微型课程教学的设计与应用&以初中化学教学为例_教学策略论文

微课程教学的设计与应用：以初中化学为例，本文主要内容关键词为：为例论文,课程教学论文,初中化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      微课程教学指以特定的目标为导向，以视频或动画等数字技术呈现的短小而有吸引力的教学活动。微课程具有主题突出、内容较少、问题聚集、指向明确、相对完整、时间较短（一般不超过10 min）和资源容量较小的特点，是一种独立的、集中主题的微型学习资源，可整合于正式的现实课堂学习，也可整合于非正式的学习环境，可在计算机或手持移动终端运行。微课程的呈现形式主要是短小精悍的微型教学视频（micro video），也可以是其他形式的多媒体微内容（micro content），如文本、音频等[1]。

      化学微课程教学是根据中学化学学科的知识重点与难点、教学策略与学习方法，以视频或动画等依托数字化技术呈现的一种教学方式。在这个领域，我们用了两年多的时间进行探索与尝试，以满足每个个体的不同的学习需求。

      微课程是微型学习和微型课程的深化与拓展。因此，化学微课程既是多元化的课程资源，也是课程的缩小版、微型化，它包含教学目标、教学内容、教学策略以及教学评价等要素。化学微课程的这些要素可视为微课程教学的4个关键，简称为微目标、微内容、微策略和微评价（如图1）。

      

      一、微课程教学的设计

      1.教学目标的确定

      微课程包含了所讲知识的背景与该课程将要解决的问题，因此每个微课程都应有清晰的目标或说明，符合学生认知特点。确定微课程的目标时，应分析领悟课标与教材，确定学生要学什么；分析研究起点状态，判断学生能学什么；分析查找重点、难点和核心能力，诊断学生需要学什么。例如，微课程“用实验证明黑色粉末中含有氧化铜”，其标题就告知了微课程的学习目标。

      微课程“金属与酸反应得到氢气的多少”通过平台上传的课程目标：知道金属与酸反应放出氢气的多少与许多因素有关；能够通过简单的计算推导不同条件下金属与酸反应生成氢气的多少。

      微课程“溶液的酸碱性”第1课时的课程目标为：知道生活中许多物质表现出酸性或碱性，认识并初步学会利用酸碱指示剂检验溶液的酸性或碱性。

      无论微课程需要达成怎样的目标，它的深广度和课堂容量都要符合学生的认知特点，呈现的逻辑顺序、疏密度和梯度等都应符合学生的认知规律。

      2.教学内容的选择

      化学微课程的教学内容主要取材于课程标准、教材以及学生学习过程中的实际问题，在较短的时间内集中说明一个或一系列问题，同时配以合适的呈现形式。依据教学内容，化学微课程可分为如下类型。

      （1）知识型

      元素、化合物、氧化反应以及微观粒子等核心概念，既是学习重点也是学习难点，像这样的知识点教学的微课程，我们称之为知识型微课程。知识型微课程主要针对知识的讲解和传授，一般围绕教学重点和教学难点而研发，满足学生不同的个性化学习需求。

      当分子、原子、元素以及纯净物等核心概念研制成微课程后，就可以构建成“微课程知识树”，学生只需要点击其中任何一个按钮就可以学习相关知识。微课程知识树有助于碎片化的知识结构化、整体化，从无序到有序。

      （2）方法型

      方法型微课程则更多关注的是化学的学习方法和学习策略，强调知识的运用和迁移。如，“差量法在化学计算中的应用”、“等量思想”、“转化思想”、“整体计算思想”、“极值法”和“平均值法”等这样一类的微课程，都是化学学习中常见的思想方法。针对易混淆的概念，我们研发了“物质分类”、“氧化剂和还原剂”、“氧化物和含氧化合物”、“有机物和无机物”等多个微课程。例如，微课程“物质的分类”从概念、本质特征、微粒的变化、宏观变化、质量守恒和实例剖析等维度进行概念的辨析，帮助学生了解概念学习的重要方法——概念间辨析。

      （3）操作型

      此类微课程取材于化学基本实验操作和重要的化学实验，使操作过程、操作要领以及实验现象成为可视化资源，便于学生前置型学习、复习巩固以及深层剖析。

      化学实验中要用到许多仪器，有些简单的装置可以自己进行装配，但是还有许多基本操作，如药品的称量与取用、加热、蒸发、蒸馏、过滤和萃取等操作，都有一定的规范。因此视频形式的演示实验，可以教会学生正确的实验方法和基本技能，有助于实验的成功。

      化学现象的发生和发展是很复杂的，而通过对一些实验操作和现象进行观察和分析，有助于认识变化的实质，借以加深对教学内容的理解。例如，氢气或一氧化碳还原金属氧化物，氧气和二氧化碳的制备等实验，可以通过摄像或动画展现整个实验的步骤和实验现象，可以针对各个细节边实验边讲解。再如，微课程“CO还原氧化铁”，实验展现了为什么要先检验CO的纯度？如果先加热再通气体会怎么样？为什么实验完毕还要继续通气体？引发思考后，再用动画来呈现错误操作导致的严重后果，惊心动魄的爆炸画面让学生牢固地掌握了正确的实验操作。

