基于“雨課堂”下的化學反應工程教學方法研究*

成春春，趙啟文

(青海大學化工學院，青海 西寧 810016)

《化學反應工程》是化學工程與工藝與能源化學工程專業的一門核心專業課程，研究對象是化學反應中的工程問題，主要研究化學反應過程中速率變化、傳遞規律及其對反應過程的影響，從而實現反應器的設計、選型計算、優化設計、工業放大[1-2]。該課程會涉及到抽象的物理模型、復雜的數學模型、繁瑣的公式推導和計算，在學習中，學生普遍感到理論抽象、計算繁瑣，很多學生認為《化學反應工程》是大學中最難學習的課程之一[3]，特別是對“氣固相催化反應中固定床反應器的設計”、“縮芯模型的總體速率”以及“非理想模型反應器的計算”這些知識點，學生普遍掌握的不太理想。

近年來，隨著工業的發展，課程內容也在不斷地增加、更新，如何提高學生對《化學反應工程》課程的興趣和參與度，鼓勵學生在學習中創新，在創新中強化理解和應用反應工程解決實際問題的能力，起到教學相長的效果，顯得尤為重要。而“雨課堂”的教學模式與傳統的教師單向授課模式相比，加入了更多的師生互動環節，例如投票、彈幕和單選題、多選題、主觀題、群公告等功能，目的是將學生作為課堂的主體，更多地、主動地參加思考和討論，提高學生的課堂參與度。

1 通過“雨課堂”提高學生的參與度

教育部部長陳寶生同志曾說過“學生在聽‘死理論’時，沒有溫度、沒有觸感、沒有質量，這樣的課學生不愿意聽”。而《化學反應工程》這門課程本身理論知識點偏多，公式繁瑣，需要記憶的內容很多，在傳統授課時，學生普遍反映課程難以學懂。化學反應工程課程的核心在于引導學生積極討論、自由思考，通過間歇釜式反應器、連續流動反應器、固定床反應器等幾類不同反應器中的理論講解，學習和解決反應過程中反應器的開發、反應器設計等生產實際中的工程問題。但是在實際的教學的過程中，受限于課堂大小、教室硬件條件、上課學生人數等因素，很多時候無法設置學生自由討論環節[3]。目前一般的合班課程基本上還是以教師講解為主，學生直接接受教師的分析結果，學生被動地接受新內容，存在學生上課玩手機、睡覺等現象，學生的主觀參與程度不高，沒有將自己當成上課的主體，無法從真正意義上提高學生對化學反應工程的課程興趣。某些小班課程，雖然我們也進行了“翻轉課堂”、“CDIO教學模式”[3]等不同的教學手段，但這類授課方式也只是讓小部分的同學參與了課堂教學中，大部分的同學仍然游離在課堂之外。

而借助“雨課堂”這類教學手段，教師和學生之間會搭建起一座無形的橋梁。教師不在是單純地講課，僅僅作為一個引領者，帶領學生積極思考、不斷交流的，學生將成為課堂的主體。

通過“黑板+PPT+移動終端”將會帶來全新的課程體驗，學生們課上可以隨時查看課件，點擊不明白的知識點，給老師發消息、發彈幕、投稿，學生可以隨時將自己的想法以彈幕或者投稿的形式發送在大屏幕顯示。這種方式有利于同學們的思想溝通，和教師進行現場互動，對某些“內向”、不自信的同學，這樣的溝通方式顯得尤為重要，真正做到大班教學也能人人都能發言。授課教師也可以根據大家的反饋了解學生們的想法和思路，對共性問題進行引導和解答。

“雨課堂”已經有了學生進入課堂的考勤數據，不需要教師拿著花名冊浪費時間進行點名，當然教師還可以通過隨機點名以及發紅包的方式，來提高學生的專注度，真正做到把手機最為學習的一種工具。

另外，教師可以限時發布測試題在課堂上及時對學生的學習效果進行測試，系統會實時顯示學生的答題結果統計，對于大部分同學都存在的問題教師可以重點講解，在每節課后，系統會對整節課的答題情況作一匯總和分析，可以看出每個學生的答題正確率和答題時間，評出“優秀學生”和“預警學生”，這樣教師也可以在課后或者下一次課的時候及時并著重關注這類“預警學生”，分析原因，提出改進意見，而不至于到學期末才能知道其實部分學生根本沒有“用心學”，或者課程內容太難，他們無法掌握。

2 借助“雨課堂”拓展教學內容

通過近幾年課堂教學的改革，我們老師也在不斷的創新教學方法，改善教學手段，除了課堂上進行理論知識的講解外，教師可能會在課前、課后補充更多的資料給學生閱讀和參考。但是教師只能聽過現場布置問題、郵箱、QQ、微信等通訊工具與學生溝通，但這樣的方式無法讓老師知曉學生到底有沒有下載、是否進行預習或者復習、有沒有不懂的問題等。教師對于學生的學習情況無法把握，不能得到及時、詳細以及真實的反饋，老師和同學無法進行實時互動，這也就制約了課堂教學的效果。

