疫情下“工程熱力學(xué)”線上教學(xué)與思考＊

王小雨

（江漢大學(xué)智能制造學(xué)院，湖北 武漢430056）

1 引言

“工程熱力學(xué)”是研究熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換基本理論和系統(tǒng)循環(huán)規(guī)律，以提高熱能利用完善程度的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。人類(lèi)對(duì)能源的利用，有85%以上是轉(zhuǎn)化成熱能后再利用，因此熱能利用效率的高低對(duì)能源的節(jié)能程度影響甚大。在全球面臨能源短缺的情況下，通過(guò)“工程熱力學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備解決有關(guān)熱工工程問(wèn)題的基本能力，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能意識(shí)，意義重大[1]。

2020年初由于新冠疫情的爆發(fā)，學(xué)生無(wú)法到校進(jìn)行線下教學(xué)。為響應(yīng)教育部號(hào)召，實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”，利用在線教育資源和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完成課程的教學(xué)。筆者在線上教學(xué)過(guò)程中了解到線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)所在，同時(shí)對(duì)在線教學(xué)實(shí)踐中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)和思考，現(xiàn)簡(jiǎn)單闡述如下，以期為“工程熱力學(xué)”的教學(xué)提供參考。

2 線上教學(xué)過(guò)程

2.1 線上課程授課平臺(tái)

本次“工程熱力學(xué)”課程選用中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）平臺(tái)作為授課依托平臺(tái)，由西安交通大學(xué)熱流科學(xué)系工程熱力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，由陶于兵、何雅玲和何茂剛等授課經(jīng)驗(yàn)豐富的教師主講。截至本校網(wǎng)絡(luò)開(kāi)課日，該門(mén)課程已在網(wǎng)上完整開(kāi)課3次。

2.2 線上教學(xué)過(guò)程管理

為了指導(dǎo)學(xué)生更好地進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，除了借助中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)原有的功能模塊外，筆者還利用多種線上交流工具，合理安排學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，做好課前、課中和課后的教學(xué)工作，對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行控制管理，線上教學(xué)流程如圖1所示。首先，利用QQ聊天工具，建立QQ課程群，在群里及時(shí)通知慕課平臺(tái)的課程發(fā)布情況，布置一周的學(xué)習(xí)任務(wù)；對(duì)本周的學(xué)習(xí)內(nèi)容、重難點(diǎn)做簡(jiǎn)單文字介紹，以便學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的。其次，根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度，結(jié)合學(xué)生對(duì)慕課的掌握情況，采用不同的方法進(jìn)行授課。對(duì)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)觀看慕課平臺(tái)課程視頻，完成相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；針對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，僅通過(guò)自學(xué)視頻課程難以完成學(xué)習(xí)任務(wù)，此時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)視頻課程完成預(yù)習(xí)，然后收集學(xué)生意見(jiàn)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，教師借助QQ直播課堂進(jìn)行在線直播授課，通過(guò)課堂提問(wèn)了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況。再次，每一章節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)完成后，除了完成慕課平臺(tái)中基本概念的習(xí)題練習(xí)外（一般為選擇題、判斷題和填空題），還需完成教材課后作業(yè)（一般為計(jì)算題和簡(jiǎn)答題）。將完成的作業(yè)拍照上傳，以便教師批閱。最后，根據(jù)作業(yè)完成情況，利用QQ直播課堂有針對(duì)性地查漏補(bǔ)缺，形成一個(gè)由學(xué)到練再到復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)閉環(huán)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和理解。

圖1 線上教學(xué)流程

例如，熱力學(xué)第二定律知識(shí)點(diǎn)較難，學(xué)生僅通過(guò)視頻學(xué)習(xí)掌握情況較差，采用了圖1所示的授課流程。先通過(guò)QQ群發(fā)布一周任務(wù)，要求學(xué)生在一周內(nèi)掌握第二定律各種形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式和過(guò)程能否實(shí)現(xiàn)的條件、判據(jù)。學(xué)生先完成中國(guó)大學(xué)慕課課程視頻的觀看，一周結(jié)束后，通過(guò)QQ抽查訪談部分學(xué)生學(xué)習(xí)狀況。視頻因時(shí)間的原因未對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展，學(xué)生普遍認(rèn)為沒(méi)有理解熱力學(xué)第二定律，不會(huì)利用所學(xué)知識(shí)判斷過(guò)程能否實(shí)現(xiàn)，甚至不理解為何要學(xué)熱力學(xué)第二定律。往年線下課程為了調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)這一較抽象的知識(shí)點(diǎn)的興趣，會(huì)首先提出一些與日常生活相關(guān)的問(wèn)題來(lái)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知能量是守恒的，那為什么還要節(jié)能呢？這就需要利用熱力學(xué)第二定律來(lái)解釋了。此外，網(wǎng)絡(luò)課程對(duì)熱力學(xué)第二定律的知識(shí)點(diǎn)僅講授了教材給出的相關(guān)內(nèi)容，舉例較少，練習(xí)也較少。

