基于MOOC创新物理化学教学模式探究范文

摘要:慕课(MOOC)已成为高校课程教学发展的重要趋势之一。物理化学实验作为化学及相关专业的重要基础课，针对物理化学实验课目前的教学现状和存在的问题，探讨设计慕课的教学过程，阐述利用慕课来实现物理化学实验课堂的翻转，使教与学更具针对性，有助于提升实验教学效率，提高学生的自主学习能力和科学实验素养。

关键词:慕课;物理化学实验;翻转课堂;自主学习

《物理化学》是化学、材料科学、环境科学、生命科学、药学等专业的重要基础课程，主要包含理论课程和实验课程两部分，而物理化学实验课程的学习不仅能加强学生对相关理论知识的理解、提高实验动手能力，对于培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力，提高学生的科学素养有着不可替代的作用［1－2］。化学被称为“实验的科学”，如何在有限的学时内，充分发挥实验教学的特点和优势，一直是值得实验教学人员思考和研究的问题［3］。“慕课”(MOOC)，其中两个字母“O”分别代表Open(开放)和Online(在线)，即“大规模开放式在线课程”，它的出现或许能给广大教学人员提供一个新的思路。目前，国内的慕课也进入了爆发式发展阶段，几乎所有高校都开设了慕课课程，值得庆幸的是，这一新兴的教学模式得到了广大师生们的认可［4－8］。针对物理化学实验具有理论性强、涉及仪器操作众多、且与物理学、数学等学科的联系紧密等特点，笔者结合物理化学实验课目前的教学现状和存在的问题分析，以及在教学中的一些尝试，探讨设计慕课的教学过程，阐述利用慕课来实现物理化学实验课堂的翻转。

1物理化学实验课程教学现状及存在的问题

目前国内高校物理化学实验课程的传统教学模式［9－10］是:学生课前预习实验，教师讲解实验原理及实验演示，学生在老师的指导下完成实验并记录数据，学生课后撰写实验报告，教师批改实验报告。总结以往实验教学工作，我校当前物理化学实验教学过程中大致存在以下3个方面的问题。

(1)实验以教师为中心，学生被动学习，教学效果较差

在物理化学实验课程教学中，首先由教师讲解实验原理讲解，演示仪器操作以及后续数据处理问题，然后才是学生进行实验，呈现老师现教学生现学的过程，由于物理化学实验原理的复杂性，造成学生在实验的过程中一直处于半知半解的状态，一旦出现“实验异常”现象，学生往往不能通过自己的分析思考解决问题;另一方面，经常出现实验安排与理论教学不同步，且实验课往往超前于理论课，使得学生在不具备理论知识基础的情况下就去做实验，导致学生照本宣科，处于被动学习的状态，知其然不知其所以然，无法达到实验教学所要求的根本目的，导致教学效果较差。

(2)学生课前预习效果差

由于物理化学实验原理较为复杂，仪器设备多，且操作繁琐，实验预习的质量直接关系到实验教学的效果，然而在以往的实验教学中普遍存在学生预习不充分，仅仅只是机械地抄写教材上的实验原理、步骤、仪器和药品，而未对其进行消化理解吸收，对仪器设备的操作和使用方法没有感性的认识，教材上静态的示意图又难以起到生动形象的示范作用，以致于经常在课堂上出现“一问三不知”、进行实验操作时手忙脚乱的状况。另一方面，因为课时限制，学生往往不能通过老师有限时间的讲解理解实验原理、每一步操作的意义，往往会造成操作过程中出现“照方抓药”的现象，不利于培养学生的实际分析问题及解决问题能力。

(3)实验过程中师生互动性不高，教学分离

在物理化学实验课程教学中，教学的核心只集中在教师讲授上，学生的学习往往停留在被动的接受状态，使得教师与学生、学生与学生之间的互动性明显不足。即使教师在实验课程中进行统一指导，也因受限于时间只能指导到小部分学生，难以掌握学生整体性的学习进度。同时，学生对实验内容的理解也往往只能根据实验教程和内容照本宣科，很少能自己思考问题和解决问题。教与学结合不充分，导致课堂的实验效果也极其有限。另一方面，教学形式单一，内容较为枯燥、陈旧，无法充分调动学生的学习积极性与主动性，且当教师演示实验仪器的规范操作时，常因学生人数较多，导致部分学生无法看清老师的操作，降低了实验课的教学效果。

2利用慕课翻转物理化学实验课堂，创新实验教学模式

根据物理化学实验课程的特点加强融入慕课教学模式的探索，对于提高学生的自主学习能力、动手能力和创新意识有着积极的作用，因此在物理化学实验中如何利用慕课改变实验教学模式值得探讨。

