化工原理線上線下混合教學(xué)模式的探索與實踐

朱俊生 丁曉波 孟獻梁 秦志宏

(中國礦業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

化工原理課程是化工、生物、食品、制藥、環(huán)境等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，擔(dān)負著工程科學(xué)和工程技術(shù)兩個方面的教學(xué)任務(wù)[1]。它綜合運用了高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課程，主要用于分析與解決化工生產(chǎn)過程中各種單元操作的問題。由于化工原理課程有大量的推導(dǎo)公式和經(jīng)驗公式，對學(xué)生的接受能力是個很大的考驗，特別是當(dāng)傳統(tǒng)教學(xué)方式很難調(diào)動學(xué)生的積極性[2, 3]時。今年疫情期間，通過線上教學(xué)發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，線上教學(xué)有很多明顯的優(yōu)點，但也存在不少需要通過面對面線下交流來彌補的缺點。本文針對目前化工原理教學(xué)存在的主要問題，結(jié)合線上、線下教學(xué)對該課程進行初步的探討和研究。

1 化工原理課程線下教學(xué)存在的問題

目前，化工原理線下教學(xué)存在如下問題：首先，線下的化工原理教學(xué)內(nèi)容更偏向于理論方面，尤其是一些晦澀的知識點，對于學(xué)生而言很難有直觀的感受?；ぴ碚n程很多章節(jié)的知識點都是建立在大量的推導(dǎo)公式和經(jīng)驗公式的基礎(chǔ)上，這對于從沒學(xué)習(xí)過相關(guān)知識的學(xué)生而言，理解難度較大[4]。此外，有很多學(xué)生高等數(shù)學(xué)和物理化學(xué)等先修課程的基礎(chǔ)較差，無法跟上老師的教學(xué)節(jié)奏。特別是在進行公式推導(dǎo)的時候，很多學(xué)生的學(xué)習(xí)速度遠遠跟不上老師的教學(xué)速度，這一方面會拖慢教學(xué)進度，另一方面還會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，一旦一節(jié)課聽不懂，可能就會導(dǎo)致學(xué)生對這一門課程喪失自信心。而且傳統(tǒng)的教學(xué)方式是上課教學(xué)，下課復(fù)習(xí)和自學(xué)，一些基礎(chǔ)較差的學(xué)生在課堂上就聽不懂，讓其在沒有老師幫助的課下時間自學(xué)更是難上加難。

其次，線下的化工原理教學(xué)，學(xué)生的課堂參與度較低。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是以老師為主，學(xué)生為輔。這樣經(jīng)常會造成老師講老師的，學(xué)生玩學(xué)生的，很多學(xué)生無法真正參與到課堂中。由于教學(xué)任務(wù)繁重，一般課堂提問次數(shù)較少，導(dǎo)致學(xué)生與教師課堂交流不足、課堂氣氛不夠活躍；而如果經(jīng)常提問，為不拖延教學(xué)進度，就需要學(xué)生課前自學(xué)掌握很多知識點，然而本課程學(xué)習(xí)難度大，學(xué)生提前看書、自學(xué)學(xué)習(xí)難度較大。

再次，學(xué)生課余時間學(xué)習(xí)情況不佳。很多學(xué)生在課前都沒有認真預(yù)習(xí)，甚至大多數(shù)學(xué)生都沒有進行課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣。這一方面是因為學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，另一方面，化工原理這門課程確實難度很大，尤其是在沒有老師輔導(dǎo)和幫助的情況下，理解學(xué)習(xí)更是困難。

最后，在課后復(fù)習(xí)上，大多數(shù)學(xué)生遇到問題時幾乎都不會選擇找老師請教，一方面是因為學(xué)生的課余時間也有限，無法抽出整塊時間去找老師；另一方面學(xué)生都會有從眾心理，特別是大多數(shù)學(xué)生都不去請教老師的話，就會有很多真正需要老師指導(dǎo)的學(xué)生放棄了這種想法。

總結(jié)以上問題，可以明顯看出化工原理這門課程的特點決定了它很難靠學(xué)生的自學(xué)來完成，無論是課前的預(yù)習(xí)、課上的學(xué)習(xí)還是課后的復(fù)習(xí)，老師都是至關(guān)重要的角色。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生和老師的接觸時間短，使得這門課程的教學(xué)難度又進一步升級。

2 化工原理課程線上教學(xué)及相關(guān)問題

在今年疫情期間，線上教學(xué)的大規(guī)模應(yīng)用，給了化工原理這門課程一種新的教學(xué)模式。在疫情期間筆者采用新的教學(xué)模式，在課前一天上傳同步配音的PPT課件以及相關(guān)工藝條件的原理圖和視頻，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)時也可以跟隨著老師的講解，對學(xué)生的課前預(yù)習(xí)有非常大的幫助。在課堂上盡量發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并隨時對學(xué)生提出的問題進行答疑解惑。布置隨堂練習(xí)題，限時完成，并通過郵件收取作業(yè)進行批改。在返校后組織多次答疑課，針對一些難點進行線下面對面指導(dǎo)。但是這種線上教學(xué)模式也有不可避免的問題。