鑒于以上情況，由于教師也更了解學(xué)生的個(gè)人狀況和學(xué)習(xí)情況，對(duì)這一部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了直播授課，利用QQ直播課堂平臺(tái)，依托本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，以較通俗易懂的方式引入熱力學(xué)第二定律，重點(diǎn)講授學(xué)生理解困難的內(nèi)容，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，增加例題的數(shù)量，幫助學(xué)生在練習(xí)中理解知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)課堂提問(wèn)了解學(xué)生知識(shí)掌握情況，并對(duì)授課過(guò)程進(jìn)行錄屏，課后，將錄屏發(fā)到QQ課程群里，方便學(xué)生回看。同時(shí)要求學(xué)生課后不僅要完成中國(guó)大學(xué)慕課的習(xí)題練習(xí)，也要完成教材后面的相關(guān)習(xí)題。將習(xí)題作業(yè)拍照上傳，根據(jù)評(píng)閱結(jié)果，在QQ直播習(xí)題課堂上重點(diǎn)講解錯(cuò)題較多的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)一步對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)。

3 線上教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

國(guó)內(nèi)各大高校的師資力量和教學(xué)平臺(tái)存在一定的差異性，通過(guò)線上學(xué)習(xí)學(xué)生可以學(xué)到名校名師的精品課程，無(wú)需受限于學(xué)校。主講教師一般都具有豐富的授課經(jīng)驗(yàn)，講解清晰，邏輯順暢，課件精美，趣味性和實(shí)用性都很強(qiáng)，學(xué)生可接觸到更好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，筆者也從中受益良多。線上教學(xué)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是學(xué)生學(xué)習(xí)不受時(shí)間和地點(diǎn)限制，對(duì)學(xué)習(xí)設(shè)備的要求較低，可以隨時(shí)隨地利用手機(jī)學(xué)習(xí)，自主安排學(xué)習(xí)時(shí)間。線上學(xué)習(xí)視頻可以反復(fù)觀看，方便學(xué)生根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解情況調(diào)整課堂進(jìn)度。此外，線上課程每個(gè)視頻的錄制時(shí)間約在10～15 min，對(duì)學(xué)生集中注意力的時(shí)長(zhǎng)要求較短，學(xué)生不易走神，基本能保證學(xué)生集中注意力學(xué)完一個(gè)視頻。

3.2 線上教學(xué)的劣勢(shì)

在本次授課過(guò)程中，線上教學(xué)的不足之處也顯現(xiàn)出來(lái)了。首先，“工程熱力學(xué)”適用專(zhuān)業(yè)廣泛，線上教學(xué)針對(duì)的群體范圍較廣，講授的知識(shí)點(diǎn)不易體現(xiàn)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的特性，不便采用與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的“案例式”教學(xué)方法，不易體現(xiàn)與之前所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的關(guān)聯(lián)性。其次，線上教學(xué)教師無(wú)法與學(xué)生面對(duì)面互動(dòng)交流，不能及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，不能針對(duì)學(xué)生的反饋及時(shí)微調(diào)教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容。再次，線上教學(xué)缺乏濃烈的學(xué)習(xí)氛圍和教師的督促，對(duì)學(xué)生的自律性要求較高。對(duì)自律性較差的學(xué)生影響較大。此外，疫情過(guò)后，線下訪談學(xué)生，學(xué)生反映線上學(xué)習(xí)知識(shí)記憶不夠牢固，學(xué)習(xí)過(guò)程易被外界打斷。

4 課程教學(xué)展望

線上線下教學(xué)的融合是未來(lái)值得探索的教學(xué)方式[2]。如何使線上線下教學(xué)實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，制定高效的線上線下混合式教學(xué)實(shí)施方案將是一項(xiàng)有意義的工作。

筆者根據(jù)疫情期間授課經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)“工程熱力學(xué)”課程提出以下建議：“工程熱力學(xué)”內(nèi)容較多，但課時(shí)較少，以前只能挑選部分核心內(nèi)容授課。學(xué)生考研時(shí)，普遍感覺(jué)各大高校“工程熱力學(xué)”考點(diǎn)比平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)要多，加大了本門(mén)課程的復(fù)習(xí)難度。從專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和升學(xué)角度考慮，都很有必要更加全面地講授“工程熱力學(xué)”課程。線上教學(xué)具有不受課時(shí)限制的優(yōu)勢(shì)，因此可以以線下教學(xué)為主，線上教學(xué)為輔的方式來(lái)解決課時(shí)較少的問(wèn)題。授課教師可以為線下沒(méi)有講授的內(nèi)容錄制課程視頻，發(fā)布到學(xué)習(xí)群里，方便學(xué)生自行安排學(xué)習(xí)時(shí)間。同時(shí)為線下授課內(nèi)容錄制視頻，以供學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

5 結(jié)論

鑒于線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，國(guó)家一直在推廣，因新冠疫情爆發(fā)，線上教學(xué)徹徹底底地走到了每一位教師、每一位學(xué)生面前。因線上教學(xué)的前期建設(shè)，使得學(xué)生并未因不可抗的客觀原因耽誤學(xué)習(xí)進(jìn)度，同時(shí)也促進(jìn)了教師更快地接受這種“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)模式，從中借鑒經(jīng)驗(yàn)，提高和改進(jìn)自己的教學(xué)手段和方法。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，要深入掌握一門(mén)課程，僅靠?jī)?yōu)質(zhì)豐富的線上教學(xué)資源是不足夠的，還需要線上教學(xué)和線下教學(xué)二者的相互融合。