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物理化学实验教学模式及实践

来源:职称阁分类:教育论文 时间:2019-04-18 10:26热度:

  这篇论文主要介绍的是物理化学实验教学模式及实践的内容,本文作者就是通过对物理化学实验教学的相关内容做出详细的阐述与介绍,特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

物理化学实验教学模式及实践

  [关键词]移动互联网;物理化学实验;微信公众平台;超星学习通

  物理化学实验是化学专业中一门重要的实验课程,是学生深化理解物理化学基本原理与概念的重要途径,通过物理化学实验,学生可以掌握基本的实验技术,常用实验仪器的使用方法,使得学生具备实验研究的能力,在物理化学教学中起着举足轻重的作用。然而,以本校在多年的实验教学实践中,物理化学实验教学中存在一些亟待解决的问题,如学生对于实验内容缺乏深入理解,导致在实验仪器或设备安装不当、实验失败次数过多等情况;实验过程中学生对于教师的实验指导需求较多,而实验老师的人数较少,实验效果与理想情况出现巨大差距等问题,这些问题需要从教学模式上进行改进才能解决。随着国内移动互联网的发展和移动网络设备的普及,互联网教育也迎来了发展的黄金期,大学生群体已经成为从移动互联网获取信息、交流沟通的最大用户群[1-3]。将移动互联网技术应用到高校教学中,符合教学教改的内在需要,也迎合了学生尝试新事物的心理需求。因此,有一些高校教师进行了一些尝试[4-8]。在此背景下,各种在线教育平台层出不穷,如网易云课堂、腾讯课堂,超星学习通等发展非常迅猛,将移动互联网引入到物理化学实验教学中是适应现代教育的发展方向。

  1目前物理化学教学模式的问题

  物理化学实验这门课理论与实践联系紧密,实验教学内容繁杂,传统的教学方法是教师先在课堂上详细讲解实验原理、演示实验步骤、强调注意事项等等。我们曾经将实验指导制作成为精品课程视频,在学生实验前在实验室观看,但是我校物理化学实验室的台式PC机很少,而每个实验室的学生人数通常在30人以上,仅仅在上课过程中通过台式机观看实验视频就显得十分拥挤,统一时间、地点观看显得尤为不方便,教学效果并不理想,另外这些讲解过程花费较多的时间,留给学生自己动手操作的时间就不能保证。物理化学实验大多步骤繁琐,实验注意事项很多,学生在短时间内不仅要接受大量的新的理论知识,还要记住教师的实验操作要领,绝大多数的学生无法通过一次的讲授和演示就将其全部消化,如走马观花,仅留下一个模糊的印象,这种填鸭式授课模式直接导致了学生在实验过程中进展缓慢,每组实验的进展差异大,实验过程中甚至出现部分学生无从下手,暴露出的多种问题也令教师颇为头疼,教师对于同一个问题,面对不同的学生,往往要讲很多遍,严重增加了教师的教学负担。学生在实验完成后,对于该实验需要学生掌握哪些的知识点,学生并不很清楚,直接影响了实验教学的效果。基于以上问题,依靠目前应用日益广泛的移动互联网技术来改进目前的物理化学实验教学方法是一个极有意义的教学探索。

