新化工人才培養模式下數字化網絡教學探索

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）21-0046-04

Abstract：Withthevigorousdevelopmentofintereteducation，digitalnetwork teaching hasgraduallybenwidelyapliedin chemicalenginering clasrooms.Digitalteachingplaysacrucialroleinenhancingteachers'teachingskilsandoptimizing teachingeficiency.PrincipleofChemicalEnginering，asacorefoundationalcouseforchemicalngineringmajors，servesasa bridgefrombasicstospecializationandfromtheorytoengineeringpractice.Itocupiesapivotalpositioninthetrainingsystem forchemicalengineeringprofesionals，anditsimportanceisself-evident.Basedonthestudent-centeredteachingconcept， combinedwiththecharacteristicsofPrincipleofChemicalEngineringandexperimentalcourses，alongwiththecurrntteaching problemsfacedbyuniversities，thispaperexplorestheintegrationofoflineandonlineteachingmethods，focusingonthe collaborative teaching of Principle of Chemical Engineering.

Keywords：talenttraining；PrincipleofChemicalEngineering；digitalnetworkteaching；virtualsimulation；collborative teaching

科學技術的飛速發展，使得對高素質科技人才的需求越來越迫切。本科教育是培養具備高素質、高能力人才的重要基石。在新工科快速發展的背景下，以學生為中心、注重實踐與創新能力培養的教學理念日益受到教育界和社會的廣泛關注2-3]。為全面加強素質教育，不斷提升本科教育質量，數字化網絡技術被廣泛應用到工程實踐教學中，極大地豐富了網絡資源、教學手段和教學方式。與此同時，各種新型的人才培養教學模式也不斷涌現，為培養適應新時代需求的創新型人才提供了更多的可能與途徑。

化工原理課程及其重要性

化工原理是化工類及其相關專業的一門主干專業核心課程，它以化工生產中的物理加工過程為背景，綜合運用所學數學、物理、化學、物理化學和計算機基礎等知識，對化工生產中的各種物理過程問題進行分析與解決。

化工原理作為化工類專業的核心課程，主要由理論教學與實驗教學兩大核心板塊構成。該課程深入應用傳遞過程的基礎理論，系統探討化工單元操作的基本原理。依托過程工程的教學背景，它旨在幫助學生從理論與實踐兩個層面，全面把握單元操作的過程機制與設備原理，進而能夠獨立完成設計型與操作型的過程與設備計算，顯著增強學生的問題分析與解決能力。此外，該課程還融人了過程工程研究領域的最新進展，旨在激發學生的創新思維。學習該課程要求學生具備扎實的數學、物理和化學基礎知識。憑借其復雜的理論體系與較高的教學培養標準，化工原理在基礎到專業、理論到工程的過渡中起到了關鍵的橋梁作用，對培養具有工程觀點、實踐技能以及創新能力的新工科人才具有重要作用[5-

化工原理教學現狀

（一） 理論課程體系

1理論課程

化工原理課程是一門深人探索化學工業核心原理的工程學科，它以數學、物理和化學等學科知識為基礎。該課程以動量、熱量和質量傳遞這三個核心過程的基本原理及其研究方法論作為貫穿始終的主線，旨在深入分析、科學解釋和有效處理化工生產過程中遇到的各種復雜物理過程問題。作為工程學科的重要組成部分，化工原理尤為注重工程計算能力的培養、過程設計的優化以及過程強化的策略實施，這些方面對于提升化工生產效率和質量至關重要。在學習過程中，學生會接觸到大量高度抽象且應用廣泛的公式。這些公式不僅是理論推導的基礎，更是解決實際工程問題的有力工具。在開設化工原理課程之前，化工類專業學生學的多是側重于理論與基礎知識的理科性課程，加之目前大部分高校教學內容陳舊，未能及時跟上科技發展的步伐，導致所學知識與實際需求存在脫節；教學模式呆板僵化，缺乏足夠的創新性和互動性，難以激發學生的學習興趣和主動性；考評方式更是單一，往往側重于期末考試成績，而忽視了對學生平時學習過程的全面考察和細致評價。這種傳統而常規教學模式，明顯缺少對學生平時學習效果的系統、綜合性評價，既不利于學生全面掌握和深人理解知識，也不利于教師及時調整和改進教學策略。因此，當學生初次接觸如此核心的工程基礎課程時，無疑會面臨較大的挑戰。

