基于雨課堂的《化工分離工程》混合式教學(xué)探索與應(yīng)用實(shí)踐*

畢秋艷

(青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

在教育部教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃的推動(dòng)下，新型教學(xué)模式不斷涌現(xiàn)并逐漸完善[1]。線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式取得了非常大的成功，目前已經(jīng)在全國各大高校、高職及中職院校進(jìn)行了大規(guī)模推廣應(yīng)用，并受到了廣大師生的好評?？梢哉f混合式教學(xué)的出現(xiàn)與實(shí)施，打破了傳統(tǒng)的老師講授、學(xué)生聽學(xué)的教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生學(xué)為主體，教師予以指導(dǎo)”的教學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生在課前對相關(guān)知識(shí)的預(yù)習(xí)情況，教師在課堂上給予指導(dǎo)，幫助學(xué)生獲取、吸收、消化知識(shí)，真正體現(xiàn)學(xué)生的主體性。雨課堂作為線上教學(xué)工具是由學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同開發(fā)的一款嵌套在PowerPoint軟件中并可以通過微信獲取教學(xué)資源的小程序[2-3]。雨課堂是開展混合式教學(xué)過程非常重要的教學(xué)方式和手段。文中將以《化工分離工程》為例探索基于雨課堂的混合式教學(xué)模式的應(yīng)用。

1 混合式教學(xué)在《化工分離工程》課程中的必要性

《化工分離工程》是高等學(xué)校化學(xué)工程及工藝專業(yè)本科教學(xué)環(huán)節(jié)中的一門專業(yè)主干課程。在2019年青海大學(xué)新修訂的教學(xué)大綱中，該課程的理論課時(shí)數(shù)為32學(xué)時(shí)，而其需要講授的內(nèi)容較多，按照傳統(tǒng)的課堂講授方式完成該課程的教學(xué)任務(wù)是比較困難的。從課程內(nèi)容上看，理論抽象、體系繁復(fù)、數(shù)學(xué)計(jì)算非常復(fù)雜，尤其是多組分多級分離嚴(yán)格計(jì)算法部分，這讓學(xué)生感到枯燥乏味、課堂氛圍比較壓抑沉悶。大部分學(xué)生沒有工程學(xué)習(xí)背景，很難理解使用工程意識(shí)和思維解決問題的出發(fā)點(diǎn)。從學(xué)生生源地分布上分析，有相當(dāng)一部分學(xué)生來自青海、西藏等地偏遠(yuǎn)的農(nóng)村或者牧區(qū)，盡管這些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中都非常的努力，但是基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、語言交流不暢等原因?qū)е缕鋵Σ荒苡行У乩斫獠⑽照n程內(nèi)容。基于上述問題，《化工分離工程》課程教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)質(zhì)量等方面還面臨著較大的挑戰(zhàn)。

1.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

就目前來看，《化工分離工程》課程所講授的內(nèi)容除了傳統(tǒng)的分離方法外，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)增加涉及新型分離技術(shù)(如超臨界萃取、膜分離技術(shù)等內(nèi)容)的講授，做到傳統(tǒng)分離技術(shù)與現(xiàn)代分離方式的有機(jī)結(jié)合。面對課時(shí)量少我們是這樣來協(xié)調(diào)的，以特殊精餾部分為例，特殊精餾包括萃取精餾、共沸精餾和反應(yīng)精餾等內(nèi)容，其中反應(yīng)精餾作為《化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)》的一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，因此，不占用理論課課時(shí)進(jìn)行講解；在講解萃取精餾部分時(shí)，可以將超臨界萃取的知識(shí)加進(jìn)來進(jìn)行講解，這樣既可以增長學(xué)生的視野，又可以發(fā)散學(xué)生的思維。同時(shí)該課程是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，在本專業(yè)學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)方面舉足輕重，因此在理論講授的同時(shí)，還應(yīng)適時(shí)地引入科研實(shí)例、工程案例來充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。

1.2 提升教學(xué)質(zhì)量

在新的教學(xué)環(huán)境與模式下，我們需要給予“課前預(yù)習(xí)+教師授課+課后復(fù)習(xí)”新的定義。通過視頻、音頻等多種形式課前知識(shí)內(nèi)容的推送取代學(xué)生單獨(dú)面對課本的預(yù)習(xí)過程；基于學(xué)生對課前知識(shí)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)信息，教師在課上可以根據(jù)同學(xué)們反映的重點(diǎn)、難點(diǎn)等問題有依據(jù)的進(jìn)行深入講解；課后復(fù)習(xí)階段必不可少，該階段是檢驗(yàn)前面兩階段學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵，既需要書面作業(yè)的完成，也需要線上作業(yè)的配合。此時(shí)雨課堂的錄屏功能以及內(nèi)嵌的視頻資料就發(fā)揮出了巨大的作用，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況反復(fù)聽取授課教師的講解，為學(xué)生查漏補(bǔ)缺提供了平臺(tái)，可有效提高學(xué)習(xí)效率、提升教學(xué)質(zhì)量。

