高校課堂教學中導入激活的探究

胡雨奇 王洪海 李春利

[摘 要] 高校課堂教學的開篇導入和激活，作為吸引學生注意力、激發(fā)學生學習興趣、挖掘學生的求知欲、促使學生積極地融入教學活動的主要環(huán)節(jié)，它是能否取得預期教學效果的關鍵。通過結合“化工原理”課程，對導入激活的作用、方式和評價進行論述，其中導入激活方式將從經驗導入、視覺聽覺感觀導入、聯系舊知導入、工程案例與思想政治結合導入四個方式展開，導入激活的評價將從激活工具、激活有效性、激活維度三個方面展開。導入與激活的探究將為其他課程導入與激活方案的設計與實施提供參考和借鑒。

[關鍵詞] 導入;激活;化工原理;課堂教學

[基金項目] 2021年度河北省高等教育學會“十四五”規(guī)劃課題“面向新工科高校人才需求的循環(huán)圈教育培養(yǎng)模式的構建與探究”（GJXHZ2021-02）;2020—2021年河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“以循環(huán)圈教學培養(yǎng)模式推動工程型人才能力迭代升級的探索與研究——以化工原理課程為例”（2020GJJG024）;2020年度河北省自然科學基金“隔壁塔動態(tài)控制系統(tǒng)中多變量統(tǒng)計降維投影及滾動優(yōu)化的協同研究”（B2020202066）

[作者簡介] 胡雨奇（1988—），女，天津人，工學博士，河北工業(yè)大學化工學院副教授，主要從事化工原理課程的教學研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）14-0084-05 [收稿日期] 2022-02-11

為加快建設世界一流大學和一流學科，進一步推進人才強校戰(zhàn)略，近三年河北工業(yè)大學展開“元光學者”計劃，積極引進科研成果顯著的高層次人才，為建成高水平工科大學提供強勁動力。引進的“元光學者”受聘為教學科研型的骨干教師，他們不僅要在科技創(chuàng)新領域有重大突破，更要將工作落實到以學生發(fā)展為中心、通過他們對教學對科研的獨特見解提升學生學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量，為“金課”建設貢獻力量。

新引進的教學科研型教師們在授課一段時間后，對傳統(tǒng)教學想要做出改變，但他們在開展教學活動中卻遇到了很多難題。本研究發(fā)放問卷150份，問卷覆蓋近三年引進的教學科研型教師，對其遇到的教學難題進行統(tǒng)計，生成共性詞云，如圖1所示。發(fā)現最突出的是在授課過程中，學生玩手機、低頭、被動的問題，這一方面代表新時代電子科技對教育的沖擊，另一方面也代表高校教師的教學模式、教學內容、教學方式、人格魅力等方面的吸引力不及手機等新興媒體;而且作為以工學類學科和工科專業(yè)為主的院校，除基礎課程外，大部分課程深澀枯燥，這就更加促使學生玩手機尋找刺激;從而使得教師無論開展怎樣的教學活動，做出怎樣的教學改革，只做到了“教無定法”，卻無法獲得“學有所成”，不是完整有效的教和學，這是當代高校課堂亟待解決的問題。如何將學生的注意力從手機轉移到課堂，激發(fā)學習興趣，這是每堂課最開始的導入激活發(fā)揮作用的時候;不僅是傳統(tǒng)教學模式，很多創(chuàng)新教學模式也需要做好導入和激活，才能為后續(xù)多樣的教學活動打下全員參與的基礎。

一、導入激活的作用

不同于新教師對教學茫然的現狀，以及資深教師對教學一成不變的現狀，教學科研型的教師們在工作一段時間后，為提升教學效果、發(fā)揮自身科研優(yōu)勢，在為本科生授課中就會逐步開展卓越工程師打造計劃，他們會結合時代發(fā)展特色、學科或課程特點、學情分析，將傳統(tǒng)教學模式改造為創(chuàng)新教學模式并在課堂中實施，包括國內外廣泛使用的5E教學[1]，O-AMAS[2]，加涅九段[3]、五星教學[4]、BOPPPS等模式[5]，如圖2所示。可以看出，無論是哪種教學模式，課堂初始的吸引、激活、引起注意激發(fā)記憶、聚焦問題激活舊知、導言，即導入和激活環(huán)節(jié)都占據著首要地位。