2實驗教學

在化工原理實驗課開始前，學生往往需要提前進行實驗預習，這一過程至關重要。他們需要深人了解實驗目的、實驗原理、操作步驟，并對相關資料進行細致的加工和深人的分析。特別是對實驗設備和操作步驟的熟悉程度，直接關系到學生實驗課上能否準確高效地完成實驗，并順利收集有價值的實驗數據。然而，目前大多數高校學生預習實驗時，主要依賴的途徑仍僅限于實驗教材或者講義。這種預習方式往往局限于簡單的抄寫實驗文字，缺乏對實驗深層理解和主動探索的環節。同時，學生試圖熟悉實驗設備和操作的過程，也只能借助課本中提供設備圖來實現，而這些插圖往往過于簡化或抽象，難以全面、準確地反映真實實驗場景和設備的細節。因此，這種浮于表面的預習方式顯然無法充分保證實驗預習的效果，學生在進入實驗室進

（二） 儀器設備

化工原理的實驗設備不僅結構復雜，而且價格十分昂貴。由于資金限制，部分高校在實驗設備方面存在不齊全或數量有限等問題，這導致實驗教學實踐中，學生能夠親自動手機會大大減少，參與度較低。由于缺乏足夠的實踐機會，學生實驗積極性往往不高，最終的教學效果差強人意。設備運行過程中，實驗參數變化多端、閥門管線較多、控制和數據采集的程序也相當煩瑣，學生若僅僅通過閱讀書面的操作步驟和了解流程簡圖來進行預習，在真正實操時，他們便會發現實際操作非常困難且效率低下。因為化工原理實驗操作步驟、實驗裝置及實驗過程往往都非常復雜，學生在課堂上只能靠老師一遍又一遍的講解。然而，即便老師反復強調，學生也常常無法真正理解和記憶這些復雜的步驟和裝置。致使在實驗的全過程中，老師需要不斷地糾正學生的操作失誤，而學生則因為缺乏足夠的理解和指導，無法確保設備的正常運行。這種情況下，老師疲于修正、學生頻頻出錯，教師指導難以及時到位，從而無法保證應有的實驗課堂效果。

（三） 學情分析

全國范圍內，不同高校的本科課程體系和教學要求存在著顯著的差異。在這種背景下，有些學生在本科階段高等數學、物理以及化學等基礎學科的學習中，未能打下扎實的基礎，或者對某些關鍵知識點缺乏深入透徹的理解。這不僅導致他們難以真正掌握和靈活運用這些知識，還意味著他們沒有建立起獨立思考的力學思維和良好的科學素養。許多學生在考試結束后，很快就將課程內容遺忘殆盡，這種現象反映出學生在學習過程中的淺嘗輒正和缺乏深度內化。化工原理課程對基礎知識的要求較高，需要學生具備一定的邏輯思維能力和扎實的理論基礎。因此，這些基礎不牢靠的學生在化工原理課程的學習過程中，往往難以完全適應教學大綱和指南中設置的課程教學目標和內容，跟不上教學進度，學習起來比較困難，容易出現消極情緒，學習積極性不高。長此以往，甚至會造成嚴重的學習障礙，對學生的學業進步和個人發展造成不利影響。

三數字化網絡教學模式探索

目前高校化工原理教學存在諸多亟待解決的問題。例如，實驗教學內容過于陳舊、教學模式呆板僵化、設備使用率低、學生動手機會少和實驗積極性不高等。此外，學生基礎參差不齊、課程輔助教學資源匱乏等現實存在的問題，無疑對課程教學內容的有效實施構成了嚴峻挑戰。這些問題最終導致實驗教學質量差、教學效果差強人意7-8。為保證和促進化工原理課程教學的順利實施，需要深入思考并采取切實有效的措施。

基于全國大部分高校目前普遍面臨的狀況，如何有效促使專業理論知識和實踐能力有機接軌并相輔相成，已成為提升教學質量和培養高素質人才的關鍵所在。在“互聯網 +^′ 教育背景的有力驅動下，數字化網絡教學逐漸推行于化工教學課堂中，數字化教學不僅為教師提供了更為便捷的途徑來精準把握學生知識水平和學習進度，還能夠通過豐富多樣的教學資源和學習工具，極大地幫助學習者實現翻轉課堂。數字化教學對于提升教師專業能力、大幅度提高課堂教學效率方面至關重要。借助數字化教學手段，教師得以突破傳統資源的局限，能夠獲取到更為廣泛的教學資源，了解最前沿的教學理念。這不僅拓寬了教師的視野，還讓教師在持續學習中不斷精進個人的教學技巧，豐富專業知識儲備。此外，數字化教學工具的運用，還可以極大地提升課堂的互動性和吸引力，激發學生的學習興趣，使其從被動接受轉變為主動探索，更加主動地參與到學習過程中，從而有效提升課堂教學效率和教學質量。

