工程熱力學(xué)線上教學(xué)實(shí)踐
——以濟(jì)南大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)為例

濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 山東 濟(jì)南 250022

一、引言

在2020年上半年這一特殊時(shí)期，為切實(shí)貫徹“停課不停教，停課不停學(xué)”，迅速完成從“線下”到“線上”的教學(xué)轉(zhuǎn)變，各大高校任課教師們紛紛投入到線上教學(xué)的工作中[1-3]。在線上教學(xué)中，濟(jì)南大學(xué)教師們盡最大努力保質(zhì)保量完成教學(xué)任務(wù)，同時(shí)針對(duì)課程內(nèi)容融入思政元素，開展愛國(guó)主義教育，實(shí)現(xiàn)課程思政與專業(yè)育人同向同行。

《工程熱力學(xué)》是濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)在大二下學(xué)期的一門課程，是后續(xù)專業(yè)課程的先修基礎(chǔ)課。課程目標(biāo)是使學(xué)生獲得熱力學(xué)的基本定律和規(guī)律的基礎(chǔ)知識(shí)，具備分析熱力過(guò)程和熱力循環(huán)的能力，同時(shí)使學(xué)生的節(jié)能減排意識(shí)和科技報(bào)國(guó)的責(zé)任感得到增強(qiáng)。以下將重點(diǎn)介紹《工程熱力學(xué)》課程線上教學(xué)策略，實(shí)施效果及教學(xué)疫情防控常態(tài)化后課程教學(xué)改革設(shè)想等內(nèi)容。

二、課程教學(xué)策略

基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特殊性，以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，課程團(tuán)隊(duì)制定了一套線上教學(xué)策略。具體內(nèi)容如下：

1.整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為“課前預(yù)習(xí)—課上講解與互動(dòng)—課下復(fù)習(xí)”三個(gè)環(huán)節(jié)，第一和第三環(huán)節(jié)在超星平臺(tái)上實(shí)施，第二環(huán)節(jié)在QQ課堂中實(shí)施。實(shí)施流程如下：(1)課前：教師在超星平臺(tái)上發(fā)布課前預(yù)習(xí)內(nèi)容(自測(cè)題，PPT等)，學(xué)生對(duì)測(cè)試題進(jìn)行解答。該過(guò)程能夠鍛煉學(xué)生自學(xué)能力。教師及時(shí)閱覽學(xué)生的答題情況，明確課上講授的內(nèi)容，并制定課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。(2)課上：教師根據(jù)課前制定的教學(xué)方案開展教學(xué)，利用QQ群的直播和屏幕分享等功能，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)和共性問(wèn)題進(jìn)行講授，并錄制教學(xué)視頻。多采用問(wèn)題式教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考，將知識(shí)點(diǎn)融入到與學(xué)生的交流和互動(dòng)中，有效提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)熱情。(3)課下：教師及時(shí)反思和整理上課情況，與同學(xué)進(jìn)行交流及輔導(dǎo)。將課上的授課視頻上傳到超星平臺(tái)作為學(xué)生的復(fù)習(xí)資料。在超星平臺(tái)上布置作業(yè)，較多的是開放性的題目，考察學(xué)生對(duì)課程整體內(nèi)容的理解、做題思路、邏輯性等，激發(fā)學(xué)生自主思考和尋找答案。鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜尋并學(xué)習(xí)與課程內(nèi)容相關(guān)的資料，豐富知識(shí)儲(chǔ)備的同時(shí)提高自學(xué)能力。

2.采用多種教學(xué)方法?？刹捎脝?wèn)題式和啟發(fā)式教學(xué)方法，由教師引導(dǎo)學(xué)生展開思考和討論，找出問(wèn)題的正確答案。在這個(gè)過(guò)程中教師將知識(shí)點(diǎn)融入到交流與互動(dòng)活動(dòng)中，提高學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)熱情；利用多媒體教學(xué)，采用動(dòng)畫的形式直觀展示裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程及工作過(guò)程的3D小視頻等，作為課前預(yù)習(xí)資料或者用于課上講授，盡可能的增加學(xué)生的工程應(yīng)用知識(shí)以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.設(shè)計(jì)開放式的作業(yè)題和測(cè)試題，考察學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度，是否構(gòu)建了自己的知識(shí)體系框架。例如，“針對(duì)熱力循環(huán)的題目，你認(rèn)為合理的做題步驟是什么?”以及“如何獲得理想氣體和水蒸氣的熱力學(xué)參數(shù)?”等的題目可以考察學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解及研究方法的掌握。引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，戒掉“囫圇吞棗”式的舊方法。