導入是教師在一個新的教學內容和教學活動開始時，引導學生進入學習狀態(tài)的行為方式，它要求教師能迅速創(chuàng)造一種融洽的課堂氛圍，把學生帶進一個與教學任務和教學內容相適應的環(huán)境[6]。導入鋪設完畢后，通過刺激視覺、聽覺將學生感官調動，這可實現學生從玩手機的低頭轉為抬頭;通過創(chuàng)設環(huán)境中的矛盾點激發(fā)，促進學生產生好奇心和興趣點，將學生情感調動，這可實現學生從抬頭轉為好奇的歪頭，產生心理活動;通過將矛盾點與知識產生關聯，促進學生想要獲取知識解決矛盾，將學生知識調動，這可實現學生從歪頭轉為點頭。利用“頭”的動作將所有調動貫穿，實現感官—情感—知識的逐級深化，才能由導入進入激活，由教師“想要學生學”轉變?yōu)閷W生“我要學”的狀態(tài)。

“化工原理”課程作為學科基礎課程模塊中的專業(yè)基礎課，每年向化工學院所有專業(yè)、大二本科生開課。該課程是綜合運用數學、物理和化學等基礎知識，分析和解決化工類生產中各種單元操作問題的工程學科，擔負著由理論到工程、由基礎到專業(yè)的橋梁作用。由于課程具有內容抽象、計算量大、理論性和應用性都很強的特點，學生理解并掌握具有難度，之前課堂中的抬頭率、點頭率并不高;為此近年我校化工原理教學團隊在“化工原理”課程中進行了各種導入激活方式、評價準則的探索，對于提高化工原理課程的教學效果、解決教學痛點問題上取得了一定的成績。

二、導入激活的方式

（一）經驗導入

有關于化工生產中涉及的基本規(guī)律和學生們的生活是存在距離感的，很難獲得學生的接受與共鳴。針對這一問題，教師同樣可以利用學生的習慣心理，利用他們對舊事物、對熟知領域的依戀性和可控性，教師授課的導入可以從學生熟知的生活、與生活有聯系、或有區(qū)別的實例入手，通過教師不斷搭建橋梁，如全員對生活實例的討論、引導性設問、創(chuàng)建矛盾疑點等方式，引導學生找到導入的經驗實例與課程的關聯度，學生能夠領悟到運用知識可以解決生活難題，挖掘學生心底被掩蓋的求知欲與好奇心。

例如，當講到精餾原理的時候，教師通過水滸傳中武松打虎之前喝了十八碗酒的故事設問：武松喝的酒與現代人喝的酒有區(qū)別嗎？通過量化，得知如果武松喝的是現代的白酒，十八碗相當于七斤白酒，喝了只會酒精中毒，而不能去打虎，學生在談笑間認識到古法制酒和現代制酒存在區(qū)別，開始對白酒制造產生興趣;教師接著設問：你認為的古法制酒工藝是什么？學生在互動、搶答的過程中總結出他們的答案：利用熱能去蒸發(fā)糧食發(fā)酵物就會得到武松喝的酒，這是學生的固有思維意識;聯合第一、二設問，學生馬上自己想到現代酒肯定不是蒸一蒸就得到的，固有思維存在缺陷，這就引出了現代制酒工藝——精餾。這種利用學生生活中常見的白酒實例，通過教師的兩級設問，學生逐步出現對白酒制造的興趣——對推翻自己頭腦中固有想法、去尋找解決矛盾問題答案的沖動。

