基于“雨課堂”的《化工原理》課程教學(xué)探討

張 鈺， 陳媛媛， 王紅軍

(信陽師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，河南 信陽 464000)

雨課堂是一款由學(xué)堂在線和清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)和推出的一款智能教學(xué)工具，它旨在連接教師與學(xué)生的的移動(dòng)智能終端，將課外學(xué)習(xí)與課堂有機(jī)結(jié)合，教學(xué)課件PowerPoint與微信APP的有效結(jié)合讓課堂互動(dòng)永不下線，保證了課堂的教學(xué)質(zhì)量與品質(zhì)[1]。

雨課堂的使用會(huì)給師生帶來全新的教學(xué)體驗(yàn)，改變以往教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。雨課堂使用方式簡(jiǎn)單易懂，軟件很小，只需PPT插件和微信APP就能進(jìn)行學(xué)習(xí)。課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)落到實(shí)處，方便了學(xué)生的隨時(shí)學(xué)習(xí)。不限時(shí)間地點(diǎn)，增加師生的互動(dòng)，也讓教師更加清晰直觀的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。

在實(shí)際授課過程中學(xué)生可以和老師實(shí)現(xiàn)高效的課堂。如果同學(xué)們?cè)谑谡n當(dāng)中有不懂的部分，可以在手機(jī)上點(diǎn)擊“不懂”按鈕，教師可以看到點(diǎn)擊不懂的人數(shù)，并及時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容；同時(shí)老師可將PPT中的習(xí)題發(fā)送給學(xué)生，同學(xué)們可以在課堂上即時(shí)作答，教師可以及時(shí)查看答案分布，及時(shí)獲取答題情況的數(shù)據(jù)[2]。運(yùn)用雨課堂同學(xué)們可以隨時(shí)發(fā)送彈幕與教師實(shí)時(shí)溝通，學(xué)生簽到也更加便捷。更重要的是雨課堂會(huì)記錄課前、課上、課后的所有數(shù)據(jù)，教師都可以在雨課堂上隨時(shí)查看也可上傳郵箱保存，以便對(duì)授課內(nèi)容調(diào)整。

1 化工原理教學(xué)模式現(xiàn)狀

化工原理是工程技術(shù)人員解決化工生產(chǎn)過程中各種問題的必備基礎(chǔ)知識(shí)?；ぴ韺W(xué)習(xí)中涉及大量物理、數(shù)學(xué)知識(shí)，而且研究化工生產(chǎn)過程多為實(shí)驗(yàn)，難度較大。因此，《化工原理》課程具有內(nèi)容抽象復(fù)雜、高度概括、公式繁多復(fù)雜、學(xué)習(xí)難度大等特點(diǎn)[3]。而學(xué)生缺少對(duì)化工過程及相關(guān)內(nèi)容的了解，這對(duì)于剛接觸化工原理的學(xué)生來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

目前，國(guó)內(nèi)大學(xué)化工原理的教育模式仍是傳統(tǒng)的“注入法”。雖然在授課過程中教師也讓同學(xué)們發(fā)散思維想象與思考，但終歸形式單一，而且最后結(jié)果也會(huì)是以教師的總結(jié)作為正確答案，限制了學(xué)生的思考[4]。這種教學(xué)模式同時(shí)忽略了學(xué)生之間的差異與個(gè)性，無法滿足不同學(xué)生的不同需求。其次，這種模式下的課堂忽略了以學(xué)生為中心的主題，教學(xué)中心、課堂中心大多時(shí)候是教師，教材內(nèi)容占主導(dǎo)地位[5]。這也導(dǎo)致學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)存在欠缺，這會(huì)影響在實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生很難理論聯(lián)系到實(shí)際，最終導(dǎo)致理論和實(shí)踐都掌握不好。

課堂主體地位的顛倒導(dǎo)致課堂氛圍低迷，學(xué)習(xí)成效普遍不高，枯燥的理論課堂也令部分學(xué)生產(chǎn)生厭煩的心理，缺乏生動(dòng)趣味。

2 引入雨課堂后的化工原理教學(xué)

