“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《化工原理》教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

梁銑，張曉艷，魏亦軍，王鳳武，劉道富，李莉

(淮南師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 淮南 232038)

《化工原理》是化工類專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，具有專業(yè)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)、概念抽象、公式繁瑣等特點(diǎn)，課程中需要通過(guò)各種詳細(xì)、科學(xué)的定量計(jì)算過(guò)程來(lái)揭示單元操作的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律，因此與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密[1].但是在教學(xué)中，面對(duì)繁雜枯燥的工程概念，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣、加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、緊密結(jié)合理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)新時(shí)代的高校教師提出了更高的要求.因此，在這門(mén)課的教學(xué)中，就要求授課教師要基于新時(shí)代的社會(huì)需求，結(jié)合當(dāng)今大學(xué)生的獨(dú)有特點(diǎn)，積極投身到《化工原理》的課堂教學(xué)改革和創(chuàng)新發(fā)展中去.

互聯(lián)網(wǎng)，一個(gè)億萬(wàn)人民都在參與的宏大規(guī)模平臺(tái)，聲勢(shì)之浩大，魔力之超強(qiáng)，正在改變著我們的教育模式，它是突破了教材和教室的局限性而另辟的一條新路徑.在“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的大力推動(dòng)下，信息技術(shù)所使用的手段也逐漸趨于普適化.在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，師生的交流更加自如，學(xué)習(xí)環(huán)境更加個(gè)性化，教學(xué)內(nèi)容和手段更加豐富，學(xué)生的創(chuàng)新能力得以發(fā)揮.因此，將“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”融入《化工原理》的課程教學(xué)中，對(duì)高校工科教育者帶來(lái)的是一個(gè)全新的契機(jī)與挑戰(zhàn)[2].

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”模式運(yùn)用于課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

1.1 解決教師無(wú)法單獨(dú)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的問(wèn)題

在傳統(tǒng)教學(xué)中，如果教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行單獨(dú)指導(dǎo)學(xué)習(xí)，將需要占據(jù)教師大部分時(shí)間，這樣做幾乎無(wú)法完成.但是，利用“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”可以有效解決這一問(wèn)題，學(xué)生在課堂中不明白的問(wèn)題可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)尋找答案，學(xué)習(xí)是可以反復(fù)的.如此學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性掌握在學(xué)生手中，而不是隨著教師的節(jié)奏在學(xué)習(xí)，既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也能較大程度提高學(xué)生的自學(xué)能動(dòng)性.此時(shí)，學(xué)生才能夠在基礎(chǔ)知識(shí)上與老師達(dá)到共鳴.

1.2 面面俱到，解決學(xué)生差異性問(wèn)題

“因材施教”是教育界老生常談的話題，在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的差異性是幾乎每一位教師都會(huì)遇到的問(wèn)題，這些差異體現(xiàn)在學(xué)習(xí)速度上居多.對(duì)于任何一個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，教學(xué)內(nèi)容都是一樣的，但是每個(gè)學(xué)生對(duì)同樣的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)節(jié)奏是不同的，如果能很好地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)節(jié)奏上的差異性，那么就能夠較好地解決學(xué)生的差異性.

“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”不僅在教師教學(xué)上表現(xiàn)出較好的靈活性，在學(xué)生學(xué)習(xí)方面也同樣具有較高的應(yīng)變性.由于學(xué)生存在個(gè)體差異，所以每個(gè)學(xué)生都可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)特點(diǎn)來(lái)安排自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，這樣可以從一定程度上解決學(xué)習(xí)速度的問(wèn)題.比如說(shuō)，對(duì)于一個(gè)20 min的微教學(xué)節(jié)段，有的學(xué)生只需要10 min就可以看完，有的學(xué)生則需要看2 h.由于學(xué)生在知識(shí)學(xué)習(xí)上的差異性，通過(guò)調(diào)整學(xué)習(xí)時(shí)間來(lái)解決學(xué)習(xí)效果的問(wèn)題是十分有效的，同時(shí)，也提高了學(xué)生的自學(xué)能動(dòng)性[3].

