微課促進高校化工原理教學改革的應用研究

張琪　陳樂　韶暉

[摘 要]化工原理課程是以化工過程中的單元操作為研究對象，引導學生由純理論學習轉向實踐性和工程性學習的一門工程技術基礎課。化工原理教學改革勢在必行；微課在化工原理教學改革中應用的可行性；化工原理微課資源的設計與開發；化工原理微課的教學設計；微課在化工原理教學改革中的推廣價值。

[關鍵詞]微課；化工原理；教學改革

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0155-02

一、化工原理教學改革勢在必行

化工原理課程是以化工過程中的單元操作為研究對象，引導學生由純理論學習轉向實踐性和工程性學習的一門工程技術基礎課。化工原理是學生認識化工生產的窗口，是走入工程領域的“敲門磚”和“奠基石”。化工原理課程作為高校化工類的一門最重要的技術基礎課，它的教學內容、教學方法和教學質量被視為衡量化工類本科教育水準的關鍵因素及評價指標。[1]化工原理課程涉及的單元操作較多、物理量多、公式多、計算繁瑣，且與化工生產過程及化工設備緊密相連。對于初次接觸的學生來說，這學起來既生疏又抽象，學生們普遍對它不感興趣，且感覺學習的難度很大。因此，如何更好地激發學生學習化工原理課程的主動性，使學生在有限的課時內更好地理解掌握課堂講授的知識點，減輕學生學習的困難，讓學生既直接感受知識，又體會到運用知識的樂趣，成為化工原理教學改革的關鍵。

傳統的化工原理課程資源因為“大單元、大容量、不便于精確定位學習點、不便于傳輸”等缺點，已無法滿足學習者的需求。現在大學生學習方式呈現多元化的趨勢，學生對個性化學習的追求也愈加迫切。與此同時，學習也正在走向移動化、微型化、碎片化、聚焦化。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中明確提出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。要加快教育信息化進程，加強網絡教學資源體系建設，促進優質教育資源普及共享。”在眾多教育資源形式中，微課以其“短、小、精、趣”的特征，迎合了時代的要求和大眾心理，在國內外教育領域中得以快速發展。微課能更好地滿足學生對不同知識點的個性化學習、按需選擇學習，是傳統課堂學習的一種重要補充和拓展資源。[2]化工原理微課資源的建設，將在化工高等教育教學改革中起到巨大的推動和促進作用。

二、微課在化工原理教學改革中應用的可行性

微課資源的產生是基于資源微型化的需求、視頻資源的優勢。微課在化工原理教學改革中能夠借助現代信息技術和互聯網的便利，實現化工原理教學內容的多樣化建設。微課在教學內容和教學形式方面都有著獨特的優越性：時間短，效率高。雖然學生每次只接受少量的新知識，但是對信息的關注度和理解力會增強，從而對所涉及的信息留下深刻印象。微課能夠使學生產生“更加聚焦的學習體驗”[3]，因而更能從真正意義上提高學習的有效性，推動化工原理課程內容與課程體系的改革。微課的建設還能夠推動化工原理教學方法與教學手段的改革。微課本身就是一種創新的教學方法，它能創造性的調動學生的學習積極性，讓學生更加自主、自助的學習；它強調學生個性化和個別化學習，能有效調節學生的學習步調和進度。

正如教育部劉利民副部長指出的那樣，“微課是符合時代要求的積極探索，并希望借此推動教師教育方式方法的變革，解決教育需求多樣性、資源便捷性等問題，促進教學與現代信息技術的深度融合”。因此，將微課引入高校的化工原理教學改革，在很大程度上將激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率，推動化工原理教師專業發展和教學能力的提升，促進教師投入化工原理課程改革和教學研究的熱情，強化信息技術與化工原理學科教學的融合。可以說，微課資源在化工原理教學改革中的開發與應用，對于移動學習時代的個人教育、學校教育都具有極為重要的戰略意義和現實價值。

三、化工原理微課資源的設計與開發

設計與開發化工原理微課資源要緊密聯系化工原理教學目標與內容，教師要對教學內容、教學方法進行合理的組織，針對核心問題設計出最佳的教學模式。化工原理微課資源的設計與開發主要遵循以下思路和方法。

1.合理選題。師要根據化工原理課程的特點選取相對獨立、完整、實用性強、能促使學習者深度學習、思考的短小精悍的微問題，根據化工原理教學內容中每個單元操作的重點、難點、易錯的知識點進行合理選題，有針對性地進行講解剖析。

