“互聯網+”時代化學反應工程的混合式教學探索

張麗麗，蘇 瓊，張胡彬

(西北民族大學，甘肅 蘭州 730000)

化學反應工程作為高等教育化工類專業的核心必修課程之一，它與反應動力學、化工熱力學、傳遞工程、工程控制等都有著緊密的聯系，化學反應工程在夯實大學生工程基礎、強化化學工程分析能力和運用化學工程理論解決實際工程問題方面都起著舉足輕重的作用?！盎ヂ摼W+”時代下，鑒于教育理論和技術的不斷發展，在以變革與創新為主旋律的信息時代，傳統課堂教學已不能適應當今社會對所需人才創新精神與實踐能力的新要求，因此，推進高等教育教學模式改革，改革和創新《化學反應工程》教學模式勢在必行。

1 化學反應工程混合式教學改革的背景透視

1.1 化學反應工程傳統教學的不足

(1)課堂以教為主，學生自主學習能力欠缺

當前,化學反應工程課程理論教學大多都以“多媒體+板書”的講授方式實施教學活動[1]。化學反應工程研究的內容涉及從原材料到化工產品的整個流程，即包括原材料預處理、化學反應過程和產物后處理三個過程，其中化學反應過程則是整個流程的核心步驟，是反應工程的重點研究內容[2]，旨在通過優化反應器的設計和操作達到改善化學反應過程的目的。對學生來說，反應工程內容較為抽象,數學公式繁雜，并且計算推導困難。課堂上，他們處于被動地接受知識的狀態,認知活動只停留在“是什么”的層面,較難理解知識背后的原理和工程分析方法,導致大多數學生的學習動機不足,自主學習能力更是欠缺,難以適應“互聯網+”時代下教學與學習的新需求。

(2)重講授輕實踐，工程實踐能力培養重視不夠

化學反應工程是一門實踐性較強的課程，實踐教學作為培養學生的創新精神與實踐能力的重要途徑顯得尤為重要。然而，傳統實踐教學環節往往由于理論學時和實驗硬件設施條件的限制往往重視不夠，專業實驗僅安排一些簡單的演示型與驗證型的實驗[3]，認識和生產實習也只是流于實踐形式，沒能將課程所學理論與生產實踐相結合進行深入的理解和分析，使得學生工程實踐能力的培養難以達到課程要求。

(3)考核以期末成績為主，教學評價不夠全面

化學反應工程傳統教學評價中期末考試成績占據著重大比例，評價的重點聚焦于學生知識點的掌握情況[4]，對學生知識應用水平和能力獲得的評價缺乏足夠的重視。這種以期末成績為主的終結性評價難以全面地了解學生真實認知水平和能力產出。

2.2 “互聯網+”混合式教學的有效性

不同的學者從自身課程教學實踐改革開展了混合式教學改革的探索。程少云等基于藍墨云班課+SPOC平臺對大學英語課程實施了混合式教學實驗研究，對教學素材、教學活動過程和教學活動評價作了相應的設計，使得線上線下學習無縫連接，結果表明混合式教學對提高學生學習成績和能動性有積極的作用[5]；吳爭春基于SPOC探究了高校思想政治理論課的混合式教學實踐，實踐結果證實了混合式教學符合學習者的心理需求，并且大學生群體中有著較高的認同度[6]；齊景嘉等探究了新媒體環境下的翻轉課堂，并以“大學計算機基礎”課程為例進行了教學實踐，并結合在線學習和離線學習的實際情況對課程考核環節進行了設計，并調查了學生對教學實踐的滿意度，調查結果說明翻轉課堂教學對于優化大學生的學習方式和改善教學效果有一定的作用[7]。可見，“互聯網+”時代，線上-線下混合式教學可以提高教學的有效性并以其獨有的教學優勢漸漸成為了教育教學中的主流教學方式。

2 化學反應工程混合式教學改革要點

2.1 線上自學與線下研論結合——“以教為主”向“以學為主”轉變

基于布盧姆認知目標分類理論，化學反應工程混合式教學可以將低階認知目標前置于課前線上自主完成，高階認知目標則可以通過線下研討于課中重點關注。課前，學生通過線上自學完成反應工程基礎理論知識的記憶和理解，一方面可以彌補因課程內容相對增加而課時數相應減少的教學壓力，另一方面能夠激發學生學習興趣，培養自主學習能力；課堂上，教師依據學生課前對知識的記憶與理解程度，通過設定一定的學習任務或專題探究如“以合成氨過程的反應器為對象，分析討論反應器的催化劑裝填特點、操作條件及方式”，讓學生能夠有意識的圍繞特定化學反應和反應器結構，結合所學知識進行發散思維、分析、討論和反思等一系列復雜的認知活動，進而得出有效結論，以達到高階目標的培養要求。

2.2 線上理論分析與線下實踐結合——知識傳授與能力培養并重

混合式教學改革要注重將理論分析和工程實踐相結合，線上學生可以通過觀看產品生產實際案例，從反應器選擇、改變反應溫度、設定溫度序列等方面對最終的選擇率及生產成本等進行理論分析，并讓學生參與線上互動討論，并完成PPT分析報告，并于課堂進行匯報；此外線上可以借助相關化工仿真軟件(AutoCAD、Aspen Plus)進行仿真訓練，讓學生以操作員的角色操縱反應工藝流程，感受實際生產過程，提高課程學習興趣。線下則重點強化實踐教學環節，開展多樣化的實踐教學活動。首先，要抓住認識實習和生產實習的生產現場學習的機會，有意識指導學生觀察真實的反應器和大規模生產過程，使學生對本課程有一定的直觀感性認識和學習興趣；其次，合理安排專業課程實驗，使理論內容學習與實驗項目同步銜接，學生能夠即時利用所學知識分析實驗原理和步驟，促進知識的內化和實驗技能的培養；再次，課程設計也是教學實踐的重要環節，主要由教師給出設計題目，學生分組團隊合作完成設計任務，并提交工程設計圖紙，旨在促進學生對各種反應器和生產設備的深入了解，培養學生依據反應原理解決實際工程問題的能力；最后，畢業實習和設計要注重引導學生理解反應過程如何在大規模生產中真實實現的，如何通過結合反應實際對反應器進行優化設計，關注生產的經濟效益，培養學生的創新實踐能力和工程素養。

2.3 線上學習與線下學習評價結合——過程評價與結果評價全面考核

化學反應工程混合式教學評價由線上基于學生學習過程數據的評價與線下基于學生參與教學活動的效果評價組成。線上學習評價主要通過學生的學習頻率、學習時長、發問頻率、參與討論頻率來分析學習者的學習過程；線下學習效果評價主要通過學生平時課堂考勤、研討參與度、專業實驗成績、課程設計作業、專業實習、仿真訓練、階段測評、以及期末考核等幾個方面的成績組成。教師可以通過線上與線下評價全面了解學生知識掌握和能力獲得的情況，持續改進自己的教學方式方法，學生可以通過評價反饋了解自己課程學習存在的不足，及時調控自己的學習過程和策略。

3 小結

“互聯網+”時代下，化學反應工程混合式教學改革已然成為一種發展趨向。我們希望通過有效的教學探索，為學習者提供較為生動形象、易于消化和吸收的課程教學,讓學習化學反應工程課程的同學可以積極自覺地投入到課程學習和實踐活動中去，深入了解本課程的基本理論和研究思路，體驗反應工程學習的樂趣和價值！