1.3 提升教師課程開(kāi)發(fā)能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升

傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)于時(shí)間、地點(diǎn)的要求都是固定的，并且授課老師也是自始至終不發(fā)生變化，教學(xué)任務(wù)更是按固定計(jì)劃完成.而“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，只要擁有服務(wù)器和移動(dòng)終端，廣大學(xué)子不受學(xué)校、教師、時(shí)間、地點(diǎn)的局限，自由選擇教學(xué)資源.“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)教學(xué)的沖擊不僅是資源建設(shè)的改變、資源呈現(xiàn)方式的改變以及學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變等方面.還有兩個(gè)最主要的方面，一是教學(xué)組織與管理的改變，另一個(gè)就是教師與學(xué)生教學(xué)關(guān)系的重大變化.所以建設(shè)MOOCS課程、五分鐘課程以及微課、數(shù)字化教材等只是新教學(xué)模式的一種媒介，而新教學(xué)模式的核心是改變傳統(tǒng)的紙質(zhì)思維模式.

2 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《化工原理》課程教學(xué)模式改革的實(shí)施策略

2.1 課程章節(jié)的合理分類

新的教學(xué)模式不一定適合每一位學(xué)生，所以在改革前期既要大膽，也要慎重，只有先對(duì)課程章節(jié)進(jìn)行合理的分類，才能夠獲得更好的教學(xué)效果.依據(jù)不同章節(jié)的特點(diǎn)及難易程度，將各章中的每一小節(jié)都分為適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、適合網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、不適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等不同類別.這部分研究?jī)?nèi)容不能單純地依靠老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行分類，應(yīng)當(dāng)調(diào)研那些學(xué)習(xí)過(guò)《化工原理》的學(xué)生，考察他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及自身感受，然后對(duì)章節(jié)進(jìn)行分類.

2.2 合理選擇適合改革的章節(jié)

選擇一到兩個(gè)章節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，該部分章節(jié)應(yīng)當(dāng)屬于適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)或適合網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)門(mén)類，例如《熱傳導(dǎo)》.在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，搜集學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的評(píng)價(jià)十分重要.只有做好前期工作，才能選出真正貼合學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的章節(jié).此階段主要以選擇、規(guī)劃和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為主.

2.3 精細(xì)化課堂教學(xué)、建立多樣化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊類型

在前期工作的基礎(chǔ)之上，深刻反思梳理，整合課程精華，進(jìn)一步明確教學(xué)任務(wù)，從而建立多樣化的大型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊及微教學(xué)模塊.在此階段主要解決第一個(gè)問(wèn)題，教師們的教學(xué)觀念和學(xué)生們的學(xué)習(xí)觀念是否發(fā)生了改變，是否逐漸確立起以學(xué)生為學(xué)習(xí)中心的概念.

2.4 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的視頻和音頻的錄制

在前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行課程中相關(guān)模塊的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻和音頻的錄制，并將其應(yīng)用到學(xué)生的“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”中.這個(gè)階段的教學(xué)，其優(yōu)勢(shì)就是能夠指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性.

2.5 自主性學(xué)習(xí)動(dòng)因研究，建立效果評(píng)價(jià)機(jī)制

在對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)的同時(shí)，加以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的輔助，特別是在一些特殊時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的巨大潛能和作用方能充分顯現(xiàn)，所以更加需要教學(xué)效果的考量.因此，在完成好前期工作后，調(diào)查、研究學(xué)生自主性學(xué)習(xí)動(dòng)因，最終建立檢驗(yàn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)機(jī)制十分有必要.此階段主要解決第三個(gè)問(wèn)題，學(xué)生在新的教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)效果如何.

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《化工原理》課程教學(xué)模式改革的應(yīng)用實(shí)例——以《熱傳導(dǎo)》章節(jié)為例

通常各大高校在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面都采用大型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊，如精品共享課程、慕課等等，這種教學(xué)模式只是一味地將教學(xué)方式改為網(wǎng)絡(luò)型，而并沒(méi)有將“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念融會(huì)貫通到教學(xué)中去.本文是為高校教學(xué)尋找一種更為貼近因材施教的方法，最終目標(biāo)是要融入教學(xué)，研究網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模塊對(duì)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的影響，利用智慧課堂教學(xué)，力求做到教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的高效指導(dǎo).在進(jìn)行正常網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)的同時(shí)，我們加入了微教學(xué)模塊，配合大型的網(wǎng)絡(luò)課程，更能考察網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對(duì)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的影響.

