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基于高中化学实验教学的微课设计与制作

王芳通 李睿峰

(宁夏固原市隆德县中学   宁夏固原    )

高中化学实验教学能全面提升学生的动手操作能力、观察分析能力、解决问题能力、创新思维能力和化学综合素养等,同时对学生的高中化学理论的学习也具有促进作用。但由于受到多重因素的影响,目前高中化学实验教学现状仍不容乐观。主要问题如下[1-3]:化学实验资源短缺,部分教师对化学实验的重视度不够,大多高中学生实验能力薄弱等。但《普通高中化学课程标准(2017版)》(以下简称《课标》)及现行高中化学教材等都对高中化学实验提出了比较高的要求。而“微课”作为一种新时代下的信息化产物,因其短小精悍、主题明确、情境丰富、资源多样、形式灵活等诸多优点以及符合学习者移动学习、混合学习、碎片化学习等个性化的学习方式,受到社会各界的关注,尤其受到教育界的高度重视、大力推广和广泛应用。

微课用于高中化学实验教学效果良好[4-5]。笔者尝试将微课引入高中化学实验教学中,将其作为高中化学实验教学的辅助和补充。而优质的高中化学实验微课有赖于优质的微课设计与制作,笔者针对微课设计的原则、流程、内容和制作方法进行了初步研究。

一、高中化学实验的分类及使用微课的作用

高中化学实验若按不同标准进行分类,其分类结果不一。例如:若依据化学实验的教学作用分类,可分为:基本操作型、科学探究型和实验验证型;若根据化学实验的操作主体来分类,可分为:学生分组实验和教师演示实验。本文按化学实验的操作主体分类,并研究在这两类实验课上微课的使用情况及效果[6]。

1.课堂演示实验

(1)课堂演示实验

课堂演示实验,即以化学教师为操作主体的实验。实验过程中,教师介绍实验目的、原理、操作步骤等,并示范实验操作过程并强调要点;学生观察并记录实验现象,总结实验结论等。然后师生一起讨论实验本质,处理实验数据等。

(2)微课在演示实验中的作用

高中化学实验中大多是演示实验。因部分演示实验危险系数大、操作难度大、耗时长,因而,实际上并不是每个演示实验都能如期如愿地进行,也因此,化学教师往往以讲实验来代替做实验。还有,因演示实验一般由教师在讲桌上进行,有些学生由于座位原因或注意力不集中,而观察不到相关的现象等。

而微课能辅助解决上述问题。教师备课时,可借助多种资源,解决实验难题,将实验内容与过程录制成微课供学生课前、课中或课后观看学习。这样,以前学生只能在课堂中看到的实验现象,现可用笔记本电脑、智能手机等反复观看。当然,为使实验效果更好,在资源条件允许的情况下,最好开展演示实验,用真实的情景加深学生的体验。这样更新实验教学模式后,学生对化学实验有了更深刻的认识,提升了学生学习化学实验的兴趣和学习效率[5]。

2.学生分组实验

(1)学生分组实验

学生分组实验,即以学生为操作主体的实验。学生实验一般都是以分组的形式在化学实验室中进行的。实验过程中,学生通过亲自操作,从而锻炼动手实践能力、观察思考能力、剖析解决问题能力、小组团结协作能力和创新思维能力,进而提高学生化学实验的意识和素养。

(2)微课在学生分组实验中的作用

微课对学生分组实验也有帮助。教师备课时,可借助多种资源,将实验内容与过程录制成微课供学生观看学习,也可制作学习任务单引导学生预习实验。这样,在多种资源的辅助下,学生的充分预习保障了后续实验操作的顺利进行,也激发了学生学习化学的兴趣,并提高了实验学习效率。

二、高中化学实验微课的设计原则

1.突显“微”特点,兼顾完整性原则

(1)突显“微”特点

微课最显著的特征是“微”,因此在化学实验微课设计时首先要凸显“微”特点。要点如下:①时间短:微视频是微课的核心,时长控制在10分钟以内。因研究表明学生的视觉驻留时间最佳为5~8分钟,此时间段内注意力最集中学习效果最好;如果超过10分钟,学生会因疲劳而使学习效果不佳。②内容精简:教师在设计、制作化学实验微课时,应先将化学实验中的知识进行整理、分割和细化,再筛选出某个实验的操作或实验中的一个问题作为微课主题进行讲解。所选内容的容量要精而小。

(2)兼顾完整性

①微课虽“微”,但呈现的是一个完整的教学活动,所以必须有完整的环节。具体包括导入、内容讲解、练习、总结、课后作业等环节。②各环节设计时应注意:导入环节应精彩有趣,能激发学生的兴趣;内容讲解环节应形式灵活新颖,能引导学生学习;练习环节应有针对性,强化巩固知识点;总结环节应精要;课后作业环节应预留合理的练习,促进学生强化提升。各个环节应顺利衔接成一个有机的整体[7]。

2.以《课标》为依据,以学生为主体的原则

(1)以《课标》为依据

设计高中化学实验微课时应以《课标》和高中化学实验的特点为依据。只有在明确高中化学实验的定位、目标和要求的前提下,结合高中化学实验的特点和规律才能制作出合理、实用、高效的微课。

