化工原理課程混合式教學(xué)模式的改革

魏光月 王萌 劉松艷(吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

0 引言

化工原理課程是一門綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過(guò)程或單元操作問(wèn)題的工程學(xué)科，是化工類及相近專業(yè)的一門主干課程。同時(shí)，化工原理課程是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，實(shí)踐性很強(qiáng)，要求理論聯(lián)系實(shí)際，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，以獲得最大效益[1]。

傳統(tǒng)的教學(xué)通常以教師為中心，教師單純的進(jìn)行知識(shí)的灌輸，把學(xué)生放在被動(dòng)接受的位置，阻礙學(xué)生思考和探索的積極性，導(dǎo)致學(xué)生只是對(duì)原理有個(gè)表層的認(rèn)識(shí)，對(duì)于知識(shí)進(jìn)行呆板的死記硬背，這樣往往教學(xué)效果不理想，學(xué)生并不能很好的應(yīng)用新知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題。

為了響應(yīng)國(guó)家“金課”的號(hào)召，提升高等教育質(zhì)量，努力向“兩性一度”—高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的標(biāo)準(zhǔn)靠攏，筆者根據(jù)化工原理課程自身學(xué)科特點(diǎn)，結(jié)合新興技術(shù)和理論，提出混合式教學(xué)—課前學(xué)生自主選擇慕課學(xué)習(xí)、課上采用PBL 教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、思考的積極性、思維的創(chuàng)新性、技能的應(yīng)用性和社會(huì)責(zé)任感等。

1 慕課

慕課(Massive Open Online Course, MOOC)，英文直譯為“大規(guī)模開放在線課程”，是互聯(lián)網(wǎng)與教育結(jié)合的產(chǎn)物。作為一個(gè)具有豐富資源的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，慕課有以下優(yōu)點(diǎn)：面向全體學(xué)生，打破了教育資源的限制；課程種類多，可以滿足學(xué)生的多樣性；上課時(shí)間地點(diǎn)不受限制，學(xué)生學(xué)習(xí)更為靈活自由，利于學(xué)生主動(dòng)性的發(fā)揮；課程由多個(gè)短小精悍的短視頻組成，符合布魯納程序教學(xué)的理念，利于解決學(xué)生注意力分散的問(wèn)題，同時(shí)利于學(xué)生反復(fù)觀看，加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果等。

盡管優(yōu)點(diǎn)眾多，但慕課也存在許多問(wèn)題。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，慕課要求學(xué)生自學(xué)水平高，自制力強(qiáng)，否則很容易半途而廢；對(duì)教師來(lái)說(shuō)，一些名師已經(jīng)把理論知識(shí)講的更加通俗易懂了，那么自己將如何組織課堂是教師要思考的問(wèn)題；對(duì)知識(shí)本身來(lái)說(shuō)，慕課對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的講授缺乏系統(tǒng)性，大多學(xué)習(xí)者缺乏能力自己去體驗(yàn)、加工，形成系統(tǒng)化的知識(shí)體系；對(duì)師生關(guān)系來(lái)說(shuō)，慕課上的師生之間缺乏互動(dòng)，教師的言傳身教等其他隱形功能無(wú)法體現(xiàn)；對(duì)學(xué)習(xí)方式來(lái)說(shuō)，雖然上課形式變了，但還是傳統(tǒng)的知識(shí)講授，學(xué)生的參與度低，只是被動(dòng)的接受，不能更好的培養(yǎng)自己解決問(wèn)題的能力[2]。

2 PBL教學(xué)方法

PBL(Problem-based Learning)是以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式。以問(wèn)題為導(dǎo)向即以問(wèn)題為起點(diǎn)，以解決問(wèn)題為目標(biāo)，由教師創(chuàng)建情景、提出問(wèn)題并提供指導(dǎo)，學(xué)生們相互合作和討論，最終由學(xué)生得出自己的結(jié)論。一般模式為提出問(wèn)題—查找資料—分組討論—總結(jié)評(píng)價(jià)。PBL 培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、信息檢索的能力、合作交流的能力、綜合理解的能力、邏輯推理的能力、口頭表達(dá)的能力、綜合分析的能力等，以便學(xué)生在遇到類似情景可以遷移運(yùn)用，更好的解決將來(lái)遇到的問(wèn)題。

