疫情下“工程熱力學”線上教學與思考＊

王小雨

（江漢大學智能制造學院，湖北 武漢430056）

1 引言

“工程熱力學”是研究熱能與機械能相互轉換基本理論和系統循環規律，以提高熱能利用完善程度的一門技術基礎課。人類對能源的利用，有85%以上是轉化成熱能后再利用，因此熱能利用效率的高低對能源的節能程度影響甚大。在全球面臨能源短缺的情況下，通過“工程熱力學”課程的學習，使學生具備解決有關熱工工程問題的基本能力，培養學生節能意識，意義重大[1]。

2020年初由于新冠疫情的爆發，學生無法到校進行線下教學。為響應教育部號召，實現“停課不停教、停課不停學”，利用在線教育資源和網絡平臺完成課程的教學。筆者在線上教學過程中了解到線上教學的優勢所在，同時對在線教學實踐中存在的一些問題進行了總結和思考，現簡單闡述如下，以期為“工程熱力學”的教學提供參考。

2 線上教學過程

2.1 線上課程授課平臺

本次“工程熱力學”課程選用中國大學MOOC（慕課）平臺作為授課依托平臺，由西安交通大學熱流科學系工程熱力學教學團隊建設，由陶于兵、何雅玲和何茂剛等授課經驗豐富的教師主講。截至本校網絡開課日，該門課程已在網上完整開課3次。

2.2 線上教學過程管理

為了指導學生更好地進行線上學習，除了借助中國大學慕課平臺原有的功能模塊外，筆者還利用多種線上交流工具，合理安排學生的學習進度，做好課前、課中和課后的教學工作，對教學過程進行控制管理，線上教學流程如圖1所示。首先，利用QQ聊天工具，建立QQ課程群，在群里及時通知慕課平臺的課程發布情況，布置一周的學習任務；對本周的學習內容、重難點做簡單文字介紹，以便學生明確學習目的。其次，根據課程內容的難易程度，結合學生對慕課的掌握情況，采用不同的方法進行授課。對簡單的知識點，學生通過觀看慕課平臺課程視頻，完成相關內容的學習；針對重難點知識點，僅通過自學視頻課程難以完成學習任務，此時，鼓勵學生通過視頻課程完成預習，然后收集學生意見，根據學生的學習反饋，教師借助QQ直播課堂進行在線直播授課，通過課堂提問了解學生學習狀況。再次，每一章節學習任務完成后，除了完成慕課平臺中基本概念的習題練習外（一般為選擇題、判斷題和填空題），還需完成教材課后作業（一般為計算題和簡答題）。將完成的作業拍照上傳，以便教師批閱。最后，根據作業完成情況，利用QQ直播課堂有針對性地查漏補缺，形成一個由學到練再到復習的學習閉環，強化學生對知識的記憶和理解。

圖1 線上教學流程

例如，熱力學第二定律知識點較難，學生僅通過視頻學習掌握情況較差，采用了圖1所示的授課流程。先通過QQ群發布一周任務，要求學生在一周內掌握第二定律各種形式的數學表達式和過程能否實現的條件、判據。學生先完成中國大學慕課課程視頻的觀看，一周結束后，通過QQ抽查訪談部分學生學習狀況。視頻因時間的原因未對相關知識點進行擴展，學生普遍認為沒有理解熱力學第二定律，不會利用所學知識判斷過程能否實現，甚至不理解為何要學熱力學第二定律。往年線下課程為了調動學生對這一較抽象的知識點的興趣，會首先提出一些與日常生活相關的問題來激起學生的學習興趣，如根據熱力學第一定律可知能量是守恒的，那為什么還要節能呢？這就需要利用熱力學第二定律來解釋了。此外，網絡課程對熱力學第二定律的知識點僅講授了教材給出的相關內容，舉例較少，練習也較少。

鑒于以上情況，由于教師也更了解學生的個人狀況和學習情況，對這一部分知識點進行了直播授課，利用QQ直播課堂平臺，依托本專業的知識，以較通俗易懂的方式引入熱力學第二定律，重點講授學生理解困難的內容，對知識點進行適當擴展，增加例題的數量，幫助學生在練習中理解知識點，通過課堂提問了解學生知識掌握情況，并對授課過程進行錄屏，課后，將錄屏發到QQ課程群里，方便學生回看。同時要求學生課后不僅要完成中國大學慕課的習題練習，也要完成教材后面的相關習題。將習題作業拍照上傳，根據評閱結果，在QQ直播習題課堂上重點講解錯題較多的知識點，進一步對教學內容進行復習。

3 線上教學的優缺點

3.1 線上教學的優勢

國內各大高校的師資力量和教學平臺存在一定的差異性，通過線上學習學生可以學到名校名師的精品課程，無需受限于學校。主講教師一般都具有豐富的授課經驗，講解清晰，邏輯順暢，課件精美，趣味性和實用性都很強，學生可接觸到更好的學習平臺，筆者也從中受益良多。線上教學的另一個優勢是學生學習不受時間和地點限制，對學習設備的要求較低，可以隨時隨地利用手機學習，自主安排學習時間。線上學習視頻可以反復觀看，方便學生根據自己對知識的理解情況調整課堂進度。此外，線上課程每個視頻的錄制時間約在10～15 min，對學生集中注意力的時長要求較短，學生不易走神，基本能保證學生集中注意力學完一個視頻。

3.2 線上教學的劣勢

在本次授課過程中，線上教學的不足之處也顯現出來了。首先，“工程熱力學”適用專業廣泛，線上教學針對的群體范圍較廣，講授的知識點不易體現各個專業的特性，不便采用與專業相關的“案例式”教學方法，不易體現與之前所學專業課程的關聯性。其次，線上教學教師無法與學生面對面互動交流，不能及時了解學生的學習狀況，不能針對學生的反饋及時微調教學進度和內容。再次，線上教學缺乏濃烈的學習氛圍和教師的督促，對學生的自律性要求較高。對自律性較差的學生影響較大。此外，疫情過后，線下訪談學生，學生反映線上學習知識記憶不夠牢固，學習過程易被外界打斷。

4 課程教學展望

線上線下教學的融合是未來值得探索的教學方式[2]。如何使線上線下教學實現取長補短，制定高效的線上線下混合式教學實施方案將是一項有意義的工作。

筆者根據疫情期間授課經驗，針對“工程熱力學”課程提出以下建議：“工程熱力學”內容較多，但課時較少，以前只能挑選部分核心內容授課。學生考研時，普遍感覺各大高校“工程熱力學”考點比平時學習的知識點要多，加大了本門課程的復習難度。從專業學習和升學角度考慮，都很有必要更加全面地講授“工程熱力學”課程。線上教學具有不受課時限制的優勢，因此可以以線下教學為主，線上教學為輔的方式來解決課時較少的問題。授課教師可以為線下沒有講授的內容錄制課程視頻，發布到學習群里，方便學生自行安排學習時間。同時為線下授課內容錄制視頻，以供學生課后復習。

5 結論

鑒于線上教學的優勢，國家一直在推廣，因新冠疫情爆發，線上教學徹徹底底地走到了每一位教師、每一位學生面前。因線上教學的前期建設，使得學生并未因不可抗的客觀原因耽誤學習進度，同時也促進了教師更快地接受這種“互聯網+”的教學模式，從中借鑒經驗，提高和改進自己的教學手段和方法。在教學過程中發現，要深入掌握一門課程，僅靠優質豐富的線上教學資源是不足夠的，還需要線上教學和線下教學二者的相互融合。