化工原理線上線下協(xié)同教學(xué)改革實(shí)踐

胥桂萍

(江漢大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，武漢 430056)

化工原理是化工類專業(yè)的一門(mén)核心課程，承擔(dān)著工程科學(xué)與工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)。但化工原理的學(xué)習(xí)存在原理多、公式復(fù)雜等特點(diǎn)，需要學(xué)生花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)理解。如何做到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更加有效的提高學(xué)習(xí)效果，尤其在今年春季疫情時(shí)期，堅(jiān)持線上線下協(xié)同教學(xué)顯得尤其重要。

1 上課方式的改變

化工原理是選用了天津大學(xué)的的慕課作為源課程，進(jìn)行的異步SPOC教學(xué)，同時(shí)建有慕課堂。以慕課為代表的在線開(kāi)放課程的興起標(biāo)志著教育開(kāi)始真正走出工業(yè)文明，步入數(shù)字化時(shí)代[1]。慕課內(nèi)容豐富，不論在哪里，學(xué)生隨時(shí)就可以學(xué)到感興趣的內(nèi)容。源課程中老師講解細(xì)致，通俗易懂，多個(gè)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)，同時(shí)里面還附有PPT，隨堂習(xí)題，單元作業(yè)，討論等等，根據(jù)教學(xué)大綱要求增減了部分教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握更加牢固。

要做到這些，教師必須提前了解慕課和慕課堂的相關(guān)使用，開(kāi)學(xué)前一周就建立了QQ學(xué)習(xí)群，每個(gè)學(xué)生都有QQ號(hào)，避免了在手機(jī)上安裝過(guò)多的APP，通過(guò)QQ直播及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用相關(guān)平臺(tái)的使用注意事項(xiàng)，學(xué)生很快就進(jìn)行的認(rèn)證，并且能熟練使用相關(guān)平臺(tái)。化工原理全套電子教程提前傳給學(xué)生。還在QQ中布置了單元自測(cè)題，可以直接在線用紅筆批改，對(duì)每個(gè)學(xué)生作業(yè)在線語(yǔ)音、文字評(píng)語(yǔ)，及時(shí)反饋學(xué)生，統(tǒng)計(jì)學(xué)生數(shù)據(jù)。由于部分學(xué)生家在山區(qū)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定，在直播時(shí)不能保證學(xué)習(xí)效果，而QQ群課堂直播不便于回放，還要同時(shí)進(jìn)行EV錄屏，比較繁瑣，又把直播課程改在騰訊課堂，學(xué)生如果不能及時(shí)收看，可以看回放課程，保障了教學(xué)效果。

2 自主學(xué)習(xí)和集中學(xué)習(xí)相結(jié)合

自主學(xué)習(xí)就是學(xué)生根據(jù)教學(xué)安排(教師把本周的教學(xué)計(jì)劃通過(guò)慕課堂的公告或者QQ學(xué)習(xí)群提前下發(fā)給學(xué)生，包括觀看哪些教學(xué)視頻，完成哪些要求內(nèi)容的學(xué)習(xí))，就可以在當(dāng)周任何時(shí)候登陸完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在線完成單元測(cè)驗(yàn)，圍繞主題進(jìn)行討論，在線完成單元作業(yè)內(nèi)容。單元測(cè)驗(yàn)和作業(yè)內(nèi)容都設(shè)置了提交時(shí)間，自主學(xué)習(xí)一般都是學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和記憶。

集中學(xué)習(xí)就是學(xué)生進(jìn)入直播課堂，教師利用屏幕分享講述重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的分析、應(yīng)用、創(chuàng)造和評(píng)價(jià)。隨機(jī)點(diǎn)名回答相關(guān)的問(wèn)題，可以對(duì)回答問(wèn)題的學(xué)生連麥進(jìn)行，或者打開(kāi)聊天室，短時(shí)互動(dòng)交流。學(xué)生互動(dòng)性比較好，直播最后再次布置下周學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3 化工原理混合式教學(xué)效果