但是PBL 教學(xué)模式對(duì)學(xué)生和老師要求都很高。對(duì)有些學(xué)生而言，已經(jīng)習(xí)慣了填鴨式教學(xué)，要學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念，從知識(shí)的接收者變?yōu)橹R(shí)的探索者轉(zhuǎn)換較大，一些學(xué)生沒(méi)有養(yǎng)成自己解決問(wèn)題的習(xí)慣，也沒(méi)有一些基本的能力，在接受新的教學(xué)方法時(shí)會(huì)有畏難心理和抵抗心理。對(duì)于教師而言，教師需要充分的備課，了解國(guó)內(nèi)前沿，合理的設(shè)計(jì)情境，轉(zhuǎn)變?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于非結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題要有自己的見解。對(duì)于課堂而言，由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)間較多，可能會(huì)導(dǎo)致效率不高，學(xué)生之間差距拉大，整個(gè)課程設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，教師在引導(dǎo)過(guò)程中也可能出現(xiàn)投入多收獲少的尷尬局面。

3 課程設(shè)計(jì)

為了更好的打造化工原理課程的“金課”，本文在研究混合式教學(xué)模式實(shí)施圖[3]的基礎(chǔ)上，按照“教學(xué)分析”“自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)”“課堂實(shí)施”三個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出以下課程實(shí)施模式，并以化工原理(上)課程第二章第一節(jié)內(nèi)容“離心泵”的學(xué)習(xí)為例進(jìn)行實(shí)踐。

3.1 教學(xué)分析

3.1.1 學(xué)生分析

學(xué)生為化工專業(yè)的大三本科生，已經(jīng)學(xué)習(xí)了四大化學(xué)，具有較完善的化學(xué)理論知識(shí)，具備自學(xué)能力。學(xué)生對(duì)于離心泵是第一次接觸，并不了解，屬于新知識(shí)。

3.1.2 教學(xué)目標(biāo)分析

離心泵是最常見、最重要的流體輸送設(shè)備，要求學(xué)生認(rèn)識(shí)離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握離心泵的特性，會(huì)解決設(shè)計(jì)型問(wèn)題和操作型問(wèn)題。

3.2 自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)分為四步。即教師發(fā)布學(xué)習(xí)指南、學(xué)生選擇慕課學(xué)習(xí)、教師提出問(wèn)題、學(xué)生搜集資料。

3.2.1 教師發(fā)布學(xué)習(xí)指南

教師根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，通過(guò)社交平臺(tái)(如QQ 群、微信群、學(xué)習(xí)通、愛課程等)發(fā)布學(xué)習(xí)指南，學(xué)習(xí)指南要指明學(xué)習(xí)任務(wù)和注意事項(xiàng)。學(xué)習(xí)任務(wù)即本節(jié)需要掌握的知識(shí)，注意事項(xiàng)由教師根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容予以補(bǔ)充。

3.2.2 學(xué)生自主選擇慕課

學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)指南在MOOC 平臺(tái)自主選擇MOOC 課程學(xué)習(xí)。學(xué)生個(gè)體之間存在差異性，所以會(huì)體現(xiàn)出對(duì)教師不同的選擇性。對(duì)于傳統(tǒng)課程來(lái)說(shuō)，一個(gè)教師對(duì)應(yīng)眾多學(xué)生，難免會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生出現(xiàn)不適應(yīng)教師授課風(fēng)格等問(wèn)題。讓學(xué)生在平臺(tái)上自主選擇慕課可以充分的體現(xiàn)以學(xué)生為本，滿足學(xué)生多樣性的需求。以“中國(guó)大學(xué)MOOC”為平臺(tái)，學(xué)生可以搜索“化工原理”檢索到“第二章流體輸送”這一章節(jié)。通過(guò)檢索結(jié)果我們可以找到北京化工大學(xué)、天津大學(xué)、大連理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)等高校發(fā)布的課程，學(xué)生可以通過(guò)試聽，選擇適合自己的課程。

3.2.3 教師發(fā)布問(wèn)題

教師根據(jù)所學(xué)內(nèi)容發(fā)布相應(yīng)的問(wèn)題供學(xué)生學(xué)習(xí)完MOOC課程后思考。問(wèn)題可以是綜合性問(wèn)題，需要學(xué)生運(yùn)用多個(gè)知識(shí)解決，如“設(shè)計(jì)合理的底閥結(jié)構(gòu)”；可以是指向?qū)嵺`的問(wèn)題，如“調(diào)研離心泵的組合在目前工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用”；也可以是分析成功的工程案例，以加強(qiáng)知識(shí)和實(shí)踐的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，如“查閱資料講述一個(gè)離心泵發(fā)生的汽蝕的真實(shí)案例”等。

3.2.4 學(xué)生搜集資料

學(xué)生接收到問(wèn)題后，可以通過(guò)課本、百度、谷歌、知網(wǎng)、SCI等資源引擎上獲取知識(shí)，自主搜集資料，查閱文獻(xiàn)，獨(dú)立思考，以提高自己學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和信息檢索能力。