(1)探讨设计物理化学实验慕课的教学过程

传统物理化学实验教学过程中，预习就是阅读学习教材，抄写实验原理、步骤、仪器和药品等，引入慕课后，实验预习就不仅仅是看看书本抄抄书本那么枯燥了，通过提前预习小视频来了解将要做的实验，增强了学生的自主学习能力。学生利用课外时间观看预习视频，并进行在线小测验，打预习分数。进入实验室时，进入师生讨论环节。由学生向教师提问，提出一些在预习时没明白的问题，由教师和其他学生一起来回答，通过问题讨论引导学生全面掌握实验原理及实验技巧。在实验问题的讨论过程中也可以适当给予学生课堂表现分，激发学生的积极性和主动性。学生若在课堂上顺利完成实验操作，可以在课堂完成实验报告的处理工作。在课堂上完成实验报告可以有效地减少实验数据作假及抄袭现象。若实验操作失败，则重新观看预习视频中的实验操作部分，同时与教师或者其他学生讨论，总结出失败的教训，重新开始新的实验操作。课后学生整理实验数据，撰写实验报告，教师批改实验报告并给予实验报告分。相对传统的物理化学实验教学过程，这样的教学过程不仅精简了教学时间，学生由被动接受变成了自主学习，有充足的时间提出问题、思考问题和操作仪器完成实验，加深学生对实验原理、实验仪器、实验现象和实验结果的理解，可以大大提高教学效果。

(2)慕课教学模式用于物理化学实验课的可行性分析

物理化学实验的预习效果不佳，主要是由实验原理复杂和仪器设备众多造成的，面对实验教材的机械描述，学生枯燥无比，而慕课恰恰能很好的解决这个问题。将物理化学实验中的实验背景、实验原理和实验仪器编辑成预习视频，学生在上实验课之前观看预习视频，将实验原理的讲解和实验演示移到课外学习，这样的教学过程精简了教学时间，学生有更多的时间操作仪器完成实验，加深了学生对实验仪器、实验现象和实验结果的理解，能够使课堂的实验进行得更加顺畅，提高学生实验成功率。

①在预习环节的视频中插入探讨性问题，加强对学生自主学习的引导设计一些简易的选择题、判断题，在每一个实验视频观看结束后由学生独自完成的自测题，自测题完成后方可进行实验。学生在观看视频过程中不理解处可以多次回放，也可在教师组建实验社交平台上发讨论帖和其他学生或教师讨论，提升学习兴趣。

②人人参与实验，提高学生参与度传统的物理化学实验，因为时间限制以及物理化学实验本身比较费时的因素，都是多人组成实验小组进行实验，得到一组实验数据，造成个别学生学习积极性不高，没有真正的参与到实验当中去，而是课后抄袭其他学生的实验报告，造成整个小组的实验报告雷同，为将来的学术不端行为埋下了根源。通过预习视频的学习，将实验原理的讲解和实验过程的演示移到课外，将有限的课堂实验交给学生，让学生有更多的操作和讨论的机会，可以让每个学生都获得实验数据，更有利于学生科研能力的培养。

③提高在线和课堂中的师生互动，教学相长。传统实验过程中师生互动性不高，教学割离。在计物理化学实验教学过程中，教学的核心只集中在教师讲授和演示上，学生的学习往往停留在被动的接受状态，使得教师与学生、学生与学生之间的互动性明显不足。受限于时间，教师只能指导到部分学生，难以掌握学生的整体学习情况。将慕课教学模式引入到物理化学实验教学后，实验课程时间变得更加充裕，教师和学生通过预习视频中提出的思考题以及实验过程中产生问题的讨论，有助于提高实验教学效果以及培养学生的团队协作精神，营造逼真的科研创新氛围。

④师生角色转变，进一步提升教师教学水平。相比于传统实验教学，在预习视频的制作过程中需要教师有更多的付出。为了慕课视频的录制，教师需要进行资料整理、视频摄制和脚本制作等工作，每一步都要付出很多劳动。在教学过程中，慕课教学模式与传统实验教学也是有所不同的，教师在实验课堂上由单纯的讲授变为解惑，进而变成知识的引领者。实验课堂上的中心和重心也从教师转变为学生，教师则变成学生能力培养的催化剂。这些都要求实验教师在新的教学模式中要转变自己的角色。

3结语

目前，基于MOOC创新物理化学实验教学模式尚处于试验阶段，但是，慕课教学模式自身巨大的优势有望为物理化学实验课的教学改革工作带来一些变革，有助于提升学生对该课程的学习兴趣，加强各学习环节的效果。

参考文献

［1］甘礼华，陈龙武，钱君律．多层次物理化学实验教学的再思考［J］．实验室研究与探索，2006，21(6):8－9．

［2］葛华才，刘仕文，蒋荣英．物理化学实验教学中创新能力的培养［J］．实验室研究与探索，2006，25(11):1421－1422．

［3］张友琴，王萍，朱昌平，等．以大学生创新性实验计划为契机培养创新型人才［J］．实验技术与管理，2011，7(28):167－171．

［4］蔡文璇，汪琼．2012:MOOCs元年［J］．中国教育网络，2013(4):16－18．

［5］沈义军，宋建军，姜波．“慕课”的影响力:高校面对机遇与挑战［J］．江苏理工学院学报，2014，5(20):91－93．

［6］王彦明．慕课(MOOCs)时代下的教学变革:一种理性之思［J］．教育科学研究，2015，07:59—64．

［7］吴庆州，王涛．基于MOOC创新物理实验教学模式的研究与实践［J］．物理实验，2017，37(8):40－43．

［8］曹显莹，曲阳．基于慕课模式的大学物理实验教学改革与创新［J］．物理实验，2016，36(5):26－28．

［9］曾明荣，黄婷婷，翁建新．物理化学实验教学改革创新与实践探索［J］．高等理科教育，2008(4):95－97．

［10］康洁，曲建林，李刚．基于慕课平台的物理化学实验教学之创新改革［J］．广东化工，2018，45(17):186－187．

作者:吴美凤 吴克勤 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院