依托超星學習通的“化工原理”課程混合式教學設計與實踐

張明玨 史廣祥 姚 剛 陸瞿亮 李成勝 林保平

(東南大學成賢學院，江蘇 南京 210088)

“互聯網+”技術的迅速發展，促使高等教育從理論到實踐上都發生了重大變革。2018年4月，教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》中提到積極開展教育創新發展行動，探索基于“互聯網+”、“大數據”的教學新模式，推進高等學校的課堂革命[1]。目前，信息技術對教育已產生革命性影響，課堂中結合信息化技術和移動化教學資源，能有效激發學生的學習興趣，提高學生的實踐創新能力。但是，教育改革的成果距離新時代目標仍有較大距離，教學信息化和課程共享化的應用程度不高，信息化技術與實際教學之間深度融合不夠。2021年4月，教育部高等教育司吳巖提出，抓好信息技術水平是課程改革的關鍵突破，是抓好人才培養四項“新基建”之一，進一步推廣信息技術在高等教育領域的深層應用十分必要。

1 “化工原理”課程教學現狀和改革的必要性

“化工原理”是化工及其相關專業必修的具有較強工程性的課程[2,3]。它在基礎課程與專業課程的銜接中起著重要的橋梁作用，學生對化工原理知識的掌握程度，直接影響著后續專業課程的學習深度以及化工業務素質、工程意識、設計理念、創新能力等方面的培養。本課程涵蓋的知識點多，公式繁雜，計算量大且工程性強，但課程學時數有限，教師在課程授課過程中，更需全面考慮學生學情、專業特點和課程目標，多利用現代信息技術教學手段，積極探索新型教學模式，有效提高化工原理“教與學”的效率和質量。

伴隨著信息技術的發展和教育信息化進程的加快，各種網絡教學平臺應運而生。特別是2020年以來，我國各高校紛紛響應“停課不停學”政策，在線教育迅速突進，構成課堂教學的元素、內容和特征發生了巨大變化。雖然大型開放式在線課程MOOC不受空間和時間限制，能夠進行大范圍共享式授課，但存在實時互動少、學習粘性低的缺點。而傳統的線下課程雖然能夠進行小范圍高質量的學習和實時有效的互動，但受到教學時空、學生身份和課堂容量的限制，不利于學生自主學習能力、實踐能力和創新意識等高階能力的培養。因此，開展高質量的同步互動、異步共享的線上線下混合式教學模式已成為高等教育課程改革的主要趨勢[4,5]。

超星學習通是應用于智能手機、平板電腦等可移動設備上的智慧教學工具。在當今鼓勵“互聯網+教育”的背景下，教師借助智慧教學工具能夠緩解學校真實課堂的局限性，讓手機從課堂上的“低頭工具”變成教學中的“抬頭利器”。一方面，學生使用移動設備能便捷的獲取所需的學習資料，在任何地點和時間開展學習；另一方面，利用學習通的大數據分析功能，教師能夠方便獲取學生的學習信息，更好地開展教學活動和師生互動，促使學生在知識內化遷移過程中產生高階思維。本文依托超星學習通，開展了“化工原理”課程的線上線下混合式教學研究與實踐。在實踐過程中，我們構建了“教師主導，學生主體”的高效課堂，激發學生的學習興趣，提高課程的教學質量和學習效果。

2 混合式教學模式的設計與實施

結合“化工原理”課程特點和學生學情，依托超星學習通移動網絡教學平臺，我們構建了傳統教學和網絡教學相結合的混合式教學模式，分別是課前線上自主學習，課中線下外化遷移，課后線上思維提升。通過伴隨式的過程化評價，教師對學生學習情況進行循證評估、精準分析，并在教學活動中及時調整教學策略(圖1)。該混合式教學模式能夠發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，同時能充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性，形成教學質量的閉環控制，有利于學生自主學習能力、實踐能力和創新意識等高階能力的培養。

圖1 基于超星學習通的“化工原理”混合式教學模式

2.1 教學資源建設

化工原理課程內容涉及抽象的公式、廣泛的理論知識和多樣的設備，是一門工程性極強的技術基礎課，具有一定教學難度。針對課程的重難點，建設混合式教學相應的網絡教學資源，形成豐富生動、適合教學重點和難點的教學資源庫，是基于超星學習通開展混合式教學的第一步。我們圍繞試題庫、媒體素材、課件素材、典型案例、討論區素材等方面建設了網絡教學拓展資源，具體內容詳見表1。

表1 “化工原理”線上教學資源建設內容

2.2 混合式教學模式開展

混合式教學過程中，我們注重強調學生學習和主體地位，明確學生學習和可遷移能力的核心內涵，構建了教師教授方式混合化、學生學習方式靈活化、教學活動多樣化的混合式教學模式。具體分為課前、課中、課后三個階段。

2.2.1 課前線上預習

課前階段旨在完成化工原理基礎知識的記憶和理解。教師借助超星學習通平臺，課前發布教學任務，上傳教學資源和視頻。學生明確自己的學習任務，觀看并學習相應的視頻和課件，完成老師安排的課前作業測試，在章節任務點的指導下，充分鍛煉了學生的自主學習能力。學習平臺自動記錄學生學習數據，方便教師根據學情合理調整教學計劃和課堂活動。