  2移动互联网辅助的物理化学实验教学设计

  面对各种移动互联网教学媒介,需要针对课程特点选择一个适用、方便的平台在物理化学实验教学中应用,这是教学模式改革成功的基础。对于前述提及的三种平台,各有其优缺点,其中网易云课堂对于已经结束的课程有存档,可以随时观看,但是其缺点是不支持断点播放,每次进入之前学习的课程必须从头开始播放,对于本学期已经结束的课程无法再看录播,只能等到下次课程开始时再报名观看;腾讯课堂与QQ深度绑定,方便学生,交互性好,对于课程直播可以回放,移动学习体验较好,缺陷是课程有期限,部分直播课程结束后无法回放观看,部分视频播放时有水印,有可能会遮挡部分实验演示动作及实验现象;超星学习通功能丰富,能及时对学生学习情况进行反馈和统计,需要学校购买使用权,学生要在手机上安装相应的APP。以上三种教育平台中的前两种在学生实际的应用中,存在各种不适应课程教学之处,尤其是对于物理化学实验课程来说,实验步骤繁多,实验时间长,学生在实际操作中出现的问题多种多样,上述平台使用中可能会影响教学应用效率和体验。经过综合分析,我们选择使用微信公众平台和我校注册的超星学习通作为课程网络教学载体,微信公众平台的优点是平台和软件都是免费,在学生群体中应用极其普遍,学生不需要另外安装其它APP,学生操作熟练,交互功能好,随时都可以访问,是较好的课程教学媒介。而超星学习通在学习进展、学习考核等方面有强大完善的功能,有利于对教学过程跟踪和效果进行评价。在确定了教学平台的基础上,考虑到这门专业实验课的移动互联网教学实施应当是一个完整系统的教学过程,主要包括学生课前预习、课中实验指导、课后对知识点的考察,并达到移动互联网的线上教学手段与线下教学和实践进行有机结合,使师生双方的互动贯穿整个教学过程始终[11]。教学模式设计上我们可以简述为:将实验指导采用分段录制短视频的方式,在微信公众号以及超星学习通上进行发布,让学生实验前提前看材料,理解实验原理,熟悉实验设备和实验步骤,并将其作为实验过程的指导;另外,建立课前预习题库和课后检测题库,要求学生在课前和课后在手机APP上完成,了解实验前学生对实验内容的掌握程度,并帮助学生实验完成后对知识点的掌握情况进行自检。完整系统的教学过程包括如下几个环节:(1)教学指导材料的编辑和发布:实验指导材料,包括实验指导视频和思考题的内容针对性和制作水平,是移动互联网教学得以顺利进行并取得优良教学效果的基本条件之一。对实验微视频的设计在注重逻辑性、系统性的同时也要兼顾实用性,内容上同时覆盖实验理论问题的讲解以及实验的准备、实验操作过程及数据的采集等,将微视频加以剪辑、配音和加字幕等工作,形成实验指导视频,每个视频制作力求做到精品;每个实验都设计共计约30余道预习思考题和课后思考题,用于引导学生课前预习和课后作业,同时每个实验课前设计10余道难度小的选择题,用于检验学生课前预习效果,同时每个实验设计了20余道课后选择题,用于学生查漏补缺。教师将做好的微视频以及实验思考题、选择题上传到微信公众平台以及超星学习通平台上。(2)学生课前预习:在实验课之前,学生可以随时随地通过微信公众号和超星学习通APP观看实验指导视频,结合实验教材,了解实验仪器,实验步骤,依个人情况可反复观看,实验之前做到心中有数。在实验开始前,完成APP上的预习选择题,教师通过查看统计数据获知学生对实验了解程度,以及容易出现理解错误的知识点,在后续实验讲解中作为重点讲述。(3)实验课:实验课时,教师不再按传统教学模式讲解实验内容,演示实验操作,仅仅强调实验原理上的难点,以及实验过程中的注意事项,对由预习选择题测试中反映的有共性的错误认识进行讨论。在实验过程中教师主要起辅助作用,解答学生在实验过程中遇到的各种问题。学生自己动手,独立完成所有的实验步骤。如果对某一步实验操作不够清楚,可在公众号上或者超星学习通APP上找到相应步骤的微视频反复进行学习。对于实验中出现其它问题,如果实验指导中没有提及,学生则在现场与教师讨论,并在实验过程中寻找答案。(4)实验报告和课后测试。学生完成实验后,除汇报实验结果外,冰要求完成教学平台上教师要求完成的课后讨论题,引导学生加深理论和实践知识的深刻理解和灵活运用,提高其分析问题和解决问题的能力。另外,要求学生完成由教学平台的题库自动抽题生成的各实验测试选择题,系统对于学生做错的题目给出详细讲解,对学生知识点进行查漏补缺。该测试结果将计入作为课程成绩中。(5)教学调查。整个实验课程结束后,对于采用移动互联网辅助进行线上-线下结合的教学模式是否达到了满意的教学效果,进行了教学调查,内容涉及实验教学的平台选择、视频制作问题、教学过程、教学效果以及建议等等,从学生的反馈信息中加以完善和改正。

