)指導(dǎo)老師較少，高校教師大多為教授或副教授，他們均有自己的科研項(xiàng)目，其大多數(shù)時(shí)間一部分用于課堂教學(xué)，一部分用于科學(xué)研究，因此，在指導(dǎo)師范生進(jìn)行微格訓(xùn)練就會(huì)力不從心，且?guī)熧Y力量也有所缺乏，就致使微格教學(xué)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課訓(xùn)練成效低[10]。

傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程[11]一般由教師主導(dǎo)，且多為分組授課，其一般過程為老師先進(jìn)行半小時(shí)的實(shí)驗(yàn)講解，包括確定實(shí)驗(yàn)的目的、掌握實(shí)驗(yàn)的原理、選擇適宜的實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)等方面，然后學(xué)生根據(jù)安排好的小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師則在各小組間對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)組的操作步驟及產(chǎn)生的問題給予解答，最后對(duì)各小組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，最后結(jié)束后均可離開實(shí)驗(yàn)室，并在課后根據(jù)記錄撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有一系列弊端，首先，多為教師主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)參與，這就使學(xué)生思考能力和探究能力下降；其次，課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解，已經(jīng)浪費(fèi)掉了大量的時(shí)間，會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手的時(shí)間縮短，從而使學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)一味注重結(jié)果，對(duì)現(xiàn)象和原理認(rèn)識(shí)不清楚；最后實(shí)驗(yàn)儀器和材料的準(zhǔn)備，也會(huì)使教師壓力增大，產(chǎn)生懈怠心理。

3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的建構(gòu)

微格教學(xué)[12]的在實(shí)際操作中，就是指學(xué)生在微格教學(xué)實(shí)驗(yàn)室里借助實(shí)驗(yàn)室里的攝影機(jī)、電腦等電子儀器在規(guī)定的時(shí)間里記錄學(xué)生的完整的教學(xué)活動(dòng)，然后由本人和同組同學(xué)及教師點(diǎn)評(píng)，用以完善自身，提升能力，在此基礎(chǔ)上，研究擬將進(jìn)行以下改進(jìn)。

3.1 節(jié)約成本，搭建開放性實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)化學(xué)微格實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的構(gòu)建，研究意將專門搭建轉(zhuǎn)向開放性實(shí)驗(yàn)室，由此可節(jié)省大量成本[13]。高校均設(shè)有開放性實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究，場(chǎng)地及儀器設(shè)備均很完善，且多為空閑實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可在其中自由進(jìn)行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練；隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，手機(jī)越來越智能化，其拍攝能力已經(jīng)可比肩微格實(shí)驗(yàn)室的錄像設(shè)備，由此學(xué)生可六人組成一個(gè)小組，兩人準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)及過程，兩人作評(píng)委對(duì)實(shí)驗(yàn)課堂的過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，兩人對(duì)實(shí)驗(yàn)人員用手機(jī)進(jìn)行拍攝和近距離錄音，其次六人互相輪換，即可完成小型微格教學(xué)活動(dòng)，其優(yōu)勢(shì)不僅解決了高校對(duì)化學(xué)微格實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)構(gòu)建的資金投入，又充分利用了學(xué)校開放化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

3.2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)課微格教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建構(gòu)

針對(duì)傳統(tǒng)微格教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不足，研究意將建立完善的微格教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)[14]。化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微格教學(xué)評(píng)價(jià)體系擬將分為學(xué)生學(xué)習(xí)情況（Learning）、教師教學(xué)（Instruction）、實(shí)驗(yàn)操作（Operation）等三部分，從而建立LIO綜合評(píng)價(jià)表；學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)比例30%，教師引導(dǎo)比例30%，實(shí)驗(yàn)操作40%。學(xué)生學(xué)習(xí)方面，可根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等顯示學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的方面進(jìn)行單項(xiàng)計(jì)分；教師引導(dǎo)方面，可根據(jù)教師上課精神狀態(tài)、教師語言流暢程度、教師的教學(xué)機(jī)智等方面進(jìn)行單項(xiàng)計(jì)分；在實(shí)驗(yàn)操作上，由實(shí)驗(yàn)儀器操作的準(zhǔn)確性、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的全面性、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性等進(jìn)行單項(xiàng)計(jì)分。研究查閱大量資料及實(shí)驗(yàn)調(diào)查，為完善目前微課評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不足，設(shè)計(jì)了具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)結(jié)果單以促進(jìn)評(píng)價(jià)模式的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 自主學(xué)習(xí)，節(jié)約化學(xué)實(shí)驗(yàn)微格教學(xué)時(shí)間

針對(duì)化學(xué)微格教學(xué)過長的實(shí)驗(yàn)講解，研究意將采用實(shí)驗(yàn)前的學(xué)生自主學(xué)習(xí)來彌補(bǔ)不足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間[15]。在實(shí)驗(yàn)課開始之前，教師就將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容布置下去，讓學(xué)生在課下完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并由資料得出實(shí)驗(yàn)的目的及可能產(chǎn)生的結(jié)果，由此來提升學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和印象，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生可將查閱資料后自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案上交于教師，教師進(jìn)行批閱，在課上利用兩分鐘左右的時(shí)間對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的問題進(jìn)行答疑，這樣做大大節(jié)省了課堂時(shí)間，在化學(xué)微格教學(xué)實(shí)訓(xùn)室，教師可作為引導(dǎo)和評(píng)價(jià)的負(fù)責(zé)人，讓學(xué)生擁有充裕的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理，使整體教學(xué)時(shí)間可保持在15分鐘左右，從而使教學(xué)“微格”特點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。

3.4 提高師范生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，以增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全性

針對(duì)傳統(tǒng)微格教學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性、部分現(xiàn)象不明顯的不足，研究意將提升對(duì)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力[16]。化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往伴隨著危險(xiǎn)品的使用，例如強(qiáng)酸強(qiáng)堿的強(qiáng)腐蝕性、氯氣、二氧化硫的氣體污染性等；另外，像電解質(zhì)的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)中，離子濃度又會(huì)對(duì)小燈泡亮度產(chǎn)生巨大影響，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中所運(yùn)用低濃度鹽酸進(jìn)行導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)時(shí)，濃度過低就使小燈泡不能看出是否發(fā)光，而使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象把握不準(zhǔn)確。由此可見，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新改造是很有必要的，一方面可以降低危險(xiǎn)和大氣污染，更使化學(xué)現(xiàn)象更明顯，易于觀察。因此需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，以更綠色、更靈活、更安全、更節(jié)省的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念其設(shè)計(jì)每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，使微課更有意義。

4 結(jié)論

微格教學(xué)作為一種新的訓(xùn)練模式和教學(xué)模式越來越受人們的關(guān)注，但其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的應(yīng)用還處于探索階段，因此研究首先對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)進(jìn)行分析，得到了新時(shí)代較好的解決方案微格教學(xué)，然后針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課微格教學(xué)存在的弊端，相對(duì)應(yīng)分析了產(chǎn)生的原因，并給予了優(yōu)化方案，且設(shè)計(jì)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程微格教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)結(jié)果單。研究打破了傳統(tǒng)微格教學(xué)的一系列不足，將其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練領(lǐng)域，首先為各高等院校培養(yǎng)化學(xué)師范生建立一個(gè)比較成熟的訓(xùn)練方案，也為中學(xué)的學(xué)生們建立了一個(gè)新的學(xué)習(xí)方法，使其可綜合提升化學(xué)師范生和教師的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力和探究創(chuàng)新能力，以提高化學(xué)學(xué)科的魅力。