(2)以学生为主体

微课教学的主体是学生。因此,要站在学生的角度上,精心设计每一个环节和细节,设计出学生喜爱且实用高效的微课[8]。①明确学生已有实验知识与技能,可能存在的认知误区和不足等;②搜集合适的实验资源与素材,激发学生的学习兴趣和主动性;③设计合理的教学互动活动和问题,启发学生思考,强化知识;④设置合理有效的反馈练习和课后作业,辅助学生提升能力。

3.教学设计最优化原则

教学设计是微课的灵魂。只有最优化的教学设计才有最优化的微课,才有最优化的教学效率[9]。 具体需注意以下几点:

(1)教学目标要简明扼要,使教学活动具有针对性和方向性;

(2)整合素材资源,选取最合适的最有效的资源辅助教学;

(3)遵循学生主体性,精心设计教学环节、过程,优化教学策略。

4.微课与实验课堂相统一的原则

微课深受师生喜爱,用于高中化学实验教学的收效也很显著。但是微课仅是一种化学实验教学的辅助资源,不可过分依赖,不能代替实验操作。微课只有与真实的实验操作紧密相连,才能相得益彰,发挥其指导实验和补充实验的优势。学生只有在“身临其境”的操作体验中,才能全面提升实验能力,培养实验素质。

三、高中化学实验微课的设计程序

高中化学实验微课在设计时应以《课标》、化学实验内容为依据,以合适的信息技术为支撑。笔者通过文献研究与教学实践,总结出高中化学实验微课设计流程,见图1:

1. 前期分析

高中化学实验微课设计的首要工作是做好全面的分析,具体包括:

(1)实验三维目标:实验的三维目标是一个化学实验进行的方向。只有遵循课标制定出合理准确的三维目标,才能促进学生有效地学习。

(2)学情:全方位地了解学生已有的实验知识与技能,学生的喜好和学生的认知误区与不足,才能设计出符合学生学习需求的微课。

(3)实验内容及重难点:分析实验的具体内容,并根据高中化学新课标、实验内容和学情确定出微课的重难点。

(4)实验仪器药品:明确实验中用到的实验仪器及药品。

(5)教学环节和活动:分析实验教学内容,设计出衔接紧凑、思路清晰的教学环节和合理有用的教学活动。

(6)注意事项:分析实验中应注意的各种问题,为开发微课做好准备。

2.微课设计

为保障微课的顺利开发,可设计出下列辅助性资源:

(1)教学设计:其模式类似于常规的教学设计,要求环节完整,短小精致。教学设计是微课的“灵魂”,其质量影响到整个微课的质量。

(2)微课件:依据教学目标、围绕核心知识点,精心设计微课件。课件画面要保持清新明亮,文字大小、间隔适中,语言精炼准确,色彩搭配合理,可插入视频或flash动画增强效果。

(3)脚本设计:按照教学过程和环节将教学内容进行排序,并对每个知识点进行技术性和文字性的设计,为视频录制提供便利。好的脚本是录制好微课的基础。

(4)学生学习任务单:设计合理可行的学习任务单有助于学生掌握实验内容。可供学生实验前预习、观看微课时同步使用或课后复习。

(5)微课素材:搜索、设计出辅助性素材,如文字、图片、图形、音频、视频、动画等,用于提高微课的实际效果。

(6)微练习:设计合理有用的练习题,巩固知识点。

3.微课开发

4. 微课实施

笔者研究的是把微课作为高中化学实验教学的辅助性资源,重点用于学生的实验前预习、实验操作和高考备考复习等。学生通过反复多次观看、学习化学实验微课,掌握实验知识,提高实验学习效率。

5.微课评估

微课实施后,教师应根据微课的使用效果、同行的评价和自我反思评价等对微课进行不断的修正和完善。其中评价标准可参考中国微课网《全国中小学微课大赛评审标准》[11]。

6.微课共享

四、高中化学实验微课的制作

1.高中化学实验微课的制作体系结构

笔者通过分析优质微课实例,总结出了化学实验微课的录制体系结构,并用思维导图的制作软件Mindjet Mindmanager作图,见图2:

2.高中化学实验微课制作方法

微课录制就是依据脚本设计,将经过微型化处理的教学内容制作成微视频。随着信息技术不断发展,用于制作微视频的软件和工具越来越多。本节中笔者介绍几种常用的微视频录制的方法和相应的制作工具。

(1)录屏法

录屏法是最常用的微课制作方法之一。制作者利用录屏软件录制计算机屏幕来完成微课的录制。这种方法适用于录制用计算机进行演示的操作类内容、用课件进行讲解的概念性和知识性内容。

录屏法录制微课的前提是制作一份内容清晰明确、表现方式新颖有趣、画面清晰美观的PPT课件。录制时应先做好准备工作:关闭可能产生杂音的其它设备以保持录制环境安静,打开PPT课件和录屏软件准备录制。脚本必须提前准备好,且朗读至熟练顺畅,需要注意的地方标记清楚等,以防录制时出现失误。

