《化工儀表與自動(dòng)化》課程混合教學(xué)探索*

寇 瑩，紀(jì) 楨，許永東，孫安霞

(安康學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，陜西 安康 725000)

《化工儀表及自動(dòng)化》課程是我?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)必修課程，是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科。通過本課程基本原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)后，了解化工自動(dòng)化的基本知識(shí)，理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、基本原理及各環(huán)節(jié)的作用，掌握了溫度，壓力，流量液位等參數(shù)的測(cè)量方法及原理，能根據(jù)工藝的要求，與自控設(shè)計(jì)人員共同討論和提出合理的自動(dòng)控制方案等[1-2]。

隨著信息化的發(fā)展，各高校都在推行現(xiàn)代化教育技術(shù)手段的應(yīng)用。我?；趦?yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)[3-5]。我院化學(xué)化工課程基于網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)將線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下多媒體教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行了多種方式結(jié)合的混合式教學(xué)探索研究。

1 傳統(tǒng)教學(xué)的弊端

隨著教學(xué)改革的不斷深化發(fā)展，傳統(tǒng)的板書結(jié)合PPT演示講解的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代信息化的進(jìn)程。傳統(tǒng)的教學(xué)過程中課程信息量大，課堂時(shí)間有限，學(xué)生無法在有限的課堂時(shí)間中對(duì)知識(shí)進(jìn)行充分的理解和掌握。而且由于學(xué)生的知識(shí)層次的不同，對(duì)課堂知識(shí)的理解不同，但教師在課堂上無法對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)，老師的課堂輔導(dǎo)及答疑也無法充分的進(jìn)行，給教學(xué)過程的順利進(jìn)行帶來了很大的困惑。

我們基于我校的網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)，將傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)的線上教學(xué)進(jìn)行了結(jié)合，進(jìn)行了混合教學(xué)的探索研究。

2 混合教學(xué)的教學(xué)方式探索

結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，我們對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的課程《化工儀表及自動(dòng)化》進(jìn)行了多角度的混合教學(xué)模式探索。將線下的傳統(tǒng)教學(xué)和線上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合起來，開展了多種方式的混合教學(xué)，通過該教學(xué)改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣及積極性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握及拓展能力。

2.1 線上資源和線下課堂教學(xué)的結(jié)合

基于安康學(xué)院的優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)，《化工儀表與自動(dòng)化》課程建立了豐富的線上資源，包括每節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容的課堂視頻、每一單元的單元導(dǎo)圖總覽、教學(xué)PPT、儀表FLASH等。學(xué)生通過線上資源進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的預(yù)習(xí)，在線下課堂教學(xué)教師的講授中學(xué)生更易于理解知識(shí)，也更方便學(xué)生課后通過線上視頻進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)的復(fù)習(xí)與回顧。

例如講授化工儀表的測(cè)溫環(huán)節(jié)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生可以通過線上資源的課件，視頻等資料進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過線下傳統(tǒng)課堂的教學(xué)加強(qiáng)了對(duì)儀表的理解和認(rèn)識(shí)。

同時(shí)結(jié)合測(cè)溫類儀表進(jìn)行拓展，開展生活中的空調(diào)，電熱器等測(cè)溫類儀表的使用原理的總結(jié)，將該內(nèi)容結(jié)合豐富的線上資源在線下課堂中設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂。由線上資源作為內(nèi)容鋪墊，根據(jù)發(fā)布課題的內(nèi)容，在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生進(jìn)行分組講解，學(xué)生由被動(dòng)聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)收集資料進(jìn)行課堂講解的角色。該方式是以學(xué)生為中心進(jìn)行的個(gè)性化學(xué)習(xí)，將學(xué)生和老師的角色進(jìn)行轉(zhuǎn)變，老師由授課者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，由知識(shí)的灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的管理者，學(xué)生由被動(dòng)聽課者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)及課堂講解者。

