基于MOOC創新物理化學教學模式探究范文

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摘要:慕課(MOOC)已成為高校課程教學發展的重要趨勢之一。物理化學實驗作為化學及相關專業的重要基礎課，針對物理化學實驗課目前的教學現狀和存在的問題，探討設計慕課的教學過程，闡述利用慕課來實現物理化學實驗課堂的翻轉，使教與學更具針對性，有助于提升實驗教學效率，提高學生的自主學習能力和科學實驗素養。

關鍵詞:慕課;物理化學實驗;翻轉課堂;自主學習

《物理化學》是化學、材料科學、環境科學、生命科學、藥學等專業的重要基礎課程，主要包含理論課程和實驗課程兩部分，而物理化學實驗課程的學習不僅能加強學生對相關理論知識的理解、提高實驗動手能力，對于培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的能力，提高學生的科學素養有著不可替代的作用［1－2］。化學被稱為“實驗的科學”，如何在有限的學時內，充分發揮實驗教學的特點和優勢，一直是值得實驗教學人員思考和研究的問題［3］。“慕課”(MOOC)，其中兩個字母“O”分別代表Open(開放)和Online(在線)，即“大規模開放式在線課程”，它的出現或許能給廣大教學人員提供一個新的思路。目前，國內的慕課也進入了爆發式發展階段，幾乎所有高校都開設了慕課課程，值得慶幸的是，這一新興的教學模式得到了廣大師生們的認可［4－8］。針對物理化學實驗具有理論性強、涉及儀器操作眾多、且與物理學、數學等學科的聯系緊密等特點，筆者結合物理化學實驗課目前的教學現狀和存在的問題分析，以及在教學中的一些嘗試，探討設計慕課的教學過程，闡述利用慕課來實現物理化學實驗課堂的翻轉。

1物理化學實驗課程教學現狀及存在的問題

目前國內高校物理化學實驗課程的傳統教學模式［9－10］是:學生課前預習實驗，教師講解實驗原理及實驗演示，學生在老師的指導下完成實驗并記錄數據，學生課后撰寫實驗報告，教師批改實驗報告。總結以往實驗教學工作，我校當前物理化學實驗教學過程中大致存在以下3個方面的問題。

(1)實驗以教師為中心，學生被動學習，教學效果較差

在物理化學實驗課程教學中，首先由教師講解實驗原理講解，演示儀器操作以及后續數據處理問題，然后才是學生進行實驗，呈現老師現教學生現學的過程，由于物理化學實驗原理的復雜性，造成學生在實驗的過程中一直處于半知半解的狀態，一旦出現“實驗異常”現象，學生往往不能通過自己的分析思考解決問題;另一方面，經常出現實驗安排與理論教學不同步，且實驗課往往超前于理論課，使得學生在不具備理論知識基礎的情況下就去做實驗，導致學生照本宣科，處于被動學習的狀態，知其然不知其所以然，無法達到實驗教學所要求的根本目的，導致教學效果較差。

(2)學生課前預習效果差

由于物理化學實驗原理較為復雜，儀器設備多，且操作繁瑣，實驗預習的質量直接關系到實驗教學的效果，然而在以往的實驗教學中普遍存在學生預習不充分，僅僅只是機械地抄寫教材上的實驗原理、步驟、儀器和藥品，而未對其進行消化理解吸收，對儀器設備的操作和使用方法沒有感性的認識，教材上靜態的示意圖又難以起到生動形象的示范作用，以致于經常在課堂上出現“一問三不知”、進行實驗操作時手忙腳亂的狀況。另一方面，因為課時限制，學生往往不能通過老師有限時間的講解理解實驗原理、每一步操作的意義，往往會造成操作過程中出現“照方抓藥”的現象，不利于培養學生的實際分析問題及解決問題能力。

(3)實驗過程中師生互動性不高，教學分離

在物理化學實驗課程教學中，教學的核心只集中在教師講授上，學生的學習往往停留在被動的接受狀態，使得教師與學生、學生與學生之間的互動性明顯不足。即使教師在實驗課程中進行統一指導，也因受限于時間只能指導到小部分學生，難以掌握學生整體性的學習進度。同時，學生對實驗內容的理解也往往只能根據實驗教程和內容照本宣科，很少能自己思考問題和解決問題。教與學結合不充分，導致課堂的實驗效果也極其有限。另一方面，教學形式單一，內容較為枯燥、陳舊，無法充分調動學生的學習積極性與主動性，且當教師演示實驗儀器的規范操作時，常因學生人數較多，導致部分學生無法看清老師的操作，降低了實驗課的教學效果。

2利用慕課翻轉物理化學實驗課堂，創新實驗教學模式

根據物理化學實驗課程的特點加強融入慕課教學模式的探索，對于提高學生的自主學習能力、動手能力和創新意識有著積極的作用，因此在物理化學實驗中如何利用慕課改變實驗教學模式值得探討。