（1） 完善網絡資源及平臺

目前，許多高校已經構建了校內資源平臺，公共課教學已初具規模，但是專業課教學資源仍較為缺乏。網絡資源平臺應充分發揮互聯網優勢，給予政策引導與資金支持，鼓勵國內高校積極投身于專業課程網絡學習模塊的研發，探索與革新網絡教學方法，以期在數字化時代背景下，進一步增強教學成效，提升學生的學習體驗。與此同時，高校還可構建功能完善的數字圖書館、高度仿真的虛擬教學系統及實驗環境逼真的虛擬實驗室，以滿足學生多樣化的學習需求。在此基礎上，開放靈活便捷、易于訪問的教育資源共享與服務平臺，將優質教育資源進行整合與展示，方便師生隨時隨地進行學習交流。此舉不僅能夠有效推動高質量教育資源的廣泛普及，還能促進資源的高效共享，為構建學習型社會貢獻力量。同時，引入國外高校優秀教學資源，組織國內外高校聯盟，利用云存儲服務器，建立研究生課程網絡共享學習資源平臺，并配備完善學生知識交流互動和反饋的功能，擴充學生學習途徑，構建促進學生自主學習的平臺，積極鼓勵學生借助信息化工具進行自主學習，以提升他們運用信息技術分析并解決問題的能力。

（二） 線上線下協同教學

在教學過程中，教師應積極激勵學生課前有針對性地鞏固與課程緊密相關的的基礎知識，為課堂學習打下堅實基礎。課堂講授時，教師應以一條清晰明確的主線進行引導，通過循序漸進的方式，保證學生由淺入深、條理清晰地系統化吸收課程教學內容。為了達到更好的預習效果，教師可通過超星學習通、雨課堂等線上教學平臺，提前1～2周精心發布預習要求及相關學習材料，以便學生有針對性地預習，從而達到更好的預習效果。課上可設置5～10分鐘課前準備知識點測評，全體學生均需通過線上平臺參加參與預習活動，并將其完成情況計入平時成績考核體系之中。該方法可有效激勵學生提前預習鞏固即將學習的相關知識基礎，確保他們能夠深入理解和掌握課程內容。通過這種方式，可以避免學生只是粗略翻閱書本、學習印象不深刻、理解不透徹等流于形式的課前準備現象，從而切實提升他們的學習效果和課堂參與度。同時，這也有助于教師更加精準地、全面地了解學生的基礎知識掌握情況，進而在課程教學過程中，根據學生的學習進度和理解程度，適時且有針對性地做出細微調整，以確保每名學生都能獲得最適合自己的教學指導。課后則可利用小程序或APP設置重點知識點回顧和習題測評環節，以達到督促學生提高聽課效率的目的。

（三）完善數字化考核形式

由于傳統紙質版的考核方式不僅繁瑣，而且極大地浪費教師和學生們的時間和精力，在當今數字化教育日益普及的背景下，教師可以積極尋求創新，可結合慕課、學習通、爾雅學習平臺或者APP來進一步完善數字化考核體系。在課程考核時，教師應注重將多種既有效又新穎考核方式并行，以提升考核的全面性。具體而言，可通過讓學生自主錄制講解題目的視頻，這樣不僅能考察他們的解題能力，還能鍛煉其表達能力和邏輯思維能力；或者鼓勵學生動手制作化工原理動畫，以此激發他們的創造力和深人理解科學原理的興趣;此外，還可利用各類教育APP進行在線測評，這種網絡數字化的形式既方便快捷，又能即時反饋學生的學習成效。這些多樣化的的考核形式極大地豐富了考核內容、有效調動學生的積極性和參與度。考核不僅是檢驗課堂教學質量高低的有效途徑，能夠客觀、準確地評估學生的學習掌握情況，也為教師后續對課程教學的總結反思、進一步提高教學質量和完善教學方法提供了重要的參考資料。為了充分發揮考核的全方位價值，考核內容不僅需全面覆蓋課程的各個知識點和技能領域，而且在形式上需特別強調綜合性和靈活多樣性，以適應不同學生的學習特點和能力水平。在構建考核體系時，應將平時成績與期末卷面考核有機結合，既關注學生的學習過程，又重視其學習成果。同時，還需將課堂討論的參與度、課后探索性作業的完成情況及期末試卷的答題表現等多個維度合理地納入新型考核體系之中，以全面、客觀地評價學生的學習表現，促進他們的全面發展。