（二）視覺、聽覺、感觀導入

導入第一步要做到的是視覺、聽覺等感觀的刺激，利用視頻、音頻、身體的沖擊實現學生由低頭向抬頭的轉變，實現學生感官的調動。視頻音頻可以是學生熟知的影視作品、常用App中的短視頻;可以是在課堂無法演示、卻可以通過實驗室相關儀器配合呈現出的實驗過程;可以是通過“雙師計劃”涉及的企業(yè)導師在生產現場錄制的生產過程;可以是新聞報道中呈現的安全事故等具有反面教育意義的視頻;也可以是新聞報道中國家發(fā)展項目的子環(huán)節(jié)。身體感官的刺激可以是教師鼓勵學生觸摸、感受、研究的實物和模型;可以是學生之間、教師與學生之間的互動游戲;可以反利用手機，通過學生在手機上的智慧教學平臺，如“雨課堂”“云課堂”發(fā)布的彈幕將全員網羅到課堂之中。教師通過在課堂中不斷變換刺激的方式，帶給學生最直接的觸動。

例如，在流體流動章節(jié)，當講到伯努利方程應用的時候，教師授課開始就導入河北邢臺自來水中毒事件的新聞視頻，學生直觀看到居民家非正常的自來水顏色;之后通過教師重現中毒事件的調查分析，發(fā)現自來水、管道、人為因素都是沒問題的，創(chuàng)造出中毒事件的矛盾點，激發(fā)學生想要了解整個事件原委的興趣;最后通過對中毒事件的動畫還原，引出流體倒流的虹吸現象，通過虹吸現象進入流體能量轉換的分析，該分析需要用到伯努利方程，引出知識點。這種利用新聞視頻，一方面給學生帶來感官震撼，通過安全問題也可以將涉及工程倫理的內容巧妙融入;另一方面通過新聞事件出現的矛盾點，以一個具體現象虹吸引出抽象的伯努利方程，這種方式強調學生對待事物的心理認知是從具象到抽象的過渡規(guī)律，授課只有符合學生的心理節(jié)奏，才能取得預期的授課效果。

（三）聯系舊知導入

化工生產每個單元操作模塊下各小節(jié)關聯性較強，在導入新課之前，對上節(jié)課所學內容進行回顧，一方面教師檢驗了舊知掌握程度，對學生出現的薄弱點進行強化復習，另一方面教師帶領學生挖掘舊知識與新知識的關聯，利用舊知識降低學生對新課存在的心理預期難度。聯系舊知識可以通過智慧教學平臺上的測試題、問卷調查發(fā)送給所有學生，后臺大數據會統(tǒng)計出學生完成情況;可以通過教師或學生呈現的思維導圖回顧知識點，找到知識點的內在邏輯;也可以通過國內外先進教學活動，如“信感啟動”的活動，即信（盡量原汁原味地還原你還記得的上節(jié)課三個信息）—感（用表情圖及情感詞匯表達你學習中的情緒感受）—啟（通過前述信息和感受給你帶來的啟發(fā)、體會或感悟）—動（接下來你打算嘗試哪些內容解決什么問題），將學生對舊知識的記憶與自身學習感受產生關聯，強調知識的理解與內消化，利用內消化所得到的精華引出新知識的重要性。

例如，在傳熱章節(jié)，當講到總傳熱系數的時候，課程開始利用煮餃子實例，通過智慧教學平臺上的調查問卷方式（單選題）回顧了傳熱的三種基本方式及其對應的傳熱速率方程，通過設問：火與鍋底的傳熱屬于什么方式（熱輻射），鍋底與水的傳熱屬于什么方式（熱對流），鍋把與手的傳熱屬于什么方式（熱傳導），將上節(jié)課的內容進行復習，教師收到大數據平臺反饋的學生答案，對學生容易混淆的問題再著重分析;之后教師會呈現間壁式換熱器教學模型，通過對換熱器任意截面，包含管程、殼程、管壁內的傳熱方式分析，將上節(jié)課所學傳熱方式和速率方程應用到換熱器之中，穩(wěn)態(tài)傳熱會使得各個過程的傳熱速率相等，找到換熱器任意截面?zhèn)鳠嶙枇Φ臉嫵梢蛩兀隹倐鳠嵯禂档膶W習。這種方式強調知識的邏輯性和關聯度，使得學生不僅僅掌握某幾個知識點，而且還將零散的知識點組合成知識圖譜，學生未來能夠調動串級知識，更關注長期效果。