雨課堂是在MOOC平臺(tái)的基礎(chǔ)上對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行試驗(yàn)和實(shí)踐研究得出來的，它的設(shè)計(jì)理念來源于課堂，服務(wù)于課堂[6]。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與智能手機(jī)已經(jīng)滲透校園生活，隨處可見的低頭族，教室內(nèi)更是如此，每天微信、微博、空間、朋友圈似乎已經(jīng)成為大學(xué)生的常態(tài)?！坝暾n堂”的出現(xiàn)很好的將手機(jī)運(yùn)用為學(xué)習(xí)工具。

使用雨課堂進(jìn)行授課，教師只需要下載一個(gè)雨課堂的插件，學(xué)生通過微信APP掃碼進(jìn)入?；ぴ碚n程內(nèi)容多，公式多，符號(hào)多，為了讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，教師可以在課前預(yù)習(xí)中插入學(xué)習(xí)在線的視頻講解、講義。雨課堂上也可以鏈接使用清華大學(xué)的MOOC視頻資源和課件，也可以設(shè)計(jì)成自己上課的課件風(fēng)格。雨課堂擁有語音功能，通過上傳PPT后可以對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的講解，加深學(xué)生的理解。最后教師收到學(xué)生預(yù)習(xí)的反饋，對(duì)于沒有完成預(yù)習(xí)的學(xué)生，可以設(shè)定預(yù)習(xí)截止時(shí)間的時(shí)間節(jié)點(diǎn)提醒。這樣保證每一位學(xué)生課前的預(yù)習(xí)有效，使學(xué)生在課前對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更加清晰的了解，從而高效的進(jìn)行課堂教學(xué)。

課堂上教師的PPT可以即時(shí)發(fā)送到學(xué)生端，學(xué)生可根據(jù)自身情況保存課件和做筆記，對(duì)疑點(diǎn)和重點(diǎn)及時(shí)整理。PPT每一頁都有“不懂”和“收藏”按鈕，學(xué)生根據(jù)自身的理解和掌握情況匿名點(diǎn)擊“收藏”和“不懂”。教師根據(jù)后臺(tái)接收到的“不懂”的數(shù)據(jù)，對(duì)高頻“不懂”的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析。為了促進(jìn)師生交流，課堂上教師可以打開彈幕，通過學(xué)生發(fā)送的彈幕來與學(xué)生進(jìn)行交流，了解觀點(diǎn)和想法，這種方法也可以減少上課玩手機(jī)的“低頭族”的人數(shù)。

課后的檢測(cè)也是必要的，教師在“雨課堂”上發(fā)布試卷和習(xí)題，通過學(xué)生測(cè)試情況的數(shù)據(jù)得知學(xué)生掌握情況，及時(shí)進(jìn)行課程的調(diào)整，對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生也能進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)。

3 引入雨課堂的優(yōu)勢(shì)

雨課堂將課前、課上、課后結(jié)合，極大地提高效率，更克服了平時(shí)多媒體教學(xué)的諸多弊端。教師課前的預(yù)習(xí)課件可以設(shè)計(jì)的有趣又幽默，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和求知欲，這能為課上的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)保證，帶著疑問的學(xué)習(xí)效果更好，學(xué)生的主動(dòng)求知比被動(dòng)接受更能跟上上課節(jié)奏，不容易因跑神而錯(cuò)過重點(diǎn)。

雨課堂的使用同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了課堂的翻轉(zhuǎn)與教學(xué)的改革，這樣學(xué)生成為了課堂的主角，而老師成了輔導(dǎo)者。這樣的學(xué)習(xí)輕松愉快，保證了課堂和諧，氛圍良好。但也存在不足，雨課堂上只有單選、多選以及投票，有待優(yōu)化。總的來講雨課堂的出現(xiàn)解決了現(xiàn)在多媒體教學(xué)“一次性”的弊端，實(shí)現(xiàn)了線上線下相結(jié)合的教學(xué)；同時(shí)也把學(xué)生的中心地位得以強(qiáng)化，增加了課堂的效率。

4 雨課堂在化工原理教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

筆者講授的《化工原理》教材是夏清、賈紹義主編的第2版，分上、下兩冊(cè)，共11章內(nèi)容。本文以“傳熱”的第一節(jié)內(nèi)容為例，介紹如何使用雨課堂進(jìn)行教學(xué)。

4.1 課前預(yù)習(xí)

