《化學反應工程》課程可視化教學的探討

王 超衡水學院 河北衡水 053000

《化學反應工程》課程可視化教學的探討

王 超
衡水學院 河北衡水 053000

《化學反應工程》課程主要研究反應過程速率變化規律、傳遞規律及其對化學反應的影響。《化學反應工程》課程的最終目的為掌握反應器的開發、設計、放大以及優化的目的。《化學反應工程》課程內容繁多，理論復雜，抽象難懂，教學效果差。為此，對《化學反應工程》課程進行教學改革，使抽象概念動態化，利用動畫使學生們更好的學習理論知識。

可視化；教學改革；反應工程

《化學反應工程》課程在我校作為應用化學專業的專業必修課，主要研究反應過程速率變化規律、傳遞規律及其對化學反應的影響。《化學反應工程》課程的最終目的為掌握反應器的開發、設計、放大以及優化的目的。《化學反應工程》課程內容繁多，理論復雜，抽象難懂，目前教學方法單一，存在課堂秩序差、學生參與度低、學習動機弱等問題。

一、教學過程中存在的問題

在《化學反應工程》課程的教學過程中，傳統的教學手段對抽象概念的表述具有局限性。比如表達微觀流體和宏觀流體的混合狀態，全混流和平推流反應器中流體流動狀態，非理想流動情況等等抽象概念的時候，傳統的板書無法清楚的表達這些概念，PPT雖然會在一定程度上緩解抽象概念帶來的壓力，但是靜態的圖像仍不夠生動，傳遞給同學的信息仍不夠充分，還需要挖掘和完善。《化學反應工程》課程教學過程中存在的主要問題如下：

(1)課時分配少，而課程內容較多，需要在有限的學時中將大量的知識出傳達下去，這就需要更有效的傳達方法。

(2)課程理論性強，概念抽象，數學公式繁多，形式復雜，學生理解起來非常困難，很容易產生厭學、畏學等情緒，這需要改善教學環境，不斷地刺激學生，保證學習積極性。

(3)學生只能把課上的理論知識了解，往往難以做到難以學以致用，不能解決實際問題，這需要在教學過程中加入實際案例分析。

(4)多媒體教學，只是運用課件將教材內容簡單復現。如果只是將課件的快速播放，并加入適當的板書，對于難理解的知識點學生仍然難以消化，這需要加入更形象的展示體系。

現在對于“化學反應工程”中抽象知識點的體現和挖掘不深入。抽象概念的可視化不僅可以提高學生的上課興趣，并且能對課上內容進行準確形象的表達，提高上課效率，激發學生上課積極性。

二、可視化手段

可視化是將復雜的數據、晦澀難懂的知識、抽象的信息等轉化為可視的表示形式，也就是說通過可以覺察的視覺方式將思維進行外化呈現出來。這種方式可以把知識的內部特征通過圖示的方式展現出來，將內隱或者無序的知識進行邏輯化的梳理，使得信息能夠容易并快速被人理解，放大了人類的感知，對知識獲得了更深層次的認識。現階段，隨著計算機技術的發展及教育理論的更新，可視化的理論研究及實際應用不斷得到研究。教育領域中，可視化教學引起了教育技術學家與教育實踐者的關注， 利用可視化技術來促進教學，將成為教學界的發展新方向。

現階段，可視化教學可以利用一些智能軟件如Flash、JavaScript和Matlab等，將基本概念和原理用動態的方式，結合文字、聲音和圖像等展現出來，這樣既提高了教師的教學水平，也使得學生的思維能力得到提高。據相關統計，人的感覺77%來自于視覺，14%來自于聽覺，9%來自于其他，視覺對于學習效果的提高具有關鍵作用。