（四） 建設線上虛擬仿真實驗平臺

聯合專業人士和團隊建設教學虛擬仿真實驗平臺。虛擬仿真技術是一種高度先進的教學手段，它深度融合了計算機模擬與虛擬現實環境，為學習者提供了一個沉浸式的、交互式的學習體驗。虛擬仿真具有高效率、低成本、安全環保和內容豐富等優點，應用日益廣泛。對化工生產過程和實驗流程進行高精度虛擬仿真，根據實際生產設備及工藝流程，建立科學嚴謹的數學模型，這一舉措不但可以展示逼真的化工生產和實驗環境，使學生能夠身臨其境地感受化工生產的各個環節，還可顯著優化化工實驗教學的過程與效率，從而更有利于學生化工實踐操作能力的培養。通過模擬操作或結合部分實際操作，讓學生在虛擬環境中學習并實踐理論課程中抽象難懂的知識點，能夠極大地幫助學生透徹地理解相關知識點并掌握其實際運用方法，這種虛實結合的教學方式，無疑能夠極大地提升教學效果。同時，虛擬仿真教學憑借其獨特的優勢，易于和其他先進教學方法結合，從而有效實現教學軟件和教學資源之間的信息交流互動，這種結合能夠極大地激發學生參與教學活動的積極性，使他們更加主動地投入到學習過程中。同時，虛擬仿真教學還能充分調動學生主動探索學習的主動性和創造性，為他們提供一個更加生動、直觀且富有挑戰性的學習環境。虛擬仿真教學能有效地培養學生的工程實踐能力，提高化工原理和化工原理實驗教學的質量。

四數字化網絡教學的意義

化工原理教學對于培養化學工程與工藝及其相關專業學生的工程意識和工程實踐能力具有十分重要的意義。針對這門課程在傳統教學模式下出現的若干問題，教師可通過制作高質量的在線視頻，并結合翻轉課堂，為學生提供一個優質的實驗預習和數據處理的輔導平臺，這樣的教學模式不僅能夠有效提升學生的預習效率，還能在實驗課堂上留出更多寶貴的時間用于實踐操作，從而增強學生的動手能力和解決實際問題的能力。通過數字化網絡教學平臺的構建，能夠給學生一個探討交流的空間，并且為后續課程中學生自主學習提供切實可行的條件。除此之外，高校通過使用模擬仿真實驗系統，能客觀地反映出學生對于理論和實驗課程內容的理解能力與接受程度，極大方便了實驗操作，提高了教學效率。采用數字化與網絡化的教學模式，不僅能夠極大地激發學生的學習主動性，使他們更加積極地參與到學習活動中，還能對課程教學評估體系進行全面的優化，確保評估結果更加客觀、準確。這不僅能提供更加客觀、全面的數據支持與分析依據，而且對于深化課程改革、優化教學內容與方法也具有深遠意義。同時，它還能夠針對新形勢下新化工應用型人才培養的需求，提供科學、理性的參考依據，助力培養更多符合市場需求的高素質化工人才。

五結束語

運用數字化網絡技術進行教育教學創新是當前高校教育改革的必然要求。數字化網絡教學作為對常規教學手段的一種重要補充與革新，目前在高校教育中日益受到重視，并逐漸發展成為一種廣受師生青睞的重要教育教學模式。數字化網絡教學模式全面而深入地整合諸如豐富多樣的在線課程、便捷易獲的電子圖書、身臨其境的虛擬仿真實驗在內的多種優質且實用的教學資源，精心設計功能強大、操作便捷的數字化網絡教學平臺，該平臺可充分發揮平臺師生互動效果好、視覺感受強、教學體驗佳等優勢，還可開展互動教學，必將為提高教學質量、提升教學的便捷性和高效性、保障教學效果，以及深入踐行新工科人才培養理念提供有力的支撐與保障。

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