(1)探討設計物理化學實驗慕課的教學過程

傳統物理化學實驗教學過程中，預習就是閱讀學習教材，抄寫實驗原理、步驟、儀器和藥品等，引入慕課后，實驗預習就不僅僅是看看書本抄抄書本那么枯燥了，通過提前預習小視頻來了解將要做的實驗，增強了學生的自主學習能力。學生利用課外時間觀看預習視頻，并進行在線小測驗，打預習分數。進入實驗室時，進入師生討論環節。由學生向教師提問，提出一些在預習時沒明白的問題，由教師和其他學生一起來回答，通過問題討論引導學生全面掌握實驗原理及實驗技巧。在實驗問題的討論過程中也可以適當給予學生課堂表現分，激發學生的積極性和主動性。學生若在課堂上順利完成實驗操作，可以在課堂完成實驗報告的處理工作。在課堂上完成實驗報告可以有效地減少實驗數據作假及抄襲現象。若實驗操作失敗，則重新觀看預習視頻中的實驗操作部分，同時與教師或者其他學生討論，總結出失敗的教訓，重新開始新的實驗操作。課后學生整理實驗數據，撰寫實驗報告，教師批改實驗報告并給予實驗報告分。相對傳統的物理化學實驗教學過程，這樣的教學過程不僅精簡了教學時間，學生由被動接受變成了自主學習，有充足的時間提出問題、思考問題和操作儀器完成實驗，加深學生對實驗原理、實驗儀器、實驗現象和實驗結果的理解，可以大大提高教學效果。

(2)慕課教學模式用于物理化學實驗課的可行性分析

物理化學實驗的預習效果不佳，主要是由實驗原理復雜和儀器設備眾多造成的，面對實驗教材的機械描述，學生枯燥無比，而慕課恰恰能很好的解決這個問題。將物理化學實驗中的實驗背景、實驗原理和實驗儀器編輯成預習視頻，學生在上實驗課之前觀看預習視頻，將實驗原理的講解和實驗演示移到課外學習，這樣的教學過程精簡了教學時間，學生有更多的時間操作儀器完成實驗，加深了學生對實驗儀器、實驗現象和實驗結果的理解，能夠使課堂的實驗進行得更加順暢，提高學生實驗成功率。

①在預習環節的視頻中插入探討性問題，加強對學生自主學習的引導設計一些簡易的選擇題、判斷題，在每一個實驗視頻觀看結束后由學生獨自完成的自測題，自測題完成后方可進行實驗。學生在觀看視頻過程中不理解處可以多次回放，也可在教師組建實驗社交平臺上發討論帖和其他學生或教師討論，提升學習興趣。

②人人參與實驗，提高學生參與度傳統的物理化學實驗，因為時間限制以及物理化學實驗本身比較費時的因素，都是多人組成實驗小組進行實驗，得到一組實驗數據，造成個別學生學習積極性不高，沒有真正的參與到實驗當中去，而是課后抄襲其他學生的實驗報告，造成整個小組的實驗報告雷同，為將來的學術不端行為埋下了根源。通過預習視頻的學習，將實驗原理的講解和實驗過程的演示移到課外，將有限的課堂實驗交給學生，讓學生有更多的操作和討論的機會，可以讓每個學生都獲得實驗數據，更有利于學生科研能力的培養。

③提高在線和課堂中的師生互動，教學相長。傳統實驗過程中師生互動性不高，教學割離。在計物理化學實驗教學過程中，教學的核心只集中在教師講授和演示上，學生的學習往往停留在被動的接受狀態，使得教師與學生、學生與學生之間的互動性明顯不足。受限于時間，教師只能指導到部分學生，難以掌握學生的整體學習情況。將慕課教學模式引入到物理化學實驗教學后，實驗課程時間變得更加充裕，教師和學生通過預習視頻中提出的思考題以及實驗過程中產生問題的討論，有助于提高實驗教學效果以及培養學生的團隊協作精神，營造逼真的科研創新氛圍。

④師生角色轉變，進一步提升教師教學水平。相比于傳統實驗教學，在預習視頻的制作過程中需要教師有更多的付出。為了慕課視頻的錄制，教師需要進行資料整理、視頻攝制和腳本制作等工作，每一步都要付出很多勞動。在教學過程中，慕課教學模式與傳統實驗教學也是有所不同的，教師在實驗課堂上由單純的講授變為解惑，進而變成知識的引領者。實驗課堂上的中心和重心也從教師轉變為學生，教師則變成學生能力培養的催化劑。這些都要求實驗教師在新的教學模式中要轉變自己的角色。

3結語

目前，基于mooc創新物理化學實驗教學模式尚處于試驗階段，但是，慕課教學模式自身巨大的優勢有望為物理化學實驗課的教學改革工作帶來一些變革，有助于提升學生對該課程的學習興趣，加強各學習環節的效果。

參考文獻

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作者:吳美鳳 吳克勤 單位:南昌航空大學環境與化學工程學院