屏幕录制软件较多,常见的有Camtasia Studio、EverCam等。它们的使用方法文献已有说明[12],此处不再赘述。笔者通常利用宁夏教育资源公共服务平台()提供的教学助手录屏录制微课,具体方法如图3:

图3 宁夏教育资源公共服务平台页面

①打开“宁夏教育资源公共服务平台”页面,在右上角点击“教学助手”,下载并安装,然后启动登录教育云平台账号,进入如下图4所示界面:

图4 教学助手—我的资源

②上传我们需要的资源到相应的目录下备用;点击教学助手右上方的头像会显示图5所示的工具。

图5 教学助手—我的工具

③点击“我的工具”,一键安装“PPT备课助手”,并点击打开软件,如图6:

图6 教学助手—录屏工具

④打开软件后,如图7所示,点击菜单栏右方“教学助手”,导入我的资源,运行幻灯片,利用Tab+Alt切换到图7界面,点击工具栏中的“录屏”工具,系统会自动最小化当前页面,并切换到幻灯片页面,如图8所示:

图7  教学助手—录屏按钮

图8 教学助手—录屏界面

⑤点击“开始录制”按钮开始录制视频,在录制过程中可以根据需要灵活利用软件提供的画笔和橡皮擦工具,录制完成后按F10或esc结束,此时录制的视频是PPT中的临时媒体文件,我们可以在视频上面右击,然后点击“将媒体另存为”进行保存,如图9所示:

图9  录制视频保存

(2)拍摄法

拍摄法就是利用拍摄工具将教师的讲解过程录制下来作成微课视频。拍摄法使学生能够看到教师的动作和表情,增强教学效果。

可供拍摄的工具比较多,例如摄像机、手机、DV等。为保证拍摄效果,在拍摄时可请专业人员帮忙拍摄,或自己使用三脚架等将拍摄设备固定好。

拍摄时也要特别注意:排除杂音,保证环境安静;视频的图像要稳定清晰;教师的语言表达要清晰顺畅;环境的光线要柔和等。

(3)其他方式

录制微课也可以使用其他设备,例如数位板、智能电子书写笔等。它们主要可用于教师推演讲解习题等。具体操作方法与用途大家可在网络上搜索学习,此处不再赘述。

(4)其他素材的处理

一般微课中包含多种素材资源:视频、动画、图片、文字、声音等。图片可以用Photoshop等软件处理,声音可以用GoldWave处理,字幕可以用Time machine等软件制作,或可以用会声会影对图片、文字、音频和视屏等同时加工制作。这样,经过后期的优化处理,使得制作出的微课更精美,更实用,更高效。

五、高中化学实验微课制作时的注意事项

(1)录制内容的安全性

化学实验进行首先强调安全性。由于有一部分化学实验操作时是有危险的,如有关易燃易爆化学药品、有毒气体的实验操作等。这就要求教师在拍摄录制实验操作时一定要小心谨慎,注意自身安全。并且,教师尽量将基本实验操作的步骤和注意事项讲解清楚,让学生在预习时能加深印象,在操作时注意技巧,从而降低实验的危险。

(2)录制过程要规范

由于教师进行实验微课录制过程中要进行相关操作,所以在条件允许的情况下最好请同事来帮助录制实验。录制过程中尽量避免噪音干扰,且画质要清楚。对于实验中的关键的操作与现象则需要移动拍摄工具,放大强调录制。

(3)录制时间要简短、内容要精简

注意尽量控制录制的实验微课时长在10分钟内。实验的内容要精简:化学实验的录制内容要直入主题,反映实验过程、现象和结果。而且,在化学实验微课的录制时要注意,分解实验操作步骤,方便学生观看、理解和学习。

(4)化学实验微课的完善与共享

拍摄完的实验视频也可以超链接到课件中,结合精美的课件和录屏工具,进一步完善微课内容;或由于条件资源限制无法进行化学实验的,可以从网络上寻找相关实验视频,制作成实验微课。由于现阶段有关高中化学实验的微课还未全面推广,制作者可以利用网络,将录制好的微课上传共享,供大家参考学习。

[参考文献]

[1]易学勤.浅析高中化学实验教学的现状及改进对策[J].学周刊.2016(35):175-176.

[2]戚逸飞.新课标背景下高中化学实验教学问题研究[J].中小学教学研究,2016(10):

[3]赵华.高中化学实验教学的问题与对策[J].化学教育. 2013, (09): 53-63.

[4]陈明玉.基于微课在初中化学实验教学中的应用研究[J].文理导航.2017(10):67

[5]陈亭霞.微课在高中化学实验教学中的应用[J].考试周刊.2016,(59):119

[6]王志海.微课在初中化学实验教学中的应用研究[D].鲁东大学.2016.

[7]付佳斌.高中化学微课的设计与开发[D].河北师范大学.2017.

[8]韩少佳.高中化学微课程设计与制作研究[D].内蒙古师范大学.2016.

[9]鄢蒙.基于化学概念教学的微课设计与开发[D].西华师范大学.2016.

[12]王秋月.微课运用与初中化学疑难知识点的教学研究[D].云南师范大学.2017.

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