首先在雨課堂上傳生活中常見傳熱現(xiàn)象的圖片或視頻，如：“夏天的沙灘、冬天公園里的石凳和木椅、在太陽下晾曬衣服、轉(zhuǎn)動(dòng)的電扇、冬天穿羽絨服、屋子里的暖氣片、冬天水管上包裹著海綿、爐子上燒水”等。從這些生活化的問題入手，引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生思考的熱情，從而認(rèn)真預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。給學(xué)生出思考題“為什么電扇能降溫?”、“為什么冬天羽絨服比棉衣更保暖?”、“暖氣片采用什么方式進(jìn)行傳熱？”、“燒水過程熱量的傳遞是如何進(jìn)行”，并要求進(jìn)行回答，檢測(cè)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。結(jié)果顯示，86人中有67人按時(shí)回答了問題，回答率為78%；提交答案的67人49人回答正確，正確率為72%。這一結(jié)果說明，仍有一小部分學(xué)生沒有按照要求進(jìn)行課前預(yù)習(xí)；還有一部分學(xué)生雖然課前預(yù)習(xí)了，但對(duì)部分內(nèi)容理解得不夠透徹，知之甚解。在這一階段，教師能夠了解學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況，掌握基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生名單，從而做到有的放矢地開展課堂教學(xué)。

4.2 課堂教學(xué)

通過 PPT 展示本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)，即掌握傳熱的三種基本方式；分清熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射的共同點(diǎn)與區(qū)分點(diǎn)；熟悉傳熱過程中冷、熱流體的換熱方式；了解穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)等。從而讓學(xué)生明確掌握學(xué)習(xí)的方向。同時(shí)在雨課堂上上傳本節(jié)課程的PPT，學(xué)生根據(jù)自身理解情況，可以選擇點(diǎn)擊PPT每一頁上都有的“不懂”和“收藏”按鈕。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有67%的同學(xué)對(duì)“燒水過程涉及的傳熱方式”表示“不懂”。

為加強(qiáng)知識(shí)的認(rèn)知過程，教師在講解完內(nèi)容“熱對(duì)流的定義及特點(diǎn)”后，提出問題“燒水過程熱量的傳遞是如何進(jìn)行？”這一問題也是一大部分學(xué)生課前預(yù)習(xí)的疑點(diǎn)。我們首先把學(xué)生分成10組，每組8～9個(gè)人，每組都放有核心學(xué)生，核心學(xué)生是在課前預(yù)習(xí)中回答問題正確的那部分學(xué)生。通過分組討論，分步列出燒水過程中涉及的傳熱方式。然后，每組核心同學(xué)將討論得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并且在班上回答，進(jìn)行組與組之間的交流。最后，教師總結(jié)出燒水過程中的傳熱方式包括：(1)火爐通過熱傳導(dǎo)把熱量傳遞給水壺；(2)水壺通過熱傳導(dǎo)把熱量傳遞給壺底部的水；(3)壺底部的水升溫，熱脹冷縮，密度變小，輕者上浮、重者下沉，上部的水往下流，底部的水往上流，實(shí)現(xiàn)熱對(duì)流換熱。還能繼續(xù)引申自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流的區(qū)別：燒水時(shí)的熱對(duì)流是自然對(duì)流，自然對(duì)流是由溫度不同引起密度差異導(dǎo)致的，沒有受到任何外力作用；而由外力作用引起的對(duì)流稱為強(qiáng)制對(duì)流。這樣，使每個(gè)學(xué)生都能熟練掌握熱對(duì)流的特征以及自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流的區(qū)別。

4.3 課后檢測(cè)

為檢驗(yàn)學(xué)生的掌握情況，利用雨課堂再次要求學(xué)生對(duì)課前發(fā)布的問題進(jìn)行作答，結(jié)果提交率為100%，其中正確率為95%，可見大部分同學(xué)已經(jīng)掌握了傳熱基本方式的相關(guān)內(nèi)容。仍有4名同學(xué)回答錯(cuò)誤，在課堂上及時(shí)對(duì)其修正。同時(shí)發(fā)布一張測(cè)試卷，要求學(xué)生一周內(nèi)完成，加強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)效果，再次查漏補(bǔ)缺。

5 結(jié)語

雨課堂是一種新的混合式教學(xué)工具的更好的結(jié)合方式，使手機(jī)成為了學(xué)生的學(xué)習(xí)工具。同時(shí)雨課堂更能增加師生的互動(dòng)，也讓教師更加清晰直觀的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。而化工原理的教學(xué)改革是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，雨課堂的加入也為教學(xué)改革注入一股新鮮的血液。