化工原理線上線下混合教學模式的探索與實踐

朱俊生 丁曉波 孟獻梁 秦志宏

(中國礦業大學 化工學院，江蘇 徐州 221116)

化工原理課程是化工、生物、食品、制藥、環境等專業的一門專業基礎課，擔負著工程科學和工程技術兩個方面的教學任務[1]。它綜合運用了高等數學、物理化學等基礎課程，主要用于分析與解決化工生產過程中各種單元操作的問題。由于化工原理課程有大量的推導公式和經驗公式，對學生的接受能力是個很大的考驗，特別是當傳統教學方式很難調動學生的積極性[2, 3]時。今年疫情期間，通過線上教學發現，相較于傳統的教學方式，線上教學有很多明顯的優點，但也存在不少需要通過面對面線下交流來彌補的缺點。本文針對目前化工原理教學存在的主要問題，結合線上、線下教學對該課程進行初步的探討和研究。

1 化工原理課程線下教學存在的問題

目前，化工原理線下教學存在如下問題：首先，線下的化工原理教學內容更偏向于理論方面，尤其是一些晦澀的知識點，對于學生而言很難有直觀的感受。化工原理課程很多章節的知識點都是建立在大量的推導公式和經驗公式的基礎上，這對于從沒學習過相關知識的學生而言，理解難度較大[4]。此外，有很多學生高等數學和物理化學等先修課程的基礎較差，無法跟上老師的教學節奏。特別是在進行公式推導的時候，很多學生的學習速度遠遠跟不上老師的教學速度，這一方面會拖慢教學進度，另一方面還會影響學生的學習積極性，一旦一節課聽不懂，可能就會導致學生對這一門課程喪失自信心。而且傳統的教學方式是上課教學，下課復習和自學，一些基礎較差的學生在課堂上就聽不懂，讓其在沒有老師幫助的課下時間自學更是難上加難。

其次，線下的化工原理教學，學生的課堂參與度較低。傳統的課堂教學是以老師為主，學生為輔。這樣經常會造成老師講老師的，學生玩學生的，很多學生無法真正參與到課堂中。由于教學任務繁重，一般課堂提問次數較少，導致學生與教師課堂交流不足、課堂氣氛不夠活躍；而如果經常提問，為不拖延教學進度，就需要學生課前自學掌握很多知識點，然而本課程學習難度大，學生提前看書、自學學習難度較大。

再次，學生課余時間學習情況不佳。很多學生在課前都沒有認真預習，甚至大多數學生都沒有進行課前預習的習慣。這一方面是因為學生沒有養成良好的學習習慣，另一方面，化工原理這門課程確實難度很大，尤其是在沒有老師輔導和幫助的情況下，理解學習更是困難。

最后，在課后復習上，大多數學生遇到問題時幾乎都不會選擇找老師請教，一方面是因為學生的課余時間也有限，無法抽出整塊時間去找老師；另一方面學生都會有從眾心理，特別是大多數學生都不去請教老師的話，就會有很多真正需要老師指導的學生放棄了這種想法。

總結以上問題，可以明顯看出化工原理這門課程的特點決定了它很難靠學生的自學來完成，無論是課前的預習、課上的學習還是課后的復習，老師都是至關重要的角色。而傳統的教學模式導致學生和老師的接觸時間短，使得這門課程的教學難度又進一步升級。

2 化工原理課程線上教學及相關問題

在今年疫情期間，線上教學的大規模應用，給了化工原理這門課程一種新的教學模式。在疫情期間筆者采用新的教學模式，在課前一天上傳同步配音的PPT課件以及相關工藝條件的原理圖和視頻，讓學生在課前預習時也可以跟隨著老師的講解，對學生的課前預習有非常大的幫助。在課堂上盡量發揮學生的自主學習能力，并隨時對學生提出的問題進行答疑解惑。布置隨堂練習題，限時完成，并通過郵件收取作業進行批改。在返校后組織多次答疑課，針對一些難點進行線下面對面指導。但是這種線上教學模式也有不可避免的問題。