1.Flash動畫

Flash動畫應用較為廣泛，一般具有以下特點：

(1) Flash動畫所表現的畫面生動形象，趣味性強，Flash動畫為學習者創設了生動的情境。在Flash動畫中，根據學習內容繪制的場景既是對知識理論的再現。

(2) Flash 動畫的交互性強。通過 Flash 動畫可以建立交互性強、生動有趣的練習，從而使學習內容得到鞏固，學習興趣得到提高。

(3) 在Flash 動畫開發的過程中，會將 一些素材或者資源 導入Flash 源文件中，通過對它們統一管理，重復使用，生成其它學習內容。

(4) 在學生的使用過程中，通過學生的參與，可以充分調動學生課上積極性和主動性，促使他們認真思考， 積極探索。使教學達到事半功倍的效果。

2.FLV格式動畫

FLV格式動畫具有容量小、下載快、播放流暢等優點。FLV流媒體格式是一種新的視頻格式， 全稱為 Flash Video。FLV 格式文件播放器是內嵌在 IE 當中，播放器是基于IE瀏覽器的，因此，在使用過程中不需要再下載其他的播放軟件。

三、知識體系可視化

多媒體教學主要采取圖示、動畫、多媒體等手段，這些手段既充分調動人的視覺積極性，使教與學變得更加生動活潑。這些手段還可以使人在視覺上將抽象、復雜的東西形象化、具體化、簡單化，提高教師教學的效果。如圖：

但是可視化教學不應該僅僅局限于將文字的內容或者靜態的內容動態化，應該深入到課程的核心，建立理論知識之間的邏輯和內在關系，使學生能夠抓住問題的關鍵進行思考。可視化教學最終通過將知識化繁為簡、化難為易，使得知識變得易于理解和掌握，從而優化教師施教的方式手段，提高學生學習的積極性及學習效果。一般從以下幾個方面入手：

第一，將抽象知識形象化、簡單化、動態化。可視化教學將各種可視化的技術手段，特別是聲音、圖片和視頻與教學內容進行結合，將抽象的概念形象地表現出來，將教學中抽象的知識形象化，最大限度地增強教學的吸引力，達到最佳的教學效果。

第二，堅持“厚—薄—厚”的思路。“可視化”的教學方法利用視頻、Flash等形式對課本上抽象難懂的概念進行描述，了解這些概念的含義，讓同學們把書讀透，將每一個復雜的知識的內在含義理解清楚，把書讀“厚”。“可視化”教學通過對課本上知識點的梳理，確定知識體系，將知識點之間的關系確定起來，使同學們們在學習過程中產生知識體系，將復雜的東西簡單化，做到將書讀薄。

在《化學反應工程》課程教學中，只有高度重視和積極應用可視化教學，綜合利用動畫、圖片知識體系圖，才能提高《化學反應工程》課程教學的可視點、可聽點和可感點，收到事半功倍的教學效果。

四、可視化教學對教學的影響

可視化教學首先通過將靜態圖或者文字轉化為動態圖，這樣在課上可以提高學生的上課積極性，避免的上課注意力不集中、打瞌睡、走神、玩手機等現象。再通過可視化手段將書本內容進行梳理，整理課上知識結構，便于學生學習，可以提高上課效果。學生愿意學，興致高，與老師互動好，可以激發教師的上課熱情，使教師更好的投入到教學崗位中，更好的提高教學效果，這樣可以達到一個良性的循環。

五、前景展望

現階段可視化教學只要依靠PPT和Flash視頻，可視化手段單一，只是做到了將課本內容利用PPT、動畫簡單的呈現出來。下一步需要做的就是制作CAI課件，將《化學反應工程》課程中的知識點聯系起來，幫助學生建立知識體系，能更好的的理解課上內容。但這只是課程可視化的一小步，最終建立《化學反應工程》可視化教學平臺（網絡教學），對大量的學習資源進行有效的分類和管理，做到教師和同學直接交換信息資源，才是可視化教學的最終目標。

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Discussion on the Visible Teaching of Chemical Reaction Engineering

Wangchao,Hengshui University, Hengshui city, Hebei province, 053000

The main content of Chemical Reaction Engineering is about the rate variation law of reaction process,transfer laws and inf uence on chemical reaction.The ultimate goal of Chemical Reaction Engineering is to master the exploitation,design, amplif cation and optimization of reactor. The content of Chemical Reaction Engineering is numerous, the theory complicated,abstract and hard to understand, and also the effect of teaching is bad. So, it is necessary to take educational reform for Chemical Reaction Engineering to make the abstract concept dynamic by taking advantage of animation so that the students can learn theoretical knowledge better.

visualization；educational reform；reaction engineering

O

A

王超（1983～）,女,漢，河北衡水，衡水學院,講師，研究方向：化工教學改革。