2.微課的教學設計。通過巧妙的教學設計，更準確的定位化工原理教學目標、教學重點和難點。

3.精細化課堂教學。擷取化工原理課程精華，進行層層的剖析和梳理，使教師的教學任務更加明確化、精細化。

4.建立多樣化的化工原理微課類型，如講授類、問答類、啟發類、討論類、演示類、練習類、實驗類、自主學習類、合作學習類、探究學習類等，構建主題鮮明、類型多樣、結構緊湊的主題單元資源包。

5.撰寫化工原理微課視頻字幕。開頭加標題交代教學內容主題，重點、難點處添加字幕。

6.拓展其他教學資源。以視頻和音頻文件、圖片以及多媒體動畫等表現形式添加對化工原理教學的反思、專家點評、學生反饋以及課堂練習等教學資源，以豐富化工原理微課的內容。

四、化工原理微課的教學設計

根據全國首屆中小學微課教學比賽教師問卷調查顯示，有76%的教師認為，微課的教學設計非常重要，是微課制作過程中最重要的環節，這個比例遠高于“選擇微課教學主題”（45%）、“制作微教學課件”（43%）、“教師教學活動實施過程”（42%）等環節。[4]因此，在化工原理微課資源開發中，要高度重視微課的教學設計。通過巧妙的教學設計能更準確的定位化工原理教學目標、教學重點和難點。

在化工原理微課程的教學設計過程中，教師要對教學內容、教學方法進行合理的組織，緊密聯系化工原理教學目標與內容，針對核心問題設計出最佳的教學模式。微課程地教學設計要保證在盡量簡短的時間內，將知識點講授得完整、清晰、易于理解，引發學生積極深入思考；同時還要有較強的吸引力，能在微視頻開始的1～2分鐘內吸引學習者的眼球并讓其饒有興趣地觀看，將學生的注意力和興趣點調動起來，讓學生可持續地主動學習。

化工原理第一章流體流動中機械能守恒方程，即伯努利方程及其應用是重點。我們以化工原理教學團隊陳樂教師參加的首屆全國高校微課教學比賽“伯努利方程的應用”微課程作品為例，針對伯努利方程這一重要的知識點進行微課教學方案設計。首先，由動畫演示小區供水流程，讓學生更加直觀的結合生活中的實例理解化工原理中的機械能守恒的原理，并提出問題：為何水塔需要建造一定高度？從而引出流體流動中存在的三種機械能，即位能（gz）、壓強能（P/ρ）和動能（u2/2）以及它們之間的守恒原則：柏努利方程。指出位能、壓強能和動能之間可以互相轉換其和不變，當位能減小時，動能或壓強能勢必升高；或當動能升高時，則壓強能或位能勢必減小。然后通過視頻舉例飛機為什么能夠飛在空中，讓學生深入體會柏努利方程所反映的能量轉換問題的應用，揭示飛機為什么會飛的奧秘所在，增加學生學習的興趣。理解了柏努利方程的應用原理后，最后回答微課開始動畫中所提出的問題：為何水塔需要建造一定高度？水塔儲存了一定高度的水，使得水具有較高的位能，往下流動的過程中位能轉化為壓強能和動能了，于是可以滿足用戶供水需要。通過水塔供水、飛機飛行等常見的生活實例，結合圖片和動畫，可以生動形象地講解流體流動的守恒原則及應用原理，使學生易于理解，印象深刻。

五、微課在化工原理教學改革中的推廣價值

化工原理微課資源的設計與開發，可以為學生創造無所不在的微學習，極大地拓展了化工原理學習的時間和空間，使得學習不再僅僅局限于課堂上和教室中。學生能夠利用新的多媒體技術與互聯網技術改進學習質量，有利于學生用最短的時間掌握最重要的知識要點，這既可查缺補漏又能強化鞏固知識，還能提高學習效率。微課程使化工原理學習不再單調和枯燥，而是充滿了愉悅，同時這也激發了學生學習過程中的創造力。化工原理微課程教學還有利于教師不斷鉆研業務，總結教學經驗，提高教學質量；有利于教師精講精練，抓住教學重點進行有效教學，是教師專業成長的重要途徑。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 鐘理，伍欽，鄒華生.化工-數字整合推動化工原理課程改革芻議[J].化工高等教育，2002（4）：65-66.

[2] 胡鐵生.“微課”：區域教育信息資源發展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（10）：61-65.

[3] 張靜然.微課程之綜述[J].中國信息技術教育，2012（11）：19-21.

[4] 胡鐵生，黃明燕，李民.我國微課發展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志，2013（4）：36-42.

[5] 肖楊，陳勝慧.《化工原理》少學時教學改革思考[J].大學教育，201（8）：96.

[責任編輯：陳 明]