混合式教學(xué)在化工熱力學(xué)課程中的應(yīng)用

王晶晶,王 俊,李 鋒

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

伴隨著當(dāng)前教育改革的持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)的教育信息化已步入全新的發(fā)展階段。而對(duì)于如何推動(dòng)信息技術(shù)與高等教育兩者之間的深度融合，從而培養(yǎng)出具有鮮明時(shí)代特色的創(chuàng)新人才，已成為亟待解決的問題。教育信息化不僅能促進(jìn)改革創(chuàng)新，還是實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量提升的重要手段。在逐漸實(shí)現(xiàn)信息化轉(zhuǎn)型的高等教育中，以師生角色互換的翻轉(zhuǎn)教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式已具有了積極的意義和可實(shí)踐價(jià)值[1]。

1 混合式教學(xué)研究應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

混合式教學(xué)是將傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來形成互補(bǔ)，從而獲得更佳的教學(xué)效果，在信息化技術(shù)的支撐下，培養(yǎng)出更高質(zhì)量的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。混合式教學(xué)模式既可以發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又可以滿足學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位的需要，其關(guān)鍵在于確定在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，使用適當(dāng)?shù)姆绞?，為適當(dāng)?shù)膶W(xué)生施行教學(xué)行為[2]。

余勝泉等研究混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)理論后得出：不同的學(xué)習(xí)理論，在不同的學(xué)習(xí)階段、不同的學(xué)習(xí)環(huán)境下是一種相互補(bǔ)充的關(guān)系，并非相互排斥?；旌鲜綄W(xué)習(xí)模式充分體現(xiàn)了人們對(duì)知識(shí)的不斷深入發(fā)展的融合過程[3]。黃榮懷等認(rèn)為混合式學(xué)習(xí)是從“在線學(xué)習(xí)”演化而來的教學(xué)策略，為當(dāng)前高校的教學(xué)改革提供了一種新的思路和方法，具有很好的實(shí)踐性[4]。陳衛(wèi)東等設(shè)定了學(xué)習(xí)對(duì)象、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方法四個(gè)變量，分析了混合學(xué)習(xí)的本質(zhì)后認(rèn)為：混合學(xué)習(xí)是基于技術(shù)支持環(huán)境下，學(xué)習(xí)過程和結(jié)果認(rèn)識(shí)的一種理性回歸，關(guān)鍵問題是怎樣將這四個(gè)變量因素很好的融合，服務(wù)于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、技能、情感的需要[5]。李響等則提出了混合式教學(xué)是教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式、交流方式、教學(xué)工具、評(píng)價(jià)方式以及教學(xué)資源綜合混合的一種教學(xué)方法[6]。

混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)很明顯，其靈活、便于實(shí)現(xiàn)、能夠整合復(fù)雜的多媒體和技術(shù)等特點(diǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值，發(fā)展混合式教學(xué)，目前已成為高等教育信息化領(lǐng)域的共識(shí)。

2 化工熱力學(xué)課程的混合式教學(xué)建設(shè)

化工熱力學(xué)課程是一門從事化工過程的研究、開發(fā)以及設(shè)計(jì)等方面工作不可缺少的重要理論基礎(chǔ)課，也是一門理論性與工程應(yīng)用性均較強(qiáng)的課程。該課程是新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院近年新開設(shè)專業(yè)核心課程，主要采用課堂板書教學(xué)方式為主，部分章節(jié)也融入了多媒體授課，本人作為化學(xué)工程學(xué)院化工系教師，負(fù)責(zé)該課程建設(shè)，通過以往的課堂教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍反映該課程"理論晦澀、概念繁多、公式復(fù)雜以及計(jì)算困難"的問題，同時(shí)使學(xué)生產(chǎn)生懼怕和厭學(xué)的想法。因此，如何在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生更加積極主動(dòng)、更扎實(shí)的掌握該門課程為導(dǎo)向的課程建設(shè)是勢(shì)在必行的，而以混合式教學(xué)理念為主導(dǎo)的課程改革，作為該門課程建設(shè)的第一步，就顯得尤為關(guān)鍵和重要！

2.1 混合式教學(xué)設(shè)計(jì)階段

將每一章知識(shí)結(jié)構(gòu)以學(xué)校制定的人才培養(yǎng)方案為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)混合式教學(xué)內(nèi)容的具體環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容，重組教學(xué)資源，形成以圍繞知識(shí)點(diǎn)展開的課前線上學(xué)習(xí)、課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)以及課后拓展學(xué)習(xí)的“三步法混合式教學(xué)模式”，具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)以朱自強(qiáng)版第三版的《化工熱力學(xué)》課本第四章為例[7]如表1所示：