3.3 課堂實(shí)施

課堂實(shí)施分為三大部分，即知識(shí)講解與內(nèi)化吸收、組織討論與成果展示、反饋評(píng)價(jià)與交流提升。

3.3.1 知識(shí)講解與內(nèi)化吸收

知識(shí)講解與內(nèi)化吸收是課堂實(shí)施的重要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)由三部分完成。

第一：當(dāng)堂檢測(cè)。教師出題檢測(cè)學(xué)習(xí)成果，以選擇和判斷為主。每次檢測(cè)作為考核成績(jī)的一部分，以到達(dá)激勵(lì)學(xué)生課下學(xué)習(xí)和前測(cè)的目的。

第二：教師講解。教師獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況后，可有的放矢，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)，并引導(dǎo)學(xué)生梳理知識(shí)之間的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，以便學(xué)生能夠加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的整合、運(yùn)用和遷移。同時(shí)由于學(xué)生觀看的MOOC 課程不完全一樣，所以教師要統(tǒng)一班內(nèi)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和內(nèi)容的最低標(biāo)準(zhǔn)，避免差異過(guò)大。

第三：內(nèi)化吸收。學(xué)生在經(jīng)過(guò)課下自學(xué)和課上教師指導(dǎo)后對(duì)知識(shí)會(huì)有一個(gè)新的理解，所以要拿出時(shí)間留給學(xué)生內(nèi)化吸收[4]，學(xué)生可以獨(dú)立思考，也可相互討論或者求助教師。

3.3.2 組織討論與成果展示

教師組織小組討論教師在課前提出的問(wèn)題。學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索、獨(dú)立思考與課堂講解，對(duì)問(wèn)題已經(jīng)有了大致的見解，但個(gè)人的思考往往帶有一定的局限性，所以通過(guò)小組討論，組員之間相互學(xué)習(xí)、補(bǔ)充、完善，實(shí)現(xiàn)生生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自己的表達(dá)交流能力、合作能力和學(xué)習(xí)能力，以期得出較為滿意的結(jié)果。討論結(jié)束后教師請(qǐng)小組代表發(fā)言，介紹自己小組討論成果，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生自信。

3.3.3 反饋評(píng)價(jià)與交流提升

教師針對(duì)每個(gè)小組的解決方案優(yōu)點(diǎn)和不足做出課堂反饋和評(píng)價(jià)。學(xué)生會(huì)根據(jù)教師對(duì)自己或者他人的反饋?zhàn)龀霾粩嗾{(diào)整自己、提升自己，同時(shí)教師的表達(dá)和展示也會(huì)無(wú)形之中影響著學(xué)生，發(fā)揮教師的言傳身教的隱形功能。除了教師的反饋和點(diǎn)評(píng)，小組展示之間存在的差異也能夠促使學(xué)生相互學(xué)習(xí)，消除自己的思維盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)共同提升。

課程的最終成績(jī)綜合MOOC 學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)(10%)、課堂測(cè)驗(yàn)得分(5%)、課堂小組展示(15%)、期中考試成績(jī)(20%)、期末考試成績(jī)(50%)得出，實(shí)現(xiàn)全程評(píng)價(jià)、量化評(píng)價(jià)和質(zhì)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)反思

將慕課和傳統(tǒng)課堂結(jié)合，能夠彌補(bǔ)慕課知識(shí)講解缺乏系統(tǒng)性、課堂缺乏師生互動(dòng)、學(xué)生缺乏指導(dǎo)等缺點(diǎn)，同時(shí)能夠解放課堂，使課堂是能夠教授給學(xué)生思維、能力方面的技巧，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。以問(wèn)題為中心的課堂可以培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的應(yīng)用能力，而且教師不對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行限制，很容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性。小組之間的討論和交流，也可以培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)合作能力。

但是這種教學(xué)模式對(duì)教師和學(xué)生也很具有挑戰(zhàn)性。教師在設(shè)計(jì)每一門課程時(shí)需要更加富有引導(dǎo)性，這需要教師跳出原來(lái)照本宣科的舒適圈，主動(dòng)接觸前沿知識(shí)，控制好課堂，轉(zhuǎn)變?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)自己教學(xué)能力的多面化和立體化[5]。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，部分學(xué)生自學(xué)能力較差，在課堂上參與度不高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果較差。這部分學(xué)生要轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)思維，把自己當(dāng)成學(xué)習(xí)的主人，主動(dòng)鍛煉自己的自學(xué)能力和自控力，有意識(shí)的在人際交往中提升自己的能力，在教學(xué)中嚴(yán)格要求自己，善于學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)步。

綜上所述，本文對(duì)混合式教學(xué)模式做了探索，面向不同的學(xué)生群體，課程實(shí)施過(guò)程會(huì)面臨不同的問(wèn)題，混合式教學(xué)模式的完善需要教師在實(shí)踐中而不斷探索。