2.2.2 課中深度加工

課中階段主要是通過課堂教學完成化工原理知識的內化，分析和創造。教師在課堂內不再簡單地傳授知識，而是借助教學交互活動促使學生將知識內化并外化遷移。例如，教師集中講解學生課前反饋的問題和課程內容的重難點，幫助學生將新學的課程知識與原有的知識體系聯接融合，建構新的系統化知識體系；教師使用超星學習通的搶答、點名、隨堂測試等功能，即時診斷學習效果，提高學生學習的積極性；開展“費曼式”學習，針對教師提出的某個專題或案例，學生進行小組協作討論交流，以小組形式進行發散性思考和匯報實踐活動，促使學生將“隱性思維顯性化”，并提升其實踐能力。

2.2.3 課后反思鞏固

課后階段主要進行化工原理知識的應用和拓展。教師通過超星學習通推送課后作業，學生在教師提供的教學資源中進行個性化探索，進行學習效果檢測和總結反思，并將整理的知識框架、小組討論結果和學習心得等成果分享至超星學習通的討論區，進行師生、生生觀點的進一步交流與碰撞，實現聚合思維和發散思維的有效整合。整個混合式學習過程，能夠促使學生學習課程從“學會”到“會學”，并最終轉化為“樂學”。

2.3 過程化評價

“化工原理”課程混合式教學實施過程中，通過伴隨式的過程化評價，教師對學生的學習內容、學習過程、學習結果進行多維度評價。包含過程性考核和終結性考核，線上考核和線下考核，理論考核和項目考核等多個考核內容，合理有效評價學生在課程學習全過程中所表現出的課程參與度、內容的掌握程度以及分階段的學習效果。通過過程化評價，教師在教學過程中不再依賴教學經驗感性評估，而是對學生的學習過程進行數據挖掘與分析，定向干預，精準教學；學生能及時進行自我反思，發展思維，提升能力。

3 混合式教學模式應用效果分析

3.1 滿意度調查與分析

2020—2021學年，依托超星學習通實施“化工原理”課程的混合式教學后，我們對18級化工3、4班發放了滿意度調查問卷，主要針對混合式教學模式的認可度，智慧教學工具的使用滿意度及學生學習效果進行調查和分析。問卷共發放74份，回收71份，有效回收率為95.9%。問卷的Chronbach’sα值=0.959，表明問卷具有較好信度。滿意度調查結果統計于表2中。

表2 滿意度調查反饋

滿意度調查問卷內容包括學生對基于超星學習通開展的混合式教學模式的認可度；對混合式教學的課程設計和學習效果評價；下面針對這兩個模塊對調查結果進行具體分析。

(1) 學生對基于超星學習通開展的混合式教學模式的認可度。由表2中數據可知，本次調查中39%的受訪學生非常認同混合式教學，51%的受訪學生傾向于依托超星學習通開展線上線下混合式教學；同時，約80%的受訪學生表示開展此類混合式教學十分必要。這證實了學生普遍勇于嘗試并接受新模式，樂于做出改變，基于超星學習通開展的“化工原理”課程混合式教學模式很受學生歡迎。

(2) 學生對混合式教學的課程設計和學習效果評價。由表2數據可知，高達95%的受訪學生認為學習通提供的優質資源能促使其更好地進行個性化學習；有92%的學生表示超星學習通下達的任務點，使學習更加有計劃，內容更豐富，效果更好；94%的受訪者表示課程評價方式合理，能夠有效促進學習積極性；對于“開展的課堂活動及討論區展開討論”的看法，有接近90%的受訪者表示能激發學習興趣，提升思維深度。總體來說，混合式教學模式有利于學生更好地掌握化工原理課程知識，在此基礎上開展豐富的教學活動和過程化評價，促使學生發展思維，提升實踐能力。

3.2 超星學習通后臺數據統計

在“化工原理”混合式教學過程中，主要通過超星學習通后臺進行線上數據記錄和采集。考慮到上述問卷滿意度調查的主觀性較強，故本文調用了18級化工3、4班學生(共74人)自2021年3月21日至5月20日在學習通平臺上的學習數據。包括學生的章節學習次數、簽到數據、任務點完成進度、測驗及考試成績和討論區統計數據等(圖2)。

圖2 “化工原理”課程超星學習通后臺數據

由圖2所示，自3月21日至5月20日期間，學生的章節學習次數共計19 028次，平均每日學習次數約為346次，即該班學生每人每天的學習次數約為5次，由此看出，該班學生重視“化工原理”課程學習，學習態度積極向上且樂于使用超星學習通。該班學生簽到率在97%，說明出勤情況較好，個別學生存在懶散、遲到、曠課的情況，教師在教學中應加強管理。對于正在學習的章節，全員都完成了相應的任務點，超過半數的學生進行了提前預習自學，學生的自主學習積極性高。學習通上的章節測驗和考試成績都十分理想，90%的學生成績都在80分以上。師生在討論區共發布37個話題，回復數量達到了1176次，平均每位學生在討論區回復了15次，學生對于“化工原理”課程是“有話說”的狀態，討論區激發了多數學生的學習熱情，互動交流的氛圍較之以往線下教學有了明顯改善。以上充分說明，依托超星學習通，開展混合式教學模式對學生學習“化工原理”課程有明顯促進作用。

4 結語

將信息技術應用于傳統課堂，開展高質量的同步互動、異步共享的混合式教學模式是各類高校課程改革的主要趨勢之一。本文開展了“化工原理”課程的線上線下混合式教學，有效提高了化工原理“教與學”的效率和質量。但在實踐過程中仍存在一些問題，例如，師生互動和生生互動有待加強，工程基礎案例偏少，學生解決復雜問題的能力和創新思維有待提高。未來還需不斷完善教學設計，創新高階教法生態，進一步研究信息技術與課程教學的深度融合路徑，從而幫助教師達成有效地“教”，學生實現個性化的“學”。