      （4）习题型

      根据课标和教材列出化学知识点，根据学生的认知规律形成学习地图，选择较难同时也是易错的习题，制作成习题型微课程，有框图推断题、计算题以及探究题。习题型的微课程选题明确，用于学生自我导向式学习和巩固练习，帮助提高解题能力。

      微课程“框图推断题的解法”，列举了“以物质的颜色为特征、以物质的状态为特征、以物质的气味为特征、物质的种类、反应生成的箭头方向和反应条件”等多种解题方法。

      微课程“关于金属与酸反应产生氢气的解法”，引导学生关注金属与酸反应放出氢气与哪些因素有关，其次再推导不同条件下金属与酸反应生成氢气的量，从而小结出规律：等质量同种金属与足量不同的酸反应，生成氢气的质量相等；等质量同种酸与足量不同金属反应，生成氢气的质量也相等；等质量不同的金属与足量酸反应，生成氢气的质量不相等。

      （5）探究型

      此类微课程选材较广，用化学史、课外实验以及课堂内短时间无法探究的知识作为学习动力的推进器，引发学生学习的兴趣，激发学生探究的欲望，培养学生的观察能力、分析及解决问题的能力和思维能力。微课程“打开原子世界的大门”，我们采用模拟动画展示科学家探索“原子内部的奥秘”的过程；“阴极射线”实验，“放射性”实验、“X”射线的发现，确定了原子的可分性和具有复杂的结构，再通过模拟“α粒子轰击金箔”动画，使学生对原子的内部结构有了非常深刻的感性认识，也激发了学生探究微观粒子的热情和欲望。这些微课程从生动的讲解、直观的呈现到抽象的思维，激发了学生探寻知识的动力。

      3.教学策略的运用

      教学策略是实现特定的教学目标而采取的方式。教学策略是微课程教学设计的重要环节，是有效解决微课程如何教与如何学的问题。教学策略包括对教学过程与内容的安排、教学方式、学习方式、教学步骤、组织形式的选择等，是解决如何实现教学目标的问题。化学课程标准明确指出“倡导以科学探究为主的多样化学习方式”作为化学课程改革的重点之一，无疑应成为微课程教学策略设计的重点。

      （1）“接受—建构”教学策略

      这种教学策略主要用途是为新旧知识之间建立起实质性联系[2]，见图2。一般说来，上述化学知识型和操作型等教学内容更适合应用此类教学策略，如元素化合物知识、物质分类和化石燃料等教学内容。

      

      例如，“酸的性质复习”微课程中，以下方框中哪几点描述表现了酸的性质？从中找出哪些属于酸的共性，哪些表现出某些酸的特性？

      

      （2）“信息加工—建构”教学策略

      习题型和部分探究型教学内容的微课程更适合采用此类教学策略。通过情景搜寻有效信息，将问题进行转化或提取类似信息模型，挖掘有用信息，合理地推想，直至问题解决。见图3。

      

      例如，“金属活动性顺序”的微课程教学过程如下：

      ①根据镁、锌、铁、铜4种金属与酸反应的实验，观察现象，思考原因。

      ②根据现象引导学生推测4种金属的活动性顺序。

      ③根据信息推测规律：有些金属能和酸反应产生氢气；有些金属不活泼，不能与酸发生置换反应；金属的活动性是有差异的。

      ④小结掌握规律：可以通过观察金属与酸反应的剧烈程度来判断金属的活动性强弱。

      （3）“探究—建构”教学策略

      方法型和部分探究型教学内容的微课程更适合采用此类教学策略，见图4。探究是由好奇心和求知欲引发的，是由内在动机驱动的，它始于感兴趣的问题而终于问题的解决，而学习科学知识的过程是一个建构过程。指导探究和知识建构的教学策略，最终要使探究—建构过程内化为学生的自觉的认知模式。

      

      例如，上述所说的“金属活动性顺序”，也可以采用“探究—建构”的教学策略：

      ①确定焦点问题：镁、锌、铁、铜4种金属谁最活泼？它们的活动性顺序是怎样的？

      ②围绕焦点问题提出假设并设计探究活动：镁、锌、铁、铜分别与稀盐酸反应，观察反应速度；把锌放入硫酸镁、硫酸亚铁溶液中，观察能否发生反应；把镁、铁分别放入硫酸锌溶液中，观察能否发生反应。

      ③引导学生在原有的知识基础上对探究的过程和结果进行价值判断，如探究过程的有效性、探究结果的可靠性等。

      ④引导学生明确所得出的知识：有些金属能和酸反应，有些金属能与盐发生置换反应，金属的活动性是有差异的。

      ⑤引导学生掌握规律：可以通过观察金属与酸反应的速度、金属与盐反应的可能性来判断金属的活动性强弱。

      ⑥引导学生总结个别到一般的普遍性结论：判断3种金属的活动性可以用“2盐1金”或“2金1盐”等方法。

      以金属活动性的问题为主线组织探究活动，整个的探究过程也都是围绕问题来展开的。从学生的思维特点来看，问题是思维的源泉，更是思维的动力，保证学生深层次认知参与的核心是问题。

