化工原理教學(xué)中微課的應(yīng)用

李顏利(四川輕化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

0 引言

化工原理的教學(xué)任務(wù)與化工教學(xué)具有專業(yè)相近性，涵蓋數(shù)學(xué)、化學(xué)等專業(yè)分支科目，旨在探索化工程序的各類問題的解決思路?；ぴ碚n程的教學(xué)工作，以學(xué)生理論知識為教學(xué)基礎(chǔ)，以知識實踐為教學(xué)重點。在實踐教學(xué)程序中，含有工程實踐、計算演示等程序。借助課程學(xué)習(xí)，便于學(xué)生掌握各類化學(xué)原理知識，提升學(xué)生化學(xué)工程實踐綜合實力，為后續(xù)化工課程專業(yè)發(fā)展奠定基石。

1 化學(xué)原理教學(xué)困境

1.1 理論教學(xué)方式單一

現(xiàn)階段，化工原理教學(xué)項目，包括理論知識掌握、知識實踐應(yīng)用兩個環(huán)節(jié)。在理論知識講解期間，多數(shù)教師采取公式推演的形式完成教學(xué)工作。然而，學(xué)生工程意識較差，難以獲取公式推演的含義，由此形成較低的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在化工原理實踐教學(xué)中，學(xué)生對化工原理尚未形成正確認(rèn)識，難以完成化學(xué)工程知識的實踐，造成化工原理知識吸收效果欠佳。

1.2 理論與實踐教學(xué)未融合

傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，尚未融合多樣化教學(xué)要素，形成相對獨(dú)立的理論與實踐教學(xué)過程。在理論教學(xué)中，未融合實踐操作方法，造成理論學(xué)習(xí)的單一性。在實踐教學(xué)活動中，由于未引入理論知識的深層內(nèi)容，導(dǎo)致理論知識實踐應(yīng)用的形式化問題。

1.3 教學(xué)人員缺少化工生產(chǎn)認(rèn)知

現(xiàn)階段，大多數(shù)化工原理教學(xué)人員，以高校應(yīng)屆博士生、其他專業(yè)優(yōu)秀學(xué)生為主。此類教學(xué)人員，大多數(shù)不具有化工生產(chǎn)的實操經(jīng)驗，對化工運(yùn)作了解較少，缺乏工程實踐操作經(jīng)驗，難以在化工原理教學(xué)中，完成理論與實踐的結(jié)合式教學(xué)。因此，加強(qiáng)化工原理教學(xué)改革，具有重要的發(fā)展意義[1]。

2 微課教學(xué)優(yōu)勢

微課作為小型視頻線上課程講解的簡稱，最早在2008 年由美國學(xué)者提出，旨在借助簡短時間的視頻教學(xué)演示形式，攻克特定知識點，加強(qiáng)課程關(guān)鍵內(nèi)容提煉，高效完成教學(xué)工作。微課教學(xué)法，在短時間內(nèi)迅速獲得廣泛教學(xué)工作者的認(rèn)可。究其原因在于教學(xué)重點明確、教學(xué)講解思路清晰。

在教育工作深化改革的進(jìn)程中，微課教學(xué)形式，獲得了多樣化發(fā)展，具體包括視頻形式、音頻形式、PPT、導(dǎo)課設(shè)計、教學(xué)評價等。微課教學(xué)方法的形式包括引導(dǎo)式、講解式、演示形式、問題探究形式，教師可結(jié)合教學(xué)需求、教學(xué)任務(wù)，選擇相對適宜的教學(xué)方法。結(jié)合化工原理教學(xué)工作的特點，微課教學(xué)可采取音頻講解、動畫演示兩種類型，保障微課設(shè)計的科學(xué)性。

3 化工原理與微課的教學(xué)融合措施

3.1 確定化工原理教學(xué)內(nèi)容

微課教學(xué)的關(guān)鍵在于教學(xué)設(shè)計。教學(xué)應(yīng)用價值較高的微課視頻，依賴于教學(xué)設(shè)計的合理性。在進(jìn)行微課設(shè)計期間，教學(xué)人員應(yīng)結(jié)合課程類型、學(xué)生接受能力，分別從教學(xué)綱要、知識講解等方面完成微課內(nèi)容選定。在化工原理講解任務(wù)中，共含有10章學(xué)習(xí)內(nèi)容，如表1 所示。