2 基于雨課堂的混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)施

根據(jù)《化工分離工程》的課程特點(diǎn)可以看出，該課程在混合式教學(xué)模式的實(shí)施過程中難度是比較大的，特別是課前預(yù)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)?；谟暾n堂的混合式教學(xué)模式將通過新定義的“課前預(yù)習(xí)+教師授課+課后復(fù)習(xí)”三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 課前預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)對整堂課知識(shí)的理解和吸收非常重要，是完成學(xué)習(xí)任務(wù)的第一步。在本環(huán)節(jié)主要是通過雨課堂推送包括視頻文件、PPT以及預(yù)習(xí)題等在內(nèi)的預(yù)習(xí)課件。其中視頻文件的來源較為廣泛，可以是網(wǎng)絡(luò)版視頻文件，也可以是教師錄制的本地視頻文件(清華大學(xué)為青海大學(xué)教師免費(fèi)開放了會(huì)員權(quán)限)。預(yù)習(xí)題是對學(xué)生預(yù)習(xí)效果檢驗(yàn)和反饋的好方式，題型可以是填空題、單選題、多選題或者主觀題。值得注意的是，在該階段任務(wù)的設(shè)計(jì)過程中所選取的內(nèi)容連續(xù)性不應(yīng)太強(qiáng)、花費(fèi)的時(shí)間要少、最好有工程實(shí)例以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)課前預(yù)習(xí)完成的時(shí)間節(jié)點(diǎn)最好是上課前一天，這樣授課教師可以根據(jù)雨課堂反饋的學(xué)生的預(yù)習(xí)情況調(diào)整授課節(jié)奏。

2.2 教師授課

課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是完成教學(xué)任務(wù)的主體部分。尤其是《化工分離工程》這門課程中涉及大量的公式推導(dǎo)、矩陣求解等內(nèi)容，最好是在課堂上進(jìn)行講解。學(xué)生通過掃碼進(jìn)入相應(yīng)的課堂，教師開啟授課，此時(shí)學(xué)生可在手機(jī)端與教師同步進(jìn)行；根據(jù)課程需要設(shè)置練習(xí)題、彈幕、發(fā)布投稿、發(fā)放紅包等，這些教學(xué)小技巧都能很好的調(diào)節(jié)課堂氣氛，緩解學(xué)習(xí)壓力?；し蛛x工程計(jì)算量大、計(jì)算過程繁復(fù)、課堂實(shí)例相對較少，這時(shí)可以通過科研實(shí)例與課堂教學(xué)相結(jié)合的方式，增加案例講解的同時(shí)提高大家的學(xué)習(xí)興趣。新形勢下的教師應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者和協(xié)助者，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，因此，我們可以根據(jù)內(nèi)容的難易程度利用雨課堂實(shí)現(xiàn)課堂的部分翻轉(zhuǎn)甚至是完全翻轉(zhuǎn)，以此提高學(xué)生的主體性和積極性；教師要從根本上實(shí)現(xiàn)身份的轉(zhuǎn)變。

2.3 課后復(fù)習(xí)

課后習(xí)題是學(xué)生對知識(shí)吸收和復(fù)習(xí)情況的檢驗(yàn)。教師可以通過推送課后作業(yè)、試卷的形式布置課后任務(wù)。通過雨課堂的試卷功能布置課后作業(yè)，學(xué)生可以在方便的時(shí)候進(jìn)行作答，不受時(shí)空限制。作答完成提交后，教師即可看到作答情況，進(jìn)行訂正，了解學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。該過程方便快捷，避免了傳統(tǒng)紙板作業(yè)不易保存、收發(fā)效率低、反饋不及時(shí)的缺陷。

3 《化工分離工程》雨課堂教學(xué)案例

以單級平衡過程中的相平衡一節(jié)為例[4-5]，采用雨課堂進(jìn)行混合式教學(xué)，將從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、實(shí)施及效果評價(jià)等方面進(jìn)行闡述。

3.1 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容：相平衡；

課程時(shí)長：兩小節(jié)課共計(jì)90分鐘；

教學(xué)對象：大學(xué)本科四年級學(xué)生；

教學(xué)目的：掌握相平衡及相平衡常數(shù)的計(jì)算；

教學(xué)要求：掌握相平衡概念、相平衡關(guān)系式及相平衡常數(shù)的計(jì)算；

教學(xué)重點(diǎn)：相平衡概念、相平衡常數(shù)的計(jì)算；

教學(xué)難點(diǎn)：相平衡常數(shù)的計(jì)算。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施

3.2.1 課前預(yù)習(xí)階段

通過雨課堂發(fā)布預(yù)習(xí)課件，學(xué)生可通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備觀看教師所發(fā)布的內(nèi)容，時(shí)間、地點(diǎn)等不受限制。本講的預(yù)習(xí)課件中包含背景知識(shí)、相關(guān)視頻、預(yù)習(xí)試題等內(nèi)容。雨課堂可以通過后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測每位同學(xué)對預(yù)習(xí)課件的學(xué)習(xí)情況、預(yù)習(xí)題目的掌握情況，并可及時(shí)將相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)反饋給對應(yīng)的同學(xué)及教師，這為學(xué)生平時(shí)成績的給出提供了依據(jù)。