      微课程无论应用哪一类教学策略，至少都应有几个特点：集中、清晰的情境引入或问题导入，提供足够的学习资源，清晰、适切地总结。

      4.教学评价的实施

      微课程必不可少的一个环节就是进行学习评价并提供针对性的学习支持服务。

      （1）习题化评价

      提供一份与目标和内容相吻合的学习检测，其实是微课程的必备环节。不过这种检测可以是文本的习题，还可以在线做题，也可以是完成一个家庭小实验等等。其中，在线做题的操作性更强，这样，学生既可掌握基础知识，又能锻炼高阶思维；在检测自我学习结果的同时，还能及时得到教师在线帮助和评价。

      （2）游戏化评价

      所谓“游戏化”就是将游戏的基本元素与教学活动相结合。在游戏化的课程中，学生能够通过体验有一定难度的挑战性学习来积累成功点数或者其他奖励。微课程“物质与类别连连看”，第1关是判断哪些物质是混合物，哪些物质是纯净物，连续点击高锰酸钾和纯净物，就表示高锰酸钾属于纯净物，那你就获得了相应的加分奖励。在限定的时间寻找到相应匹配的物质和所属的类别，分值随之增加，由纯净物和混合物的判断，到单质、化合物、氧化物以及酸碱盐等，游戏级别由1级增大到7级，游戏的级别越高挑战的难度就越大。微课程“化学反应的俄罗斯方块”，判断将要落下的方块（物质）是否能与已经落下的方块（物质）进行反应，如果能反应，那二者就迅速消失。判断正确、速度越快，分值越高。微课程“易错知识过关游戏”，将易错的知识点编成由易到难的数个选择题来检测知识的掌握程度，教师可根据学生过关情况进行分层教学。这些游戏化评价深受学生的喜爱。

      （3）学习分析评价

      学习分析是从与学生相关的海量数据中辨别他们的学习行为和模式，以此建立富有个性的中学化学微课程教学支持系统。学习分析的结果能够更准确地开展学生的需求分析，也能够用来作为开发个性化微课程平台的基本依据。学习分析需要依靠强大的信息技术支撑平台才能对学习结果进行分析，为学生提供追踪评价，如美国圣莫尼卡学院的“玻璃课堂”和澳大利亚格里菲斯大学“jpo11”工具[3]。目前国内尚在研发与尝试阶段。

      二、微课程的应用途径

      在对学生进行需求分析并结合教学任务需求的情况下，确定学习内容，因此微课程可以与课堂教学进行整合（即正式学习），并解构成课程资源，也可以用于非正式学习（如图5）。微课程的呈现形式主要是短小精悍的微型教学视频或其他形式的多媒体微内容。

      

      1.化学微课程可用于正式学习

      化学微课程不是独立的，可以嵌入其他学习形式和工具中。作为核心教学资源的微课程在课堂中可以承担不同的角色：课程引入、核心概念讲述、探究过程的演示以及课后的练习等，教师只需要事先筛选相关内容便可以插入自己的教学设计。单一的微课程确实在短时间内难以阐明复杂的概念，教师可以根据教学需要将微课程“串联”成条状的专题系列复习，也可以整合成树状知识系列，将内在有相互联系的不同主题的微课程最后整合成一个复杂的概念。反之，研制微课程时，教师也可将复杂概念进行分解，构成一个个独立的微课程。

      2.化学微课程也适用于非正式学习

      微课程是一种完整的课程，有一套完整的教学设计，微课程支持学生的个性化学习。学生可以根据自己的需要将学习与生活高度整合起来，利用“碎片”时间进行在线学习或移动学习，学有余力的学生可以提前学且学得更多，学习有困难的学生可以反复学习。这就意味着学习不只是发生在课堂45 min内，而是在课堂外自主学习完成。教师不再是知识的唯一来源，教师可以通过在线或离线的指导和评价，将知识传授的过程部分移到课外，而在课堂上则腾出更多的时间进行知识内化，可以做实验，也可以做作业，教师的职责越来越像一个导师和指导者。

      教学支持服务包括学习辅助工具、支架与路径、同步与异步讨论与协作、不同层次的练习与反馈及相关的学习资源[1]。教学支持服务承担着线上和线下辅导的功能，提供足够的学习支架与学习路径，可避免学习内容过于零散造成学生迷失。同时，教学支持服务要增强师生之间的在线同步、异步交流工具的使用，让学生的学习可以无处不在，使得课上的正式学习与课外的非正式学习统一、连续。微课程学习平台能够记录学生的学习足迹，供学生了解自身学习情况，制定个性化的学习计划；也可以供教师进行学习分析，以便在正式课堂上能够针对性地查漏补缺。因此，评价与反馈也可以对微课程的前端分析与设计提供改进意见。

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