化工原理智慧课堂教学模式分析

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摘要：教学改革的目的是“回归教育”。本文围绕在线化融合教育理念，以如何构建融合化智能课堂为重点，结合学校农林专业特色和申请者授课经验，在借鉴前人研究成果的基础上，提出了可行的智慧课堂教学改革内容与实施措施，以提升教学质量，为国家培养栋梁之才。

关键词：化工原理；智慧课堂；教学改革；教学模式

随着互联网对教育行业的不断渗透，线上线下教育相互学习，使得学习场景和教学场景逐渐突破了时间和空间的束缚，知识获取方式更为灵活。在2018年全国教育信息化工作会议上，教育部副部长强调，努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式，努力让教育信息化2.0变为现实[1]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010~2020年）》也明确指出：“不断优化高等教育结构，优化学科专业、类型、层次结构，促进多学科交叉和融合。重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模”。2020年，国家发改委、教育部等联合发文提出要大力发展融合化在线教育，形成良性互动格局[2]。在线教育的要点是“线上线下融合”，该政策的提出使得在线教育即将进入新纪元。作为典型的高等农林院校，我校《化工原理》的授课对象是应用化学、生物技术、生物工程、食品工程和制药工程等专业，涉及四个学院五个专业。《化工原理》是一门属于工程科学的基础核心课程，是综合运用物理、数学和化学等基础技术分析和解决化工生产过程实际问题的一门学科[3]，是自然领域的基础知识向工程科学过渡的入门课程，旨在培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中实际问题的能力[4]，倡导和培养学生树立正确的世界观、人生观、价值观和荣辱观。该课程教学水平的高低，对化工及其相关专业学生的业务素质和工程能力的培养起着至关重要的作用[5]。因此，线上线下混合式智慧课堂教学模式的建设具有重要的意义。

1《化工原理》课程教学现状

本课授课对象为大学二年级或三年级学生，他们经过专业学习已获得了一定的专业知识，思维活跃，但化工基础薄弱，工程思维能力较差，而化工原理是一门实践性较强的学科，所面临的是大量的工程实际问题，只有在错综复杂的诸多影响因素中，抓住主要矛盾并进行合理简化，才能找到解决实际问题的正确途径。因此，本课程的学习，不能采用与自然科学一样的理论思维方法，需要引入工程化实际应用的概念来分析解决问题，而工程化概念正是学生所缺乏的。化工原理教研组根据授课学生的特点，购买了多套虚拟仿真实验软件，但在使用上与课程知识的结合度不够紧密，融合性不够好。在工科院校中由于有专业认证的要求，对《化工原理》课程提出了明确的要求，而对于农业院校应用化学、生物工程等专业没有明确的认证指标要求。我校化工原理课时安排（理论教学60学时，实验教学20学时）相对较少，增加了课程学习难度；此外，上课班级一般为90人或120人，这种大班授课模式很难使教师照顾到所有学生，不能充分体现“以学生发展为中心”的教学理念，达到全方位育人的目标。

2《化工原理》智慧课堂改革内容

基于以下两方面进行改革：1）在遵循课程大纲和新目标前提下，对教学内容进行补充、丰富、完善和发展，通过课程的二次“研发”，打造学生感兴趣、愿意学的线上课程内容；2）创建“N+2”（多种互动和考核形式，大学MOOC或SPOC、学习通两个平台）教学模式，使线上和线下环节有机融合，建成一门真正以学生为中心的智慧课程。

2.1教学内容的改革

要达到信息技术与教学的深度融合，需要对教学内容，尤其是线上教学内容进行改革。现今中国大学慕课（MOOC）、学堂在线等网络教学平台上的课程视频制作精良，但课程的被接受程度却不理想。原因是线上课程与线下教学模式不完全一样，线上课程教师表情相对严肃，且不能随时注意到学生对知识的理解程度，学生很容易产生视觉疲劳和畏难情绪；另一方面，传统课堂中教师会有合理的板书，线上课程基本没有板书部分，单一的授课形式不利于学生理解。因此在这样的大环境下，如何进行合理有效的线上授课模式亟待探索。项目通过对线上授课内容和形式的“二次研发”，将化工实践实例、生活应用[6]、化工模拟流程、虚拟仿真软件等引入课件，并在网络授课过程中添加公式推导和演算，增加线上课堂的趣味性和实用性，真正提升线上教学效果。

2.2教学模式的改革

化工原理教研组去年建设并试用SPOC化工原理网络课程，整体反映良好。实时跟踪和监督学生在网络上的学习情况，避免了一部分同学考前突击复习的学习方式。但由于线上与线下课程相对独立，线上课程主要靠学生课后自学，教师的监督和管理功能被弱化，特别是自主学习能力较差、无法独立完成在线课程学习的学生，更需要教师的监督和指导。而线上课程所强调的就是“以学生为中心”，以学生的自主学习为主，教师角色由知识传授者转变为学生学习的指导者，需要一定的方法和策略才能真正带动学生学习。基于此，项目组成员设计“N+2”教学模式，根据学生的个体差异，让学生自主选择考核与学习内容，提高学生的学习主动性与积极性，优化课程的客观评价模式，真正地满足对农林专业人才培养的要求。