  3移动互联网辅助的物理化学实验教学实践

  以2013-2016级化学各专业学生为实践对象,本学院开设的恒温水浴组装及性能测试、燃烧热的测定、差热分析、凝固点降低法测定摩尔质量、纯液体饱和蒸气压的测量等18个物理化学实验为教学内容,所用学时为72个学时。以实验《粘度法测定水溶性高聚物的相对分子质量》为例,在实验课之前,教师将实验指导视频上传到“物化之家”微信公众平台以及超星学习通,实验指导视频按照实验步骤次序排列,如本实验按以下次序分步骤讲解:第一步,设定恒温槽;第二步,介绍乌氏黏度计;第三步,安装乌氏黏度计;第四步,测定高聚物溶液流出时间;第五步,高聚物溶液的稀释方法;第六步,测定水的流出时间。针对该实验发布了14个预习思考题,实验讲解前给予10分钟时间要求学生完成10道较为简单的选择题进行课前预习测试,了解学生预习情况,在讲解中针对学生理解上的难点进行重点讲解。实验结束后在要求马上完成12道实验选择题进一步对知识进行深化,检测实验效果并强化知识点。相对于传统教学模式,这种教学模式大大减少了教师的授课时间,使学生亲自操作仪器、亲自实践的时间明显增加。学生课前可以通过移动终端随时随地看教学指导视频,查阅与实验相关的资料,然后在课堂上再进行实验。实验过程中如果对某一步实验操作要点不明白,可在教学平台上找到相应步骤的实验指导视频反复学习,提高了学生的自主学习和动手能力,实验操作的熟练程度提高。实验教学中教师不再具体讲解实验方法,演示实验操作,仅仅侧重于实验原理和实验中的重难点的讲解,因此学生的实验时间更加充裕。学生也无需在短时间内强行理解和记忆大量实验步骤,实验要点等,而是在实验中慢慢消化,使得实验进展顺利,实验数据的质量大幅上升,学生比较有成就感,同时增强了学生的主体性、合作性。教师也有足够的精力来对学生实验过程中问题进行一对一指导,应对学生的提问,帮助解决实验操作和实验仪器导致的意外,对学生实验结果进行点评等,在一些特殊的情况下,教师有能力同时管理两个不同的实验组。对于教师来说,把教师的重点进行了转移,从课堂的主导者转变成为学生活动的服务者和指导者,又能把学生实践热情调动起来,一举两得,同时实验教学效果也有了显著提升。这种新的教学模式突破了传统实验教学场地和时间的局限性,与翻转课堂有着类似的效果[9-10],受到了学生的一致好评。在实验教学中引入移动互联网教学手段的优点还在于学生在课堂教学的时间之外还能够利用课外的碎片时间,例如在排队打饭、坐公交的时候,学生们可以通过移动互联网随时随地的预习和温故实验内容,提高时间利用率和学习效果,使得课堂上和课堂下建立了无缝对接[9],教学手段上真正实现了“Anytime、Anywhere、Anyway”[10]。

  4结论

  在“互联网+”背景下,充分利用各种移动互联网教学平台的优势,将其贯穿于用于实验教学中,做到课前帮助学生预习,课中有益于学生实验操作和教师指导,课后有益于巩固学习。很重要的一点是学生可以灵活安排自己的课外时间自主学习,实验中也可以随时学习强化,既方便又实用。通过三年左右的教学实践,证实这种教学模式取得了很好的实践效果,学生接受度很高,我们在实践中也根据学生的使用情况不断完善教学模式。需要提及的是,实验教学中使用移动互联网的线上教学不能完全替代教师的作用,它能在一定程度上辅助实验教学的实施,解决传统物理化学实验教学模式的不足。

  参考文献

  [1]余梅,周建敏.MOOC背景下移动互联网技术在高校教学中的应用前景[J].广州化工,2014(15):238-239.

  [2]张青,胡志华.移动互联网与高等教育变革[J].理论月刊,2016(3):58-63.

  [3]郑兆华,彭金莲,邱锡光,等.移动互联网在高校教育中的应用[J].计算机教育,2014(5):80-83.

  [4]王喆.移动互联网在高校课堂教学中的应用研究[J].中国包装工业,2015(20),175-177

  [5]韩冰,韩雪,李次力,等.微信在食品工艺学实验教学中的应用探索[J].农产品加工综刊,2015(5):77-78.

  [6]杨亚平.“互联网+”背景下移动学习在高校专业课教学中的实践与探索-以暨南大学为例[J].科教文汇旬刊,2016(23):27-29.

  [7]卢程佳.微信支持下的混合式学习设计与应用研究[D].浙江师范大学,2015.

  [8]刘梅,朱鹏飞,张世红.基于SPOC的“大学化学实验”混合式教学模式研究[J].化学教育,2017,38(12):26-29.

  [9]钱保俐.翻转课堂教学模式在高等院校实验课程教学中的应用设计[J].中国教育技术装备,2014(6):114-115.

  [10]李琴.基于翻转课堂的高校化学实验教学模式探究[J].西部素质教育,2015(11):35-36.

  作者:陈上 刘文萍 杨朝霞 吴显明 单位:吉首大学化学化工学院

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文章名称:物理化学实验教学模式及实践

文章地址:http://www.zhichengg.com/jylw/12589.html

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