借助“雨課堂”平臺，教師能夠監控學生的學習狀態，包括學習時間、提出的問題、標記不懂的PPT內容、給教師的留言等，為教師備課提供了非常好的參考意見，更能精準的制作課件和教學計劃，提高教學效率。

借助“雨課堂”平臺，教師可以下達相關教學課題任務，小組自由選擇課題進行研究，課后通過團隊合作，將課題形成小組成果性展示。在第五章《固定床氣-固相催化反應工程》中，我們將第八節的內容“催化反應過程進展”作為課題任務布置給學生，讓學生分組進行資料的收集、整理、制作成PPT，在下次課上進行小組課題分享，針對分享課題進行生生互動、師生互動，解答問題，學生在交流分享的過程當中實現知識的學習和拓展。

化學反應工程的教學內容在2018年修訂新大綱時，由64學時修改為48學時。由于學時數的減少，教學內容也做了相應的調整，其中第六章《氣-液反應工程》不再講述，但這部分內容對于化學工程與工藝的同學來講比較重要，特別是在第八學期的畢業設計中，因此我們利用“雨課堂”平臺提供了教師上課的課件、作業、思考題等，讓有需要的學生能更好的自習這一部分的內容。

另外，青海大學的學生生源有強有弱，學生能力也參差不齊，所以在有限的課堂教學中為了讓大多數同學理解教學內容，掌握教學知識點，就沒有太多的時間拓展教學深度。因此，為了能讓部分學習能力較強的學生能打開眼界、拓展思維，更好地學習《化學反應工程》這門課程》，我們通過“雨課堂”平臺發布其他高校錄制好的慕課、微課鏈接，讓學生可以多學習其他高校教師的講課視頻，教學方法和手段。

3 優化考核方式

現有的教學模式中，最終成績的評定為平時成績為30%，期末成績占70%，平時成績主要以考勤、作業為主，期末考核方式以紙質試卷考核為主。學生的平時作業存在抄作業的現象，而考勤也存在學生人在課堂，心在手機上的問題，平時成績的評定無法真正衡量一個學生學習狀態。而一些學生在課堂上的思考、回答和提問過程沒有被計入考核范圍內，有的學生在課堂上不認真聽講，不積極發言，但他通過期末之前的一段時間“抱佛腳”，可能也可以獲得比較理想的成績，這對于課堂積極聽講、認真思考的同學并不公平，因此需要一種更加有效的考核機制來解決這類問題[5]。

目前我們將最終的考核方式修改為：平時成績占30%，期中考試占30%，期末成績占40%，借助“雨課堂”平臺，教師將課前提問成績、在線學習成績、課堂表現成績、在線測試成績、任務完成情況等都納入到學生平時成績的評定當中。并且增加了期中考試這一環節，也能在學期的中間階段更及時的了解學生的學習情況，以便對后期的教學進行調整和完善。同時，在“雨課堂”平臺下學生和學生的評價可以隨時進行，學生對教師的教學也可以進行時時評價和反饋。這樣得到多方面的評價數據，促進教學動態性發展。

4 課程建設成效

在2018-2019學年春季學期中，《化學反應工程》共有3個專業，9個班級，共356個學生，其中應用化學20162班共38名學生采用“雨課堂”教學，其余8個班級采用傳統授課模式。

在本學期課程的48學時教學中，學生主動發送彈幕505條，充分體現了學生的參與熱情，本學期教師共上傳課件 16次，相關參考資料6個。學生閱讀下載率為100%，標記不懂PPT頁面數共計85頁，課后留言35條。本學期共設計單元考核3次，期中考試1次，分別在課堂教學中發布，學生答題率為99.9%，最終通過“雨課堂”自動形成平時學習成績匯總表。

在期末考核中，最終總評成績中應用化學20162的成績比較突出，60分以下僅有一名學生，平均分達到了76.3分，90分以上的3人，而其他8個班的不及格人次達到了7～8人/班，平均分都在68～72之間。而且該班的總評成績是用平時的表現和課堂思考校準了最終總成績，使得考核方式和結果更加科學合理。排名靠前的學生，基本是課堂認真思考、積極回答問題的同學。指望臨時抱“佛腳”、死記硬背同學的分數被相應壓低，這也就更加符合教學規律。

5 結 語

基于雨課堂的混合式教學模式較傳統面對面授課、在線學習和反轉課堂更加智能化、精細化和便捷化[6]。通過在《化學反應工程》課程中應用雨課堂智慧平臺，教學效果顯著，學生在課堂上的參與程度明顯提高，能積極關注在雨課堂中發布的消息，能主動快速的完成在線測試和問題討論。從教師的角度看，可以更加全面、清楚的把握學生學習動態，實現學生學習結果的數據化和客觀化。從考核結果看，總評成績結合了平時的表現和課堂思考，使得考核方式和結果更加科學合理，符合教學規律。