化工原理課程混合式教學實施策略研究*

顧麗敏 張林雅 葛艷蕊

河北科技大學化學與制藥工程學院 石家莊 050018

0 引言

化工原理課程是化學工程與技術、環境工程、安全工程、制藥工程等工科專業的一門重要的專業基礎課程，是專業理論到專業實踐的重要橋梁，本課程涉及多個學科知識、方法的綜合運用，其核心就是通過單元操作知識的學習，幫助學生樹立工程觀點，學習處理工程問題的方法。在化工原理傳統、單一的線下教學過程中，教師授課后，僅通過期末考試考查學生對課程內容的掌握情況，這樣很難及時發現學生在課程學習過程中存在的問題，不能及時給予有針對的指導，對學情的掌握既滯后又片面，因此在因材施教方面顯得力不從心，教學效果不理想。

混合式教學，把傳統教學中實體課堂教學與網絡在線教學結合起來，既要發揮教師的主導作用，對學生的學習過程進行幫助、引導，還要對學生的整個學習過程進行督查，要在學習過程中讓學生成為學習的中心，引導學生充分發揮其主動性、積極性與創造性[1]。線上+線下混合式教學是以網絡教學平臺（如中國大學慕課，雨課堂，云班課等）所提供的優質網絡教學資源為基礎的一種新型教學模式，一方面以學生通過網絡教學平臺進行線上自主學習為基礎，另一方面教師根據網絡教學平臺呈現的學生在學習過程中存在的難點或典型問題，結合教學重點進行線下集中授課，將數字化的網絡教學與傳統的課堂授課有機融合，突出以學生為中心，教學手段和資源豐富多樣，學生學習自主而靈活[2-3]。云班課是順應云教學大數據時代發展趨勢而生的產物，以教師在云端創建的班課空間為教學基礎和教學輔助，有效配合線下教學內容和目標，改變了傳統的教學模式[4]。學生通過智能手機、電腦登錄云班課網絡教學平臺，隨時可以進行移動學習。云班課具有在線和離線互動功能，既方便學生學習過程中發現問題，又方便教師及時進行有針對性的指導。云班課教學平臺建立了完整的線上輔助教學體系，將課程資源、測試活動、云教材、直播討論、投票問卷、作業任務、頭腦風暴等學習活動系統地結合在一起，既可方便學生進行碎片化學習，提高學生自主學習的動力，也方便教師進行各項教學活動。此外，云班課利用大數據技術，通過數據和圖表形式展現學生的學習效果，對學生在課程學習過程中的參與度、學習效果等進行全方位的評價，使教師能及時發現學生學習過程中存在的問題，從而優化教學方法和內容，提高教學質量[5]。

1 基于云班課的化工原理混合式教學模式

混合式教學模式利用數字信息技術的優勢，不僅改變了高校學生“學”的方式，也改變了教師“教”的形式。化工原理課程教學采用線上+線下混合式教學模式，通過“線上”豐富有趣的教學內容，促進學生獨立應用理論知識解決實際問題，同時暴露學習中出現的問題和錯誤[6]。教師借助線上信息化手段對學生的問題進行收集和整理，充分掌握學生的學習動態。“線下”授課時，教師利用線上云班課教學平臺提供的學情信息，有針對地調整教學重點、難點，使教學內容和教學對象更具體、更精細化。利用信息化手段進行教學，讓知識獲取更便捷，碎片化時間利用更充分、學習更能滿足個性化需求。這種更具“儀式感”的混合式教學模式，潛移默化地加強了學生對化工原理課程學習的關注和重視程度。

化工原理課程線上+線下混合式教學設計，包括以下四個步驟：

1）學生課前通過云班課“線上”豐富有趣的教學內容，進行自主學習，同時暴露學習中出現的問題和錯誤；

2）教師借助線上信息化手段對學生的問題進行收集和整理，充分掌握學生的學習動態；

3）教師進行“線下”授課時，利用線上教學平臺實施簽到、隨機點名、隨堂練習、討論等多種課堂教學內容，并有的放矢地對前期學生線上自主學習中的問題和錯誤進行分析和講解，根據學生的實際學習情況調整教學重點、難點；

4）通過云班課進行各單元操作的測試和作業活動，以考查學生對理論知識的理解和應用能力，培養和增強學生解決實際問題的能力，同時評價學生的學習效果。

線上+線下混合式教學，使教師和學生都能更加有效地融入教學的全過程，增強了學生對專業的學習興趣，大大提高學習效率。同時強化了學生與老師之間的互動，也鍛煉和提高了學生獨立思考的能力，從而獲取更好的教學效果。

2 基于云班課的化工原理混合式教學實施策略

根據化工原理課程的線上+線下混合式教學模式，基于云班課網絡教學平臺的混合式教學，其實施過程分為五個階段：云班課線上課程資源建設階段；學生自主學習階段；課中知識內化階段；課下知識運用、能力提升階段；課后評價階段。

2.1 云班課線上課程資源建設階段

化工原理線上課程建設工作包含以下四個步驟。

1）由專任教師組成線上課程建設小組，并進行任務分工。

2）根據任務分工，搜集、整理各項線上教學資料與素材，即對各單元操作的基礎知識、重點知識、疑難點知識以及相關理論知識進行歸納和分類，并根據云班課上傳資料的要求，準備各項資源素材，包括例題、思政素材、實驗視頻、動畫、應用場景等。