（四）工程案例+思想政治導入

為深入實施人才強國、人才強校戰(zhàn)略，近年高校引進了較多教學科研型教師，他們的科研成績非常突出，教學科研型的教師們形成強有力的科研團隊，與眾多石化企業(yè)、設計院建立了新技術和裝備聯盟，建立了國家級、省級工程實驗室，進行了行業(yè)核心問題攻關、技術創(chuàng)新。這些教學科研型的教師們深入剖析和解決了企業(yè)的很多工程問題，這些工程問題代表著工業(yè)的時代發(fā)展特色與政策要求，那么教師在為本科生授課過程中，可以將融入思想政治的工程案例作為導入，利用工程案例涉及的內容引出知識點的學習，也將其反映的思想政治精神和學習內容融合成“一張皮”。這種方式強調對前沿科技的引領，符合“金課”的“兩性一度”標準，對學生的知識、能力、素養(yǎng)提出了更高的要求，但教師需要將工程案例做出適當簡化，否則難度過大會打消學生探索的積極性。

例如，在流體輸送機械章節(jié)，當講到離心泵安裝高度時候，教師授課開始就導入曾遇到的工程問題：某化工廠搬遷，從北方遷往南方，新廠的設備布置和原廠基本保持一致，但卻發(fā)現新廠離心泵出現振動異響的問題，經過實地調研，拆卸離心泵泵殼，發(fā)現其葉輪損傷的十分嚴重，若放任不管，會威脅離心泵的安全操作。針對工程問題，教師通過三級設問，以剝洋蔥的方式找到問題實質;一級設問：離心泵在充分灌泵的情況下，何時會振動？引導學生找到泵殼內出現氣體這個關鍵點;二級設問：泵殼內為何出現氣體？學生彈幕分享物理化學知識，追尋到氣體與泵殼中心區(qū)壓力有關，而壓力的變化與離心泵安裝高度有關;三級設問：新廠與舊廠中，離心泵安裝高度保持一致，為何只有新廠出現故障？啟發(fā)學生利用舊知機械能守恒方程去分析離心泵的最大允許安裝高度及其影響因素，發(fā)現溫度作為影響因素之一，是造成離心泵故障的根本原因。通過設問引導，學生從離心泵振動的表觀現象，挖掘出原因，即泵殼中心區(qū)壓力的變化，追溯出本質，即離心泵安裝高度的影響因素，解決了工程問題。學生解決工程問題的過程不僅是他們形成系統(tǒng)工程思維的過程，培養(yǎng)了他們作為未來化學工程師的自信心，而且以離心泵的安全隱患潛移默化的進入到有關于工程倫理的思想政治教育，以工程案例自帶的思想政治屬性，實現“知識”和“思想政治”教育的一箭雙雕。這種方式強調教師引導學生尋找、靠近、確定解決方案的設問支架搭建，對教師的科研水平、科研向教學轉化水平、支架設問的教學水平提出較高要求。

三、導入的評價

導入與激活作為開篇，占據的時間并不長，但卻是整節(jié)課能否取得預期教學效果的關鍵。教師在課前做教學設計時，無論是采用經驗導入、視覺聽覺感觀導入、聯系舊知導入還是工程案例導入，均需要對導入效果進行有效評價，如表1所示。通過評價反饋出的問題，對導入進行改進，只有課前對導入的不斷修正迭代，課堂中才能呈現較為完善的導入與激活方案。