首先，無法面對面交流，不能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。由于線上教學(xué)的天然局限性，導(dǎo)致老師無法直觀及時地觀察到學(xué)生的狀態(tài)。就算是交流程度最高的視頻課程形式，老師也很難通過視頻畫面看到學(xué)生的反饋信息。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，老師一般都是通過學(xué)生的反饋隨機應(yīng)變，安排課堂進程。線上教學(xué)則難以把握學(xué)生的知識掌握程度[5]。比如在講解例題時，在教室內(nèi)上課可以根據(jù)當(dāng)時學(xué)生的反應(yīng)調(diào)整講解重點，而線上講解只能“按部就班”地講解，無法照顧不同班級不同學(xué)生人群對知識點掌握程度的差異，這是線上教學(xué)在現(xiàn)階段無法避免的弊端。

其次，教學(xué)進程慢，不能直觀了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。為了了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，線上教學(xué)需要更多的時間來得到反饋。在線下教學(xué)提問一個較復(fù)雜的問題，只用一兩分鐘就可以大概得到學(xué)生的掌握情況，但是在線上教學(xué)可能要五分鐘以上才能得到大部分同學(xué)的反饋，而一些人數(shù)較多的課程可能更久，這樣等反饋的時間大大增多，極大浪費了課堂時間。

再次，化工原理線上教學(xué)容易受到外界的打擾，干擾因素多。以此次疫情期間的線上教學(xué)為例，學(xué)生都是在家里上課，更容易受到家庭因素的影響。線上教學(xué)過程中學(xué)生很難做到精力高度集中，這樣使得本來就有限的上課時間利用率更低。

3 線上與線下教學(xué)的結(jié)合與優(yōu)化

綜合以上分析，我們提出充分發(fā)揮線上教學(xué)和線下教學(xué)的優(yōu)點，將二者有機結(jié)合起來，揚長避短，對現(xiàn)階段的課程教學(xué)方式進行改革。

首先，通過提前發(fā)布學(xué)習(xí)資料、提前參觀化工原理實驗室等方法便于學(xué)生預(yù)習(xí)。通過線上教學(xué)的經(jīng)驗，提前發(fā)布配音講解的課件對學(xué)生的預(yù)習(xí)有非常好的幫助，因為化工原理課程難度很大，特別是一些現(xiàn)象的原理的理解、公式的推導(dǎo)，對于沒有化工原理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生來說，很難建立相對應(yīng)的思維方式。要求學(xué)生提前參觀化工原理實驗室、提前觀察實驗現(xiàn)象等，讓學(xué)生對理論教學(xué)有感性的認識。例如，讓學(xué)生提前去觀察精餾實驗裝置及實驗現(xiàn)象，對接下來要開展的精餾理論知識的講解起到非常重要的幫助，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課“塔”、“精餾現(xiàn)象及計算”時有深刻的印象和理解。幫助學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作不僅可以使學(xué)生更好掌握需要學(xué)習(xí)的知識點，而且可以為課堂教學(xué)“節(jié)約”時間，以便教師在課堂上與學(xué)生開展更多的溝通和交流。

其次，同步課堂講課和在線提問，增加學(xué)生的課堂參與度。化工原理知識的傳授仍然以課堂教學(xué)為主，但由于學(xué)生保留了含有公式、原理配音講解的PPT課件，課下可以隨時回聽教師的講課內(nèi)容，對于課堂不理解的知識，課下可以反復(fù)觀看和傾聽PPT中的圖片、文字及配音講解，可以牢固的掌握已學(xué)知識并對下節(jié)課的學(xué)習(xí)重難點有較多掌握，在課堂上帶著問題聽課，可以與教師有更多更高質(zhì)量的交流。通過適當(dāng)改變課程的教育方式，課堂講課和在線提問同步進行，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又可以加強學(xué)生的理解程度。

再次，通過線上、線下綜合答疑，及時解決學(xué)生的疑問。對于大多數(shù)問題，學(xué)生可以利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，及時向教師請教不理解的知識點和習(xí)題，教師可利用網(wǎng)絡(luò)及時對學(xué)生進行答疑，并根據(jù)學(xué)生反饋情況，在下次課課堂上及時指出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一些共性問題，以提高大部分學(xué)生的知識水平。此外，學(xué)生可利用上課前和課間休息的時間，與教師面對面交流和答疑，以便及時解決一些線上講解效果不佳的問題。

最后，改革考核方式，線上考核、線下考核同步進行。除了重要的線下閉卷考試，平時考核既包括線上考核也包括線下考核。例如課堂上可針對某個知識點在線考核一些填空題、選擇題，只需要很短的時間教師就能利用軟件及時了解所有學(xué)生的知識掌握情況；又如課堂上可以布置一道計算題，要求學(xué)生現(xiàn)場、10分鐘內(nèi)獨立完成并提交，課后教師再進行批改，以便記錄學(xué)生平時成績、及時反饋且有效避免了課后作業(yè)抄襲情況的發(fā)生。

4 結(jié)語

本文總結(jié)了線下教學(xué)和線上教學(xué)的一些特點，結(jié)合相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，對目前的教學(xué)方式提出了一些優(yōu)化方法。這些方法不僅可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思維理解能力，而且加強了《化工原理》與基礎(chǔ)課程、后續(xù)專業(yè)課程的連接。不僅可以提高學(xué)生對于《化工原理》課程的興趣，也會讓很多同學(xué)認識到三傳理論與實際生產(chǎn)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生對化工行業(yè)有更全面的認識。