預(yù)習(xí)課件內(nèi)容：相平衡、相平衡常數(shù)的概念；理想體系的條件及分類；

預(yù)習(xí)試題內(nèi)容：求取相平衡常數(shù)的方法有哪些？判斷不同體系下，相平衡常數(shù)的復(fù)雜程度：完全理想系下，相平衡常數(shù)的計(jì)算是否最容易求解？

預(yù)習(xí)階段期望達(dá)到的效果：掌握相平衡、相平衡常數(shù)的概念、理想體系的分類；了解相平衡常數(shù)的計(jì)算方法。

3.2.2 課中講授階段

首先，通過簡單的題目對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行測試，題目主要為填空題、選擇題、判斷題等客觀題目。包括相平衡條件(選擇題)、相平衡關(guān)系的表達(dá)方式(填空題)、相平衡常數(shù)的計(jì)算公式(選擇題)、理想體系的分類(填空題)。雨課堂會(huì)在學(xué)生提交作答后立即進(jìn)行訂正、并給出作答情況，這樣既可以使學(xué)生了解自己的問題，又可以幫助教師掌握學(xué)生的課前預(yù)習(xí)效果。在這個(gè)過程中，教師可以設(shè)置小額紅包發(fā)放給學(xué)生，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

然后，利用雨課堂開始“相平衡”章節(jié)的授課，授課過程中為了提高學(xué)生的積極性與參與度、緩解課堂氣氛，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置彈幕、投稿、投票或者發(fā)放紅包等環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)學(xué)生可以大膽的說出自己的想法和疑問，事實(shí)證明該環(huán)節(jié)頗受學(xué)生和教師的喜愛，既活躍了課堂氣氛，又拉近了師生之間的距離。

總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，完善授課過程，布置課后習(xí)題。

3.2.3 課后鞏固階段

基于《化工分離工程》的課程特點(diǎn)，課后作業(yè)包括線上客觀題部分與線下主觀題(主要為計(jì)算題)的作答?？陀^題在學(xué)生提交后即可查看正確答案，主觀題目的作答結(jié)果，學(xué)生可以通過拍照、語音、視頻等方式上傳，教師在后臺(tái)進(jìn)行訂正。

3.3 教學(xué)效果評價(jià)

針對于本節(jié)課教學(xué)效果的評價(jià)主要從以下方面開展：一是學(xué)生課前的預(yù)習(xí)效果、參與度；二是課中對老師口頭問題的回應(yīng)度；三是課中對推送問題的作答情況；四是課后習(xí)題的解答情況與自我剖析。其中，第一、三、四條，均可通過雨課堂的后臺(tái)數(shù)據(jù)分析獲得具體的數(shù)據(jù)，第二條則需要教師根據(jù)學(xué)生的課上表現(xiàn)作出判斷。引入雨課堂不但可以方便教學(xué)過程，同時(shí)為教師評定學(xué)生的平時(shí)成績給予了有力的支撐。

4 基于雨課堂混合式教學(xué)的反思

首先雨課堂全程錄屏，可支持無限次回放，這樣有助于學(xué)生針對有疑問的地方進(jìn)行反復(fù)聽講；二是雨課堂強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)分析，可以適時(shí)地訂正學(xué)生的作答情況，統(tǒng)計(jì)學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)及掌握情況，方便教師根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)方式和內(nèi)容；三是學(xué)生可以通過手機(jī)學(xué)習(xí)，使“低頭族”實(shí)現(xiàn)蛻變；四是學(xué)生可以通過彈幕、投稿等方式向教師反映存有疑惑之處，避免了學(xué)生不懂卻不好意思問的尷尬局面的出現(xiàn)；五是解決了課時(shí)量少而課程內(nèi)容多的矛盾。最主要的是提高了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師起引導(dǎo)、指導(dǎo)作用的教學(xué)模式。

盡管如此，仍有一些問題值得注意：首先就是大范圍的使用雨課堂等現(xiàn)代教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生需要長時(shí)間的將注意力集中在手機(jī)上，這樣長期以往，頸椎酸痛、視力下降等問題將凸顯出來；另外，學(xué)生可以借低頭學(xué)習(xí)課件的機(jī)會(huì)，堂而皇之的玩手機(jī)，這些問題希望可以引起廣大教育工作者的注意。

5 結(jié) 語

在教育部教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃及“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景的推動(dòng)下，學(xué)生獲取知識(shí)的手段與方式都發(fā)生了顛覆性的改變，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。本文在《化工分離工程》課程中采用以雨課堂為基礎(chǔ)的混合式教學(xué)模式，使學(xué)生由被動(dòng)地接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)汲取者，使教師的身份由知識(shí)的傳授者逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生獲取知識(shí)的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者，真正實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)生為主體”、極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、獨(dú)立思考的能力與探究能力。同時(shí)，對教師也提出了更高的要求，需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、深挖課程特點(diǎn)，探求真正適合本門課程的混合式教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)提升教學(xué)效果的目的。