表1 化工原理教學(xué)章節(jié)內(nèi)容

3.2 選擇適宜的微課教學(xué)法

如表1 所示，前十章教學(xué)內(nèi)容是各高?；ぴ淼谋匾v解內(nèi)容。微課視頻具有短時高效的教學(xué)優(yōu)勢，其教學(xué)思想與原有教學(xué)體系具有一定差別。教師應(yīng)結(jié)合十章教學(xué)內(nèi)容，開展微課教學(xué)資源的制作，分別從學(xué)習(xí)重點、難點攻克、疑點演示、趣味點融合四個視角，彰顯微課教學(xué)的重要價值。

3.2.1 學(xué)習(xí)重點的微課視頻教學(xué)法

此教學(xué)方式要求化工原理教師，以教學(xué)重點為微課制作的關(guān)鍵，為學(xué)生完成課程基礎(chǔ)知識構(gòu)建[2]。比如，在第一章流體流動中，教學(xué)重點為伯努利方程，保障學(xué)生能夠高效計算簡單管路；在第二章流體輸送機(jī)械教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)重點為認(rèn)知管路特性，促進(jìn)學(xué)生對曲線具有分析能力，熟練掌握計算離心泵功率的方法；在第三章機(jī)械分離教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)重點是沉降、過濾的化學(xué)流程、計算形式；在第四章傳熱教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)重點為傳熱速率、熱負(fù)荷、溫差、傳熱面積等化學(xué)傳熱參數(shù)的計算方法；在第五章氣體吸附教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)重點為氣體吸收過程、傳質(zhì)速度計算方程的理解與運(yùn)用；在第六章液體蒸餾教學(xué)任務(wù)中，教學(xué)重點為掌握計算簡單精餾的方法。

在確定章節(jié)教學(xué)重點的基礎(chǔ)上，結(jié)合微課視頻制作法，在短時間內(nèi)，合理規(guī)劃各章節(jié)的微課教學(xué)資源，便于提升微課教學(xué)效果。

3.2.2 難點攻克的微課視頻教學(xué)法

化學(xué)原理的學(xué)習(xí)難點，應(yīng)集中在各章節(jié)的計算、模型曲線等方面。此類學(xué)習(xí)任務(wù)具有一定計算量，對學(xué)生章節(jié)內(nèi)容掌握程度具有綜合考察作用。在微課視頻教學(xué)融合時，應(yīng)采用動畫演示形式，提升章節(jié)計算推演效果，便于學(xué)生掌握各章節(jié)的計算方法。

3.2.3 疑點演示的微課視頻教學(xué)法

在化工原理教學(xué)體系中，極易產(chǎn)生讓學(xué)生不易理解的學(xué)習(xí)情況，比如計算多組分精餾、計算傳熱過程等。對于此類教學(xué)任務(wù)，應(yīng)采用音頻講解與計算動畫相結(jié)合的形式，開展微課視頻教學(xué)，提升學(xué)生對疑點內(nèi)容的理解能力。

3.2.4 趣味融合的微課視頻教學(xué)法

趣味點融合是指在化工原理教學(xué)中，含有部分有趣現(xiàn)象，用微課視頻展現(xiàn)化工趣味，能夠有效提升學(xué)生的化工學(xué)習(xí)主動性。比如層流、湍流實驗中，采取流速改變法，能夠獲取多重實驗效果；又如在干燥化工實驗中，物料放置形式的差異性，導(dǎo)致干燥時間發(fā)生變化。對于此類趣味點化學(xué)現(xiàn)象，將其以實驗對比形式，用動畫予以演示，一方面為學(xué)生章節(jié)學(xué)習(xí)做出總結(jié)，另一方面能夠提升學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象的探究思考能力。

3.3 微課設(shè)計與教學(xué)任務(wù)的融合應(yīng)用

3.3.1 音頻微課設(shè)計教學(xué)融合應(yīng)用

(1)音頻微課教學(xué)應(yīng)用。音頻微課教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容包括物料衡算、計算方程等。在音頻講解過程中，強(qiáng)化較強(qiáng)理論的講解，提升較強(qiáng)邏輯的推演，增強(qiáng)計算過程的演示細(xì)化性，促進(jìn)學(xué)生在短時間內(nèi)高效掌握知識點。在課程結(jié)束后，學(xué)生可采取自主觀看微課視頻的形式，回顧課堂講解內(nèi)容，能夠節(jié)省教學(xué)時間，提升教學(xué)有效性，緩解理論教學(xué)工作的負(fù)擔(dān)。