3.1 豐富教學(xué)內(nèi)容，知識(shí)體系化繁為簡(jiǎn)

化工原理教材《熱傳導(dǎo)》這一章節(jié)里，對(duì)于傅里葉定律的描述只用了一幅簡(jiǎn)圖和一個(gè)公式，對(duì)于從未接觸過(guò)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解起來(lái)較為抽象，不能準(zhǔn)確地理解“溫度場(chǎng)”“溫度梯度”等概念.講述圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)時(shí)，配有的是大量的計(jì)算推導(dǎo)公式以及工業(yè)生產(chǎn)中圓筒壁橫截面簡(jiǎn)圖，盡管教材的描述詳盡清楚，但是學(xué)生未必都能充分理解.在教學(xué)的過(guò)程中，我們課前便將豐富的多媒體課件通過(guò)“超星學(xué)習(xí)通”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與學(xué)生廣泛共享，課上再進(jìn)一步利用投影展示現(xiàn)場(chǎng)講解.例如，某些大學(xué)的老式圖書(shū)館冬暖夏涼，原因是其墻壁較現(xiàn)在的很多建筑物要厚很多，隔熱效果明顯優(yōu)于現(xiàn)代某些房屋，從而引入熱傳導(dǎo)的概念.再例如，設(shè)疑“寒冷的冬天，較保暖的衣服應(yīng)當(dāng)里穿還是外穿？”，我們可以將人體建模，假設(shè)人體是一個(gè)圓柱體，衣服是包裹在圓柱體外側(cè)的殼層，兩層不同的衣服具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)，在導(dǎo)熱速率一樣的基礎(chǔ)上，導(dǎo)熱系數(shù)與溫差成反比.所以將保暖的衣服穿在里面更有利于隔熱，讓人的體感更暖和.圖文并茂，各種實(shí)物內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、3D立體仿真模型、實(shí)驗(yàn)視頻等豐富形象的教學(xué)資料通過(guò)這種多角度、全方位的授課手段，學(xué)生很容易理解原理本質(zhì)，印象深刻.

3.2 推廣微教學(xué)模塊，知識(shí)體系化整為零

作為新時(shí)代的主力軍，大學(xué)生不僅年輕活潑，而且更具想象力和創(chuàng)新力，勇于接受新鮮事物，但專注時(shí)間短，缺乏的是持之以恒的耐力，對(duì)于系統(tǒng)性知識(shí)的學(xué)習(xí)不能保持良好的持久力.針對(duì)他們的這一特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)因材施教，可以提供碎片化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，微閱讀、微答疑、微課堂等形式變化多樣，盡可能凝練短小精悍的學(xué)習(xí)內(nèi)容傳遞給學(xué)生[4].變手機(jī)為學(xué)習(xí)利器，實(shí)現(xiàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，也是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代人手必備的終身學(xué)習(xí)方法，定時(shí)給學(xué)生推送課程內(nèi)容，不知不覺(jué)間就會(huì)提升學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的閱讀量.先進(jìn)信息技術(shù)的到來(lái)，為學(xué)生提供了更好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，從而更合理地利用碎片時(shí)間，激活腦細(xì)胞，這也符合信息爆炸時(shí)代的學(xué)生心理，讓學(xué)生的邏輯思維變得清晰.例如，在講授傳熱原理之前，可以利用學(xué)生業(yè)余時(shí)間，通過(guò)訂閱號(hào)或“超星學(xué)習(xí)通”網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將傳熱裝置系統(tǒng)動(dòng)態(tài)示意圖傳遞給同學(xué)們，在學(xué)生清晰地了解到現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)中什么是熱電聯(lián)用之后，再系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機(jī)理和公式，會(huì)起到事半功倍的效果.

3.3 創(chuàng)新考核評(píng)價(jià)機(jī)制，知識(shí)體系化為教學(xué)效果

首先是作業(yè)內(nèi)容的設(shè)置.教師通常依據(jù)課程內(nèi)容的設(shè)置單刀直入式地布置習(xí)題作業(yè)，往往與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用相脫節(jié)，不能很好地檢驗(yàn)工科學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的應(yīng)用實(shí)踐能力.目前各高?；そM大多有“雙能型”教師，校企合作密切，很多高校配備有企業(yè)專業(yè)的工程技術(shù)人員作為兼職指導(dǎo)教師，校企雙方面力量依托互聯(lián)網(wǎng)載體實(shí)現(xiàn)合作，設(shè)計(jì)出應(yīng)用性更強(qiáng)的作業(yè)習(xí)題，形成多元化評(píng)價(jià)體系，對(duì)師生雙方都會(huì)起到良好的促進(jìn)作用[5].

其次是學(xué)習(xí)成果的展示.化工類成果更多需要的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在前期教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)上，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果不單一是一紙?jiān)嚲砹?，原本僵化的腦細(xì)胞已被激活，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，小設(shè)計(jì)、小創(chuàng)意通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)加以展示，充分激發(fā)同學(xué)們的積極性，突出每個(gè)人自己的亮點(diǎn)，會(huì)收到意想不到的教學(xué)效果.