3）根據知識點錄制線上教學視頻，并根據各章節知識點，結合云班課制作的要求等，設計制作統一的PPT、教案、錄課視頻、測試題、作業活動等。

4）校核與上傳，即在云班課中創建化工原理班課，并對各項線上教學資源進行審核修正后，上傳至云班課班課中。表1 是2019 至2022 年化工原理云班課線上課程各項學習資源建設情況，圖1 是某學期化工原理云班課總體建設情況。

圖1 化工原理云班課總體建設情況

表1 2019-2022 年各學年云班課各項學習資源建設情況

2.2 學生自主學習階段

教師在云班課創建化工原理課程并完成各項教學資源的上傳之后，學生就可以通過班課號加入指定的課程，進行自主學習階段。通過云班課，學生能夠學會查找資料、參考資料、運用資料。學生可以觀看教學視頻、課件等資源進行預習，可以通過頭腦風暴、輕直播/討論區等進行問題討論，還可以通過作答自測題，檢測對知識點的理解和掌握情況。云班課能夠實時記錄學生在班課中的學習表現，并通過經驗值的多少進行評價。教師可以根據教學需要，設定各項學習活動的經驗值以及其在平時成績中的權重。通過云班課平臺，教師可以獲得學生預習的情況，如教學視頻觀看情況、自測題的正確率和完成情況等等，從而獲得學習效果差的學生的相關信息，進行有針對的提示和指導[7]。更重要的是，教師可以通過云班課平臺給出的大數據，總結出課程的重點以及難點，線下面授上課時進行重點講解，有針對性地輔導學生，幫助他們理解和掌握疑點和難點內容。

2.3 課中知識內化階段

經過云班課課前預習和自主學習后，教師在線下課程中，可以縮短對基礎知識點的講解時間，從而可以有較多的時間，與學生進行關鍵問題的深入交流和討論。在課堂上的討論中，教師可以在云班課中創建頭腦風暴的活動，促使學生積極思考，踴躍發言，由被動的輸入式學習，轉變成主動參與、主動探索式學習。

同時，在教學設計中，針對典型原理、設備等增加翻轉課堂的環節，依托云班課平臺，創建小組任務，每組幾位學生分工合作，不僅要根據任務自己去“備課”，還要上講臺“講課”，成為學習的主體，鍛煉、提高了學生從工程和實踐角度發現問題、解決問題及創新的能力。在課堂上給出解決方法、積極參加討論或進行講解與演示的學生，也可以獲得云班課適當的經驗值和平時成績，進而增強了學生的學習獲得感，提高了學習動力。

2.4 課下知識運用、能力提升階段

混合式教學模式下，學生完成指定課程內容學習后，學習過程還沒有結束，而是進入知識運用、能力提升階段。在此階段，教師通過云班課發布綜合性的作業活動，通過作業活動考查學生對化工原理單元操作的原理、方法、設計原則等知識的掌握、運用情況，鍛煉提高學生的工程思想和創新思維，提高教學質量[8]。例如將學生組成研討小組，或以單元操作在生活中的某種應用為主題，或以某一種產品的某個生產工藝流程為例，或以某個典型設備的設計與選型為任務，讓學生課下進行資料查閱、整理、計算等，課上進行ppt 講解，并分組研討，學生之間互評打分，教師進行講評、總結和知識點的補充。這個階段的學習中，學生由被動的“學”，轉變為主動的“教”，主動性貫穿學習的始終，而教師由傳統的“灌輸”轉變為學生視角的“學”，從而發現以往教學中的不足和問題，及時進行完善和補充。

2.5 課后評價階段

化工原理混合式教學，學生期末成績由期末卷面成績和平時成績加權組合得到，其中期末考試卷面成績占80%，平時成績（云班課經驗值加權平均值）占20%。表2 是某專業化工原理云班課各項活動得分在平時成績中的權重設置情況。由表2 可知，該學期化工原理云班課設置了簽到、答疑討論、視頻及非視頻資源學習、測試、課堂表現及作業等學習活動，其中作業活動最能體現學生的學習效果，故設計了30%的加權系數。由于化工原理課程的學習需要以高等數學、大學物理和物理化學等課程為基礎，但經過基礎課程的學習后，大多數學生面對化工原理的課程學習，仍普遍存在畏難情緒，化工原理甚至被部分學生稱為“天書”，因此化工原理課程是各相關院校掛科率較高的課程之一。

表2 化工原理云班課平時成績中的權重設置

通過云班課平臺，實施線上+線下混合式教學后，學生的學習成績有顯著提升，圖2 是某專業期末成績統計直方圖。由圖2 可以看到，該學期該專業學生共計67 人，其中90 分以上學生共計12 人，不及格有3 人，不及格率低于5%，取得了很好的教學效果。

圖2 化工原理期末成績直方圖

3 結束語

在“互聯網+”的時代背景下，要求化工原理課程教學方法和教學模式不斷革新。基于云班課平臺的化工原理線上+線下混合式教學，實現了教學資源和教學活動的個性化設計，體現了以學生為中心的教學理念。云班課作為線上教學平臺，采用可視化的方式，全面地展現整個教學過程，大數據分析精準，學情信息量大，有效地提高了學生學習的原動力，同時利于教師根據學情及時完善和補充自己的教學設計、教學方法和教學內容，真正做到以學生為本，因材施教。