通過這種線上資源和翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合的混合教學(xué)方式，學(xué)生查閱了測(cè)溫類儀表的內(nèi)容，積累了相關(guān)案例，并對(duì)該類儀表進(jìn)行總結(jié)和分析，通過這種方式的訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)都是扎實(shí)的，主動(dòng)的，促進(jìn)了教與學(xué)的相互提高。

2.2 線上測(cè)試和線下輔導(dǎo)的結(jié)合

線上網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上還設(shè)置有單元小測(cè)、課程作業(yè)等，比如在化工自動(dòng)化的自動(dòng)控制系統(tǒng)單元講解結(jié)束后，教師結(jié)合課堂教學(xué)中學(xué)生的反饋及自動(dòng)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行作業(yè)編輯及在線發(fā)布，學(xué)生可以在手機(jī)客戶端完成提交。通過手機(jī)的使用，提高了學(xué)生運(yùn)用手機(jī)的學(xué)習(xí)效率及學(xué)習(xí)積極性。

網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)的線上測(cè)試和課堂教學(xué)中教師結(jié)合學(xué)生線上提交的作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行講解的混合教學(xué)方式中，老師在線下教學(xué)中強(qiáng)調(diào)了共性問題，輔導(dǎo)了具有針對(duì)性的個(gè)別問題，增強(qiáng)了教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)的反饋，加強(qiáng)了師生之間的交流與溝通，為教師進(jìn)行針對(duì)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化的輔導(dǎo)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

2.3 線上案例和線下討論的結(jié)合

結(jié)合《化工儀表與自動(dòng)化》課程，教學(xué)過程中設(shè)置了豐富的工業(yè)案例，比如閥門的氣開式與氣開式工業(yè)案例分析及模式選擇，壓力儀表的類型選擇等。對(duì)氣開式或氣關(guān)式的案例進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)的線上發(fā)布，學(xué)生結(jié)合該內(nèi)容進(jìn)行分析，線下課堂教學(xué)中通過分組討論的形式，每組學(xué)生對(duì)案例的氣開式或氣關(guān)式進(jìn)行交流有總結(jié)，得出更合理化的工業(yè)案例解決方案。

線上網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)發(fā)布工業(yè)案例和線下傳統(tǒng)課堂進(jìn)行分析討論的混合教學(xué)方式，讓學(xué)生帶著對(duì)案例分析的問題與答案進(jìn)入課堂，不僅節(jié)省了課堂教學(xué)的時(shí)間，還提升了學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的好奇與學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析實(shí)際工業(yè)案例的能力。

2.4 線上論壇和線下課堂彈幕的結(jié)合

為了增強(qiáng)學(xué)習(xí)過程中的溝通交流，線上網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)設(shè)置了課程論壇。在課程論壇里，學(xué)生課件就發(fā)布的工業(yè)案例，如氣開式或氣關(guān)式的選擇進(jìn)行分析討論，也可以對(duì)不懂得單元小測(cè)中的問題進(jìn)行留言提問，由老師或同學(xué)進(jìn)行作答。線下課堂教學(xué)中的教學(xué)方式也是多樣的，比如課堂教師中可以添加彈幕，通過學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)是否掌握的匿名留言，教師可以隨時(shí)對(duì)授課過程進(jìn)行調(diào)整。也可以在教學(xué)的過程中，老師對(duì)某個(gè)儀表的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)提問，學(xué)生通過彈幕的方式進(jìn)行回答等。

這樣線上論壇和線下課堂中彈幕的相互結(jié)合的混合教學(xué)方式，豐富了師生之間的溝通交流，促進(jìn)了課堂教學(xué)的時(shí)效性和課后交流反饋通道的順暢性。

2.5 線上知識(shí)拓展和線下模具講解

網(wǎng)絡(luò)中豐富的資源可以拓展課堂的內(nèi)容，教師可以對(duì)結(jié)合度高的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展。同時(shí)線下的課堂教學(xué)中也可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，在各類儀表的講授中引入了課堂儀表模具如壓力表、熱電偶溫度計(jì)、液位測(cè)量儀表、顯示儀表等。通過具體的壓力溫度等儀表來實(shí)物講授儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及操作原理，學(xué)生可以更直觀的理解和掌握，并且通過手動(dòng)的接觸操作，對(duì)各類儀表加深認(rèn)識(shí)。