(2)音頻微課錄制方法。在音頻微課教學(xué)資源錄制期間，教師應(yīng)具有流利的語言表達(dá)能力，將理論知識、計算過程講解完全，以較強(qiáng)的邏輯推導(dǎo)思維、配合動畫演示，完成音頻講解。在錄制期間，保障語言的標(biāo)準(zhǔn)性[3]。

3.3.2 二維動畫微課設(shè)計的教學(xué)融合應(yīng)用

化工原理教學(xué)體系中，含有較多不易理解的知識，可借助二維動畫軟件，完成課程二維動畫制作，保障制作的動畫具有美觀性。同時配置相應(yīng)的講解內(nèi)容，形成動畫式微課教學(xué)資源。

例如，在流體中層流、湍流的講解任務(wù)中，教師可以采取二維動畫形式，展現(xiàn)兩種差異性流體的具體流態(tài)現(xiàn)象，便于學(xué)生準(zhǔn)確掌握兩種流體特點。在化工吸收講解任務(wù)中，針對分子主動擴(kuò)散模型的教學(xué)環(huán)節(jié)，具有較高難度，教學(xué)效果欠佳。教師可使用flash 動畫，為學(xué)生充分展現(xiàn)分子擴(kuò)散的具體過程，以此提升學(xué)生對分子主動擴(kuò)散的理解。

與此同時，在制作動畫微課教學(xué)資源時，應(yīng)關(guān)注選材的適宜性、代表性，以此切實提升教學(xué)有效性。在制作微課視頻教學(xué)資源時，二維動畫要求教師具備動畫制作的專業(yè)技能。大多數(shù)化工原理教師，在計算機(jī)操作技能各方面存在欠缺。因此，高校應(yīng)組建動畫微課小組，為化工原理教學(xué)助力，在微課視頻中有效融合二維動畫教學(xué)資源，展現(xiàn)二維動畫的教學(xué)優(yōu)勢。

4 化工原理與微課融合的教學(xué)評價

在設(shè)計制作完成化工原理微課教學(xué)資源時，應(yīng)在實踐教學(xué)中，反饋教學(xué)成果，積極獲取微課視頻的教學(xué)情況。教學(xué)評價能夠反映出微課教學(xué)融合應(yīng)用的積極作用，為后續(xù)微課教學(xué)提供多重助益。教學(xué)評價內(nèi)容如下：

(1)在教師講解重點、難點時，微課視頻的引導(dǎo)，對學(xué)生思路的啟發(fā)作用。此項教學(xué)評價，以調(diào)查形式，收集學(xué)生教學(xué)反饋內(nèi)容。

(2)微課教學(xué)結(jié)束時，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)形式、線上習(xí)題形式，測定學(xué)生的知識吸收情況。此項教學(xué)評價，以學(xué)生知識掌握、運(yùn)用測評分?jǐn)?shù)為依據(jù)。

(3)微課教學(xué)完成時，由學(xué)生、教師共同在線填寫建議表，形成完善的微課教學(xué)體系，逐步提升微課教學(xué)有效性。

借助微課與化工原理教學(xué)融合，對微課教學(xué)進(jìn)行評價，能夠完善微課教學(xué)體系，提升化工原理講解的有效性，促進(jìn)化工原理教學(xué)有序發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，化工原理教學(xué)體系中，融合微課教學(xué)法，便于完成工業(yè)生產(chǎn)化學(xué)理論的詮釋，能夠最大化提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)工程的主動性，使學(xué)生形成工程思維，感受化工原理課程學(xué)習(xí)的重要價值，有助于優(yōu)化化工專業(yè)課程教學(xué)體系。因此，在后續(xù)開展化工原理教學(xué)各項工作時，應(yīng)加強(qiáng)微課教學(xué)融合，適時開展教學(xué)評價工作，以期提升化工原理教學(xué)有效性，彰顯微課教學(xué)優(yōu)勢。