表1 混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

2.2 混合式教學(xué)實(shí)施過程

利用新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)課程中心平臺(tái)，設(shè)置教學(xué)論壇，發(fā)布課前任務(wù)、讓學(xué)生自主交流、歸納所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行作業(yè)自評(píng)和互評(píng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情；設(shè)置答疑板塊，學(xué)生和教師互動(dòng)解決學(xué)習(xí)中的問題。利用中國(guó)大學(xué)MOOC等課程平臺(tái)、Coursera等網(wǎng)站中的素材，填充豐富《化工熱力學(xué)》課程網(wǎng)站及翻轉(zhuǎn)課堂的各項(xiàng)教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中。同時(shí)，考慮學(xué)生水平差異性，在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的引導(dǎo)學(xué)習(xí)中設(shè)置不同難易成都的習(xí)題進(jìn)行測(cè)評(píng)。具體的混合式教學(xué)過程如表2所示。

表2 混合式教學(xué)過程

3 混合式教學(xué)效果與反思

由于學(xué)院每屆只招收一個(gè)化工專業(yè)的班，我們只選擇化學(xué)工程與工藝專業(yè)2016級(jí)(43人)開展混合式教學(xué)試點(diǎn)，選擇沒有開展混合式教學(xué)的2015級(jí)(35人)同專業(yè)班級(jí)作對(duì)比?；旌鲜浇虒W(xué)效果以兩種形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 問卷調(diào)查評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)問卷對(duì)采取混合式教學(xué)班級(jí)的教學(xué)效果進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：84.9% 的同學(xué)認(rèn)為該學(xué)習(xí)過程中學(xué)到了更多的知識(shí)，獲取了更多的教學(xué)資源； 90.5%同學(xué)認(rèn)為在自己參與了老師的課前-課上-課下的教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，課堂不再是枯燥單一的，而是有所期待的；88.3% 的同學(xué)認(rèn)為通過不同形式的討論加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，使得學(xué)習(xí)知識(shí)深入的展開了；94.2% 的同學(xué)認(rèn)為該課程教學(xué)具有啟發(fā)性和激勵(lì)性，大大提高了自己提出問題-分析問題-解決問題的能力。

3.2 考試卷面成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看(如圖1所示)，卷面成績(jī)合格率分別由常規(guī)教學(xué)的76.75%提高到了混合教學(xué)的94.29%，80～100分?jǐn)?shù)段的學(xué)生人數(shù)由常規(guī)教學(xué)的6.97%提高到了14.28%，60～69分?jǐn)?shù)段的學(xué)生人數(shù)由常規(guī)教學(xué)的25.58%提高到了混合教學(xué)的57.14%，實(shí)現(xiàn)了較大程度的增幅。

圖1 常規(guī)教學(xué)和混合式教學(xué)卷面成績(jī)對(duì)比圖

混合式教學(xué)表明，基于課前線上學(xué)習(xí)、課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)以及課后拓展學(xué)習(xí)的三步法混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果是顯著的、積極的。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，混合式教學(xué)更有效、更細(xì)致、更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳遞；借助在線開放課程平臺(tái)，突破了知識(shí)獲取的時(shí)間限制和空間限制，更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的消化和吸收；從學(xué)生的角度擺脫了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式中單向提供學(xué)習(xí)材料和灌輸式學(xué)習(xí)的局限。

3.3 教學(xué)過程中的問題反思

雖然混合式教學(xué)模式應(yīng)用效果良好，也達(dá)到了授課的預(yù)期目標(biāo)，但是課前上傳到學(xué)校在線課程中心的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生登陸后有延時(shí)，甚至出現(xiàn)不能打開等現(xiàn)象，增加了學(xué)生線上學(xué)習(xí)

時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生不愿意在網(wǎng)上完成學(xué)習(xí)任務(wù)，影響了學(xué)習(xí)效果。所以今后在進(jìn)行混合式課程建設(shè)時(shí)，一定要注意硬件和軟件設(shè)施的配套建設(shè)。此外，課程資源的積累和建設(shè)也是混合式教學(xué)的關(guān)鍵，我們有些時(shí)候苦于優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源匱乏老舊，不能在教學(xué)過程中讓學(xué)生和老師實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的共鳴，讓我們的課堂教學(xué)變得“干癟無力”，這就要求老師在教學(xué)的過程中，不斷地收集與教學(xué)相關(guān)的學(xué)科的前沿資料、視頻、動(dòng)畫、課堂互動(dòng)方式、教學(xué)效果評(píng)估手段、教學(xué)硬件和軟件技術(shù)等資源。