線上拓展內(nèi)容的發(fā)布和課堂中實(shí)物模型的接觸的混合教學(xué)方式，綜合了線上和線下的內(nèi)容，更加拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，提升了知識(shí)層次。

2.6 線上名師課堂和線下企業(yè)工程師進(jìn)課堂結(jié)合

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)中的精品課程，儀表的控制環(huán)節(jié)部分可以選擇精品課程中的名師對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解。同時(shí)在線下多媒體教學(xué)中也可以引入行業(yè)、企業(yè)工程師對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課，如《化工儀表與自動(dòng)化》課堂引入企業(yè)工程師進(jìn)課堂，由工程師給學(xué)生講授各種測(cè)量儀表在工廠中的實(shí)際應(yīng)用。將測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)流量等各類儀表在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用以及測(cè)量值在控制流程中的作用結(jié)合工業(yè)實(shí)際操作進(jìn)行了講授，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)檢測(cè)儀表的認(rèn)識(shí)。與企業(yè)工程師的面對(duì)面接觸以及實(shí)時(shí)的互動(dòng)提升了學(xué)生對(duì)行業(yè)企業(yè)的了解，以及課程知識(shí)在企業(yè)中應(yīng)用的了解。

將線上精品課堂中網(wǎng)絡(luò)名師的講授和傳統(tǒng)課堂中工程師的講解進(jìn)行綜合的混合教學(xué)方式，提升了學(xué)生對(duì)企業(yè)行業(yè)的了解，加深了對(duì)各類測(cè)量表計(jì)的認(rèn)識(shí)。

2.7 線上投票和線下活動(dòng)結(jié)合

我們同時(shí)將該課程結(jié)合化工制圖與CAD進(jìn)行了教學(xué)改革設(shè)計(jì)，將課堂教學(xué)與學(xué)生第二課堂深入結(jié)合，舉辦了化工管道及儀表流程圖(PID圖)的繪圖評(píng)選活動(dòng)。該活動(dòng)結(jié)合學(xué)生已學(xué)的Auto CAD繪圖，將課堂上學(xué)習(xí)的管道及儀表流程圖理論知識(shí)用于繪制我院實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管道儀表及流程圖等。學(xué)生通過分組深入教學(xué)樓的每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，運(yùn)用軟件繪圖并制作視頻作品。每組同學(xué)對(duì)自己的繪圖作品在課堂上進(jìn)行答辯并在化學(xué)化工學(xué)院網(wǎng)頁上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)投票。通過線上投票和線下講解答辯、評(píng)分等環(huán)節(jié)相互結(jié)合的方式。

將課程進(jìn)行教學(xué)改革，進(jìn)行線上投票和課堂中分組展示講解評(píng)選進(jìn)行結(jié)合的混合教學(xué)模式，極大提高了學(xué)生對(duì)儀表理論知識(shí)的掌握能力、繪圖的操作能力、團(tuán)隊(duì)間協(xié)作能力、分析問題及解決問題的能力等，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性及積極性，達(dá)到了課程改革的目的，促進(jìn)了專業(yè)綜合改革進(jìn)一步向前發(fā)展。

3 結(jié) 語

本文對(duì)線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下多媒體課堂結(jié)合的混合教學(xué)方式在化學(xué)化工課堂進(jìn)行了探索研究。通過將線上教學(xué)資源和線下課堂教學(xué)進(jìn)行結(jié)合、線上測(cè)試和線下輔導(dǎo)進(jìn)行結(jié)合、線上案例和線下討論的結(jié)合、線上論壇和線下課堂彈幕的結(jié)合、線上知識(shí)拓展和線下教學(xué)模具的結(jié)合、線上名師課堂和線下企業(yè)工程師進(jìn)課堂結(jié)合、線上投票和線下活動(dòng)結(jié)合等手段進(jìn)行了混合教學(xué)的教學(xué)方式方法探索。為混合教學(xué)的教改研究提供了參考依據(jù)。