（一）激活工具

對學生的感官刺激的程度排序——視頻（實物模型）>動圖（圖片）>公式回顧，需要注意的是不建議教師在課程開篇就對上節(jié)課涉及的公式進行回顧，對掌握不太好的學生是自信心打擊，對掌握很好的學生徒增了無趣感，在學生中這種導入方式不受歡迎;就算采用刺激效果較好的視頻、音頻、實物，教師也需要考慮學生獲取的難易程度，例如，有關于生活實踐的視頻就比和專業(yè)密切相關的設備、操作流程視頻更容易被學生接受，更能引發(fā)學生的共情，從“以學生為中心”的角度，教師需要對導入資源提前篩選。

（二）激活有效性

學生由于人生規(guī)劃不同存在不同的分類，科研型、就業(yè)型、茫然性等，是否可以通過一個導入環(huán)節(jié)，將所有學生人群包羅進來，實現全員參與，這就非常考驗導入的內容、方式、調動的節(jié)奏、階梯性支架設問得合理。很多教師認為全員參與的難度很大，那可否換個角度解決這個問題？一部分學生如果是因為教師有趣的導入、貼近生活的實例融入課堂之中，教師是否可以通過智慧教學平臺、課堂參與式學習等方式將另一部分學生調動起來，促進感興趣與不感興趣同學的交流，學生能幫助教師間接實現二次調動;即如果導入內容的吸引面是有限的話，教師可以通過導入方式、調動方式、設問方式的差異擴大吸引面，我們希望課堂的觀眾不僅只有前幾排的學生，還要把教室后半部分的學生也融入進來。作為導入故事的講解者，教師不僅要將實例講生動，而且要控場，實例不可無限發(fā)散，教師需要引導學生將導入實例收到知識點，直擊教學目標，做到收放自如。

（三）激活維度

導入需要做到三個層次的調動，一維感官調動實現學生目光的匯集，是“身”的調動;二維情感調動促進學生產生心理活動，實現興趣的激活，是“心”的調動;三維認知調動幫助學生由興趣延伸到知識求解，是“腦”的調動;“身—心—腦”循序漸進的調動，才能利用導入環(huán)節(jié)實現學生吸引力轉移—產生短時興趣—產生長效興趣—由導入去激活求知欲，后續(xù)的教學環(huán)節(jié)才能順利展開。

結語

課程初始的導入與激活環(huán)節(jié)，要充分圍繞“以學生為中心”的教學理念，通過學情制定詳細的導入與激活方式，利用導入評價準則不斷優(yōu)化導入與激活方案，目的是改變現今大學課堂的教學痛點問題，吸引學生的注意力，激發(fā)學生產生學習興趣，使學生能心甘情愿地放下電子設備，主動的融入教學活動之中，將“教學”真正落地為“有效的教和學”。

參考文獻

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Research on Introduction and Activation in Class Teaching in Colleges and Universities： Taking the Chemical Engineering Principle Course as an Example

HU Yu-qi， WANG Hong-hai， LI Chun-li

（School of Chemical Engineering， Hebei University of Technology， Tianjin 300130， China）

Abstract： At the beginning of teaching， the process of introduction and activation is the main step to attract students’ attention， arouse their learning interest， activate their curiosity， and prompt the students to integrate into the teaching activities actively. It is the key to obtaining the desired teaching effect. In this paper， by taking the course of Chemical Engineering Principle as an example， the function， the method， and the evaluation of introduction and activation are analyzed in detail. The ways of introduction and activation include four aspects： the experiential introduction， the visual-acoustical-sensory introduction， the introduction by contacting previous knowledge， the introduction by combining engineering cases with ideological and political education. The evaluation of introduction includes three aspects： the tools， the effectiveness， and the dimensions. The research on the introduction and activation in this course will provide a reference for the introduction and activation of other courses.

Key words： introduction; activation; Chemical Engineering Principle; classroom teaching