2.3教学目标的改革

融合式智慧课堂不仅需要线上与线下内容的有机融合，还需要全课程育人教学理念与课程内容有机融合。2019年明确了立德树人、铸魂育人的总体要求。化工原理原教学目标为掌握三传（动量、热量和质量传递）理论和各种单元操作的内在规律和基本原理，培养学生掌握工程的概念、观点与方法，具备解决实际问题的工程能力。新教学目标为培养学生运用辩证唯物主义观点和科学的方法论考察、分析和处理工程过程的实际问题；培养学生的工程观点以及实验技能和设计能力。课程知识教学互相融合、并行，课程教学中贯穿立德树人的育人理念。这就要求教师将知识传授与价值引领相结合，把知识教育与价值观教育、能力培养有机融合，着力培养全面发展的社会主义建设者和接班人，着力培养担负民族复兴大任的“有理想、有本领、有担当”的时代新人。

3《化工原理》智慧课堂教学改革的实施

3.1教学内容的创新

化工原理教研组集体讨论确定线上授课知识点与内容，引入名人故事、中国文化、化工生产实例、虚拟仿真实验、生活实例、国家化工新政策等；联系具有代表性的化工生产公司，实地录制与特定单元操作相关的视频；使用手写板自制公式推导视频；收集近年来化工生产事故视频、绿色化工发展新思路、新理念等内容讲解单元操作的特点与注意事项，针对性地录制线上授课视频。

3.2师生交流平台的搭建

搭建“N+2”师生互动平台，“N”指教学资料、教学课件、签到、课中讨论、投票、抢答、课后思考、课中测试、单元测试、学生反馈、组间互评等模块，团队教师提前搭建好各章模块；“2”指中国大学MOOC或SPOC平台和超星学习通平台。中国大学慕课具有上课地点不受限制，课程内容短小精悍的优点；超星学习通则是一款更适用于手机使用的APP软件，它集资源整合、知识挖掘、数据分析、文献计量学模型等相关技术，较好地解决了复杂异构数据库群的集成整合，实现了通过超星泛雅网络教学平台连接教室端、移动端和管理端的“一平三端”的信息化便捷高效教学模式。线上课程及系统测评放在在线开放平台；线下教师重点放在使用超星学习通平台引导学生学习和教学互动，课中实时互动有利于随时了解学情。定期收集学生反馈意见，了解学生满意度，进行教学反思和改进。

3.3考核形式的完善

考核形式的完善重点在于过程性考核、构建量化的成绩评价体系和灵活化的后台评分系统。教师制作化工原理题库，对同一知识点设计多种题型，学生自主安排时间个性化答题（如20题选10）；加强过程管理，开展课程过程性考核如考勤、线上课程参与度、线下课堂表现、作业、笔记、单元测试、期中测验等占总评成绩的60%，每一环节都给出量化指标。定期导出后台数据进行学情分析，通过更改教学进度或了解完成程度较低学生的具体情况，针对性地制定学生学习计划。

4结语

农业院校《化工原理》智慧课堂教学改革围绕在线化融合教学理念，力求在提高教学效果的基础上，培养学生综合分析和解决工程实际问题的能力。改革过程中教师需要思考如何做好线下内容更好地适配线上的教学内容，如何设计线上内容以与线下内容有机契合。通过线上线下融合式智慧课堂的充分利用，用知识缝制铠甲武装学生，不远的将来才能披甲上阵。

参考文献:

［1］杜占元.加快融合创新发展让教育信息化2.0变为现实———在2018年全国教育信息化工作会议上的讲话[J].浙江教育技术,2018(3):3-11.

［2］匿名.关于支持新业态新模式健康发展激活消费市场带动扩大就业的意见[J].财经界(学术版),2020（27）：1-2.

［3］葛奉娟，朱捷.超星网络课程教学平台在《化工原理》课程教学中的应用[J]．山东化工,2018,47(24):130，132．

［4］王志魁，向阳，王宇.化工原理，第5版[M]．北京：化学工业出版社，2018.

［5］胡晓娟,吕东灿,孟彦羽,等.案例教学法在化工原理课程中的应用———以对流传热系数为例[J].广东化工,2020,47(6):227-228.

［6］李裕.化工原理课堂教学中生活常识联想[J].化工高等教育,2015,32(2):32-34.

作者：吕东灿 李鑫 胡晓娟 孟彦羽 王丽霞 单位：河南农业大学理学院