慕課和慕課堂的優(yōu)勢(shì)非常明顯，可以實(shí)現(xiàn)線上線下的聯(lián)合應(yīng)用，慕課堂可以實(shí)現(xiàn)簽到、隨機(jī)點(diǎn)名、隨堂練習(xí)、問(wèn)卷、討論、公告等多種課堂教學(xué)功能，并且有統(tǒng)計(jì)功能，查閱數(shù)據(jù)方便，反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時(shí)和存在問(wèn)題學(xué)生進(jìn)行溝通。在直播時(shí)，一般包括幾個(gè)方面綜合。首先進(jìn)行課前在慕課堂簽到，完成課前限時(shí)練習(xí)，了解學(xué)生對(duì)上次課程的掌握情況。其次充分利用SPOC中的視頻，選看視頻中的重難點(diǎn)內(nèi)容，提前要做好規(guī)劃，精確到分秒來(lái)進(jìn)行，同時(shí)可以在慕課堂隨機(jī)點(diǎn)名讓學(xué)生在學(xué)習(xí)群中回答問(wèn)題，和視頻內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題，連麥回答或者在直播群中文字或者語(yǔ)音都可以，第三才是老師講解本周重點(diǎn)內(nèi)容分析和應(yīng)用，重點(diǎn)習(xí)題，在直播快結(jié)束時(shí)再次在慕課堂中發(fā)布當(dāng)天的限時(shí)練習(xí)，環(huán)環(huán)緊扣，成績(jī)數(shù)據(jù)馬上出來(lái)，老師可以從學(xué)生的參與情況就了解當(dāng)日課堂的知識(shí)掌握情況。這個(gè)工作老師必須提前做好規(guī)劃，直播課程效果才會(huì)更好。上完直播課程學(xué)生普遍反映內(nèi)容充實(shí)，不敢開(kāi)小差，累并快樂(lè)著。對(duì)學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)效果和教學(xué)反思調(diào)研環(huán)節(jié)，讓全班同學(xué)進(jìn)行主觀評(píng)教并打分。93%的同學(xué)認(rèn)為在線上學(xué)習(xí)有收獲，65%的同學(xué)希望疫情過(guò)后能繼續(xù)在線上學(xué)習(xí)，結(jié)合實(shí)體課堂，效果更佳。在線上教學(xué)課程中，在慕課堂中采用課前課中課后的限時(shí)練習(xí)，限時(shí)完成，84%的同學(xué)都非常認(rèn)可，只有16%的同學(xué)認(rèn)為被動(dòng)應(yīng)對(duì)。

4 充分發(fā)掘化工原理課程中的思政元素和育人功能

把科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀融入課程設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)之中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化工的熱情，培養(yǎng)學(xué)生為化工事業(yè)奮斗的責(zé)任感和使命感，加強(qiáng)學(xué)生人文素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)觀念等方面培養(yǎng)的目的，時(shí)刻注重將化工知識(shí)向工程應(yīng)用和生活應(yīng)用拓展[2]。如在講授流體流動(dòng)章節(jié)時(shí)，為何常見(jiàn)的管道都是圓形的？有關(guān)疫情時(shí)期時(shí)期下水道的問(wèn)題，這就是靜力學(xué)的液封的應(yīng)用。傳熱章節(jié)中各種不同的材料的導(dǎo)熱系數(shù)的差異在生活中的應(yīng)用，如鍋具的材料對(duì)傳熱的影響，如煲湯用砂鍋，炒菜用鐵鍋等，在寒冷的冬季，什么樣的衣服穿起來(lái)最暖和？人體主要依靠羽絨服等面料內(nèi)填充空氣進(jìn)行保暖？講授換熱器時(shí)，企業(yè)為何定期要除垢？換熱表面結(jié)垢能有多大危害？換熱管道的保溫層厚度的確定等等問(wèn)題。這些問(wèn)題歸納起來(lái)有200多個(gè)，可以利用SPOC中的討論區(qū)域或者慕課堂中的討論題布置下去，學(xué)生可以在這些區(qū)域進(jìn)行自由交流，老師實(shí)時(shí)參與其中，學(xué)生隨時(shí)可以進(jìn)行探討，同學(xué)之間可以查看到其他同學(xué)的討論，老師可以進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，不拘泥于形式，氣氛比較活躍。在教學(xué)過(guò)程中，要培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)， 通過(guò)工程案例剖析，使得講課內(nèi)容有層次，有重點(diǎn)，更深入，如換熱器的選用要注重節(jié)能等原則。結(jié)果表明，在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)持續(xù)提高學(xué)生的課堂興趣，由淺入深的講解綜合型生活案例，以提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，可以提高課堂教學(xué)效果。通過(guò)對(duì)課堂的精心設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)課堂的教學(xué)滿意度更高，教學(xué)效果得到了提高。

5 利用化工實(shí)驗(yàn)大賽學(xué)來(lái)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量

2017年由教育部高等學(xué)校化工類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)聯(lián)合舉辦了全國(guó)大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽[3]。大賽內(nèi)容包括化工原理理論筆試、實(shí)操實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)比賽。如在傳熱競(jìng)賽中學(xué)生自己安裝熱電偶，為了提高總傳熱系數(shù)，管內(nèi)加裝擾流元件，如螺旋線圈、金屬卷片等，也是需要自己加裝。自己設(shè)計(jì)流程，拆裝各種管件等，測(cè)定單泵性能曲線，泵的串聯(lián)并聯(lián)性能曲線等。將相應(yīng)的化工實(shí)驗(yàn)大賽的內(nèi)容融入到化工原理的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中， 真正做到用競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)改革、用競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。

化工原理作為化工類專業(yè)的核心課程，尤其需要做到教學(xué)有法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證的大背景，對(duì)化工原理課程進(jìn)行線上線下協(xié)同式教學(xué)進(jìn)行改革與探索，能有效提高化工原理課程的教學(xué)水平與質(zhì)量。