4.在知識(shí)點(diǎn)中融入思政元素。從課程內(nèi)容中總結(jié)概括出3個(gè)方面融入思政元素，分別為科學(xué)定律與概念、科學(xué)家的卓越成就以及工程應(yīng)用。各方面融入不同的思政元素并采取不同的融入方式，從而豐富思政教育的內(nèi)容和形式。另外，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各類科技文化競(jìng)賽活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研工作。

5.制定課程考核方式。課程的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要由線上和線下成績(jī)組成，其中線上章節(jié)作業(yè)占30%，課堂討論占10%，線上測(cè)試占10%，線下考試占50%。

三、課程的教學(xué)效果分析

1.此次課程教學(xué)中教師共發(fā)布課前預(yù)習(xí)測(cè)試題8套，學(xué)生按時(shí)完成率平均值為87%，未能按時(shí)完成的主要是17級(jí)重修的學(xué)生。PPT文檔12個(gè)，學(xué)生下載率平均值在85%左右。數(shù)據(jù)表明：18級(jí)學(xué)生課前的自學(xué)情況良好，而重修學(xué)生較差。

2.學(xué)生課下觀看視頻的時(shí)間最長(zhǎng)為270.6分鐘，最短0分鐘，平均時(shí)長(zhǎng)31.5分鐘；教師發(fā)布作業(yè)10個(gè)，學(xué)生按時(shí)完成率平均值80%，未能按時(shí)完成的主要是17級(jí)重修的學(xué)生。18級(jí)學(xué)生的作業(yè)按時(shí)完成率較高，完成度較好，但是存在一定的抄襲。

3.每堂課上教學(xué)環(huán)節(jié)共設(shè)計(jì)互動(dòng)題4～7個(gè)，隨機(jī)抽取10人左右回答問(wèn)題，大部分同學(xué)能及時(shí)作答，少數(shù)同學(xué)回答“不知道”，另有極少數(shù)同學(xué)處于離線狀態(tài)始終沒有回答。學(xué)生課下通過(guò)QQ與教師總共交流20次左右，主動(dòng)問(wèn)課上沒有聽懂的問(wèn)題。

4.學(xué)生期末卷面最高成績(jī)89分，最低成績(jī)7分，40～65分區(qū)間較集中。卷面成績(jī)較上屆有一些提高，說(shuō)明大部分同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解程度并沒有因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)教學(xué)而受到影響。

四、線上課程實(shí)施情況對(duì)線下課程教學(xué)改革的啟示

線下課堂中，我們?nèi)詫⒉捎谩罢n前―課上―課后”的混合式教學(xué)模式，每個(gè)環(huán)節(jié)配置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，完成構(gòu)成整節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。課前在超星平臺(tái)上發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容以及測(cè)試題，教師及時(shí)獲取詳實(shí)可靠的預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)及預(yù)習(xí)題的做題情況，了解學(xué)生的弱點(diǎn)所在，為課上教學(xué)提供有力的抓手。課堂上講授的重難點(diǎn)、互動(dòng)討論及思政等，多采用問(wèn)題式教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考，將知識(shí)點(diǎn)融入到與學(xué)生的交流和互動(dòng)中，有效提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)熱情。另外，我們想利用雨課堂智慧教學(xué)工具，利用其簽到、答題及互動(dòng)等功能，輔助進(jìn)行課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生的注意力，提升教學(xué)質(zhì)量。然后，課堂測(cè)試和期末測(cè)試中，設(shè)計(jì)一些開放式的題目，考察學(xué)生的科學(xué)邏輯思維以及方法的掌握。最后，重新制定學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考評(píng)方法，采用過(guò)程考評(píng)和結(jié)果考評(píng)并重的方法。過(guò)程考評(píng)采用多種方式相結(jié)合，如課前預(yù)習(xí)情況、課堂討論及課外研究項(xiàng)目等。