首先，無法面對面交流，不能保證學生的學習狀態。由于線上教學的天然局限性，導致老師無法直觀及時地觀察到學生的狀態。就算是交流程度最高的視頻課程形式，老師也很難通過視頻畫面看到學生的反饋信息。傳統的課堂教學中，老師一般都是通過學生的反饋隨機應變，安排課堂進程。線上教學則難以把握學生的知識掌握程度[5]。比如在講解例題時，在教室內上課可以根據當時學生的反應調整講解重點，而線上講解只能“按部就班”地講解，無法照顧不同班級不同學生人群對知識點掌握程度的差異，這是線上教學在現階段無法避免的弊端。

其次，教學進程慢，不能直觀了解學生的學習情況。為了了解學生的學習情況，線上教學需要更多的時間來得到反饋。在線下教學提問一個較復雜的問題，只用一兩分鐘就可以大概得到學生的掌握情況，但是在線上教學可能要五分鐘以上才能得到大部分同學的反饋，而一些人數較多的課程可能更久，這樣等反饋的時間大大增多，極大浪費了課堂時間。

再次，化工原理線上教學容易受到外界的打擾，干擾因素多。以此次疫情期間的線上教學為例，學生都是在家里上課，更容易受到家庭因素的影響。線上教學過程中學生很難做到精力高度集中，這樣使得本來就有限的上課時間利用率更低。

3 線上與線下教學的結合與優化

綜合以上分析，我們提出充分發揮線上教學和線下教學的優點，將二者有機結合起來，揚長避短，對現階段的課程教學方式進行改革。

首先，通過提前發布學習資料、提前參觀化工原理實驗室等方法便于學生預習。通過線上教學的經驗，提前發布配音講解的課件對學生的預習有非常好的幫助，因為化工原理課程難度很大，特別是一些現象的原理的理解、公式的推導，對于沒有化工原理學習基礎的學生來說，很難建立相對應的思維方式。要求學生提前參觀化工原理實驗室、提前觀察實驗現象等，讓學生對理論教學有感性的認識。例如，讓學生提前去觀察精餾實驗裝置及實驗現象，對接下來要開展的精餾理論知識的講解起到非常重要的幫助，使得學生在學習理論課“塔”、“精餾現象及計算”時有深刻的印象和理解。幫助學生做好預習工作不僅可以使學生更好掌握需要學習的知識點，而且可以為課堂教學“節約”時間，以便教師在課堂上與學生開展更多的溝通和交流。

其次，同步課堂講課和在線提問，增加學生的課堂參與度。化工原理知識的傳授仍然以課堂教學為主，但由于學生保留了含有公式、原理配音講解的PPT課件，課下可以隨時回聽教師的講課內容，對于課堂不理解的知識，課下可以反復觀看和傾聽PPT中的圖片、文字及配音講解，可以牢固的掌握已學知識并對下節課的學習重難點有較多掌握，在課堂上帶著問題聽課，可以與教師有更多更高質量的交流。通過適當改變課程的教育方式，課堂講課和在線提問同步進行，既可以提高學生的學習興趣、調動學生的學習積極性，又可以加強學生的理解程度。

再次，通過線上、線下綜合答疑，及時解決學生的疑問。對于大多數問題，學生可以利用各種網絡資源，及時向教師請教不理解的知識點和習題，教師可利用網絡及時對學生進行答疑，并根據學生反饋情況，在下次課課堂上及時指出學生學習過程中的一些共性問題，以提高大部分學生的知識水平。此外，學生可利用上課前和課間休息的時間，與教師面對面交流和答疑，以便及時解決一些線上講解效果不佳的問題。

最后，改革考核方式，線上考核、線下考核同步進行。除了重要的線下閉卷考試，平時考核既包括線上考核也包括線下考核。例如課堂上可針對某個知識點在線考核一些填空題、選擇題，只需要很短的時間教師就能利用軟件及時了解所有學生的知識掌握情況；又如課堂上可以布置一道計算題，要求學生現場、10分鐘內獨立完成并提交，課后教師再進行批改，以便記錄學生平時成績、及時反饋且有效避免了課后作業抄襲情況的發生。

4 結語

本文總結了線下教學和線上教學的一些特點，結合相關教學經驗，對目前的教學方式提出了一些優化方法。這些方法不僅可以提高學生的自主學習能力、思維理解能力，而且加強了《化工原理》與基礎課程、后續專業課程的連接。不僅可以提高學生對于《化工原理》課程的興趣，也會讓很多同學認識到三傳理論與實際生產之間的聯系，讓學生對化工行業有更全面的認識。