混合式教學在化工熱力學課程中的應用

王晶晶,王 俊,李 鋒

(新疆農業大學 化學工程學院，新疆 烏魯木齊 830052)

伴隨著當前教育改革的持續推進，我國的教育信息化已步入全新的發展階段。而對于如何推動信息技術與高等教育兩者之間的深度融合，從而培養出具有鮮明時代特色的創新人才，已成為亟待解決的問題。教育信息化不僅能促進改革創新，還是實現教學質量提升的重要手段。在逐漸實現信息化轉型的高等教育中，以師生角色互換的翻轉教學與在線學習相結合的混合式教學模式已具有了積極的意義和可實踐價值[1]。

1 混合式教學研究應用的現狀分析

混合式教學是將傳統課堂教學的優勢和網絡化教學的優勢結合起來形成互補，從而獲得更佳的教學效果，在信息化技術的支撐下，培養出更高質量的應用型創新人才?；旌鲜浇虒W模式既可以發揮教師的主導作用，又可以滿足學生學習主體地位的需要，其關鍵在于確定在適當的時候，使用適當的方式，為適當的學生施行教學行為[2]。

余勝泉等研究混合式教學的學習理論后得出：不同的學習理論，在不同的學習階段、不同的學習環境下是一種相互補充的關系，并非相互排斥。混合式學習模式充分體現了人們對知識的不斷深入發展的融合過程[3]。黃榮懷等認為混合式學習是從“在線學習”演化而來的教學策略，為當前高校的教學改革提供了一種新的思路和方法，具有很好的實踐性[4]。陳衛東等設定了學習對象、教學技術、教學環境和教學方法四個變量，分析了混合學習的本質后認為：混合學習是基于技術支持環境下，學習過程和結果認識的一種理性回歸，關鍵問題是怎樣將這四個變量因素很好的融合，服務于學習者的認知、技能、情感的需要[5]。李響等則提出了混合式教學是教學方式、學習方式、交流方式、教學工具、評價方式以及教學資源綜合混合的一種教學方法[6]。

混合式教學的優勢很明顯，其靈活、便于實現、能夠整合復雜的多媒體和技術等特點，具有很高的實用價值，發展混合式教學，目前已成為高等教育信息化領域的共識。

2 化工熱力學課程的混合式教學建設

化工熱力學課程是一門從事化工過程的研究、開發以及設計等方面工作不可缺少的重要理論基礎課，也是一門理論性與工程應用性均較強的課程。該課程是新疆農業大學化學工程學院近年新開設專業核心課程，主要采用課堂板書教學方式為主，部分章節也融入了多媒體授課，本人作為化學工程學院化工系教師，負責該課程建設，通過以往的課堂教學，發現學生普遍反映該課程"理論晦澀、概念繁多、公式復雜以及計算困難"的問題，同時使學生產生懼怕和厭學的想法。因此，如何在有限的課時內讓學生更加積極主動、更扎實的掌握該門課程為導向的課程建設是勢在必行的，而以混合式教學理念為主導的課程改革，作為該門課程建設的第一步，就顯得尤為關鍵和重要！

2.1 混合式教學設計階段

將每一章知識結構以學校制定的人才培養方案為基礎，設計混合式教學內容的具體環節和教學內容，重組教學資源，形成以圍繞知識點展開的課前線上學習、課堂翻轉教學以及課后拓展學習的“三步法混合式教學模式”，具體設計細節以朱自強版第三版的《化工熱力學》課本第四章為例[7]如表1所示：

表1 混合式教學設計

2.2 混合式教學實施過程

利用新疆農業大學課程中心平臺，設置教學論壇，發布課前任務、讓學生自主交流、歸納所學內容，進行作業自評和互評，激發學生學習熱情；設置答疑板塊，學生和教師互動解決學習中的問題。利用中國大學MOOC等課程平臺、Coursera等網站中的素材，填充豐富《化工熱力學》課程網站及翻轉課堂的各項教學設計當中。同時，考慮學生水平差異性，在每個知識點的引導學習中設置不同難易成都的習題進行測評。具體的混合式教學過程如表2所示。

表2 混合式教學過程

3 混合式教學效果與反思

由于學院每屆只招收一個化工專業的班，我們只選擇化學工程與工藝專業2016級(43人)開展混合式教學試點，選擇沒有開展混合式教學的2015級(35人)同專業班級作對比。混合式教學效果以兩種形式進行評價。

3.1 問卷調查評價

設計問卷對采取混合式教學班級的教學效果進行調查評價，結果表明：84.9% 的同學認為該學習過程中學到了更多的知識，獲取了更多的教學資源； 90.5%同學認為在自己參與了老師的課前-課上-課下的教學環節，激發了學習的積極性和主動性，課堂不再是枯燥單一的，而是有所期待的；88.3% 的同學認為通過不同形式的討論加深了對所學知識的理解，使得學習知識深入的展開了；94.2% 的同學認為該課程教學具有啟發性和激勵性，大大提高了自己提出問題-分析問題-解決問題的能力。

3.2 考試卷面成績評價

從統計結果來看(如圖1所示)，卷面成績合格率分別由常規教學的76.75%提高到了混合教學的94.29%，80～100分數段的學生人數由常規教學的6.97%提高到了14.28%，60～69分數段的學生人數由常規教學的25.58%提高到了混合教學的57.14%，實現了較大程度的增幅。

圖1 常規教學和混合式教學卷面成績對比圖

混合式教學表明，基于課前線上學習、課堂翻轉教學以及課后拓展學習的三步法混合式教學模式的教學效果是顯著的、積極的。與傳統教學相比，混合式教學更有效、更細致、更準確的實現知識的傳遞；借助在線開放課程平臺，突破了知識獲取的時間限制和空間限制，更有利于學生對知識的消化和吸收；從學生的角度擺脫了傳統課堂教學模式中單向提供學習材料和灌輸式學習的局限。

3.3 教學過程中的問題反思

雖然混合式教學模式應用效果良好，也達到了授課的預期目標，但是課前上傳到學校在線課程中心的學習資源，學生登陸后有延時，甚至出現不能打開等現象，增加了學生線上學習

時間，導致學生不愿意在網上完成學習任務，影響了學習效果。所以今后在進行混合式課程建設時，一定要注意硬件和軟件設施的配套建設。此外，課程資源的積累和建設也是混合式教學的關鍵，我們有些時候苦于優質教學資源匱乏老舊，不能在教學過程中讓學生和老師實現教與學的共鳴，讓我們的課堂教學變得“干癟無力”，這就要求老師在教學的過程中，不斷地收集與教學相關的學科的前沿資料、視頻、動畫、課堂互動方式、教學效果評估手段、教學硬件和軟件技術等資源。