基于工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《能源化學(xué)》線上線下混合式教學(xué)的探索與實(shí)踐

于航

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)理念，《能源化學(xué)》課程改變傳統(tǒng)課堂講授的授課模式。本課程以超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)作為線上資源，結(jié)合線下教學(xué)的模式，實(shí)現(xiàn)了向線上線下混合式教學(xué)轉(zhuǎn)變。通過(guò)一系列的教學(xué)設(shè)計(jì)，增加學(xué)生在課堂的參與度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)《能源化學(xué)》的課程建設(shè)。

關(guān)鍵詞：超星學(xué)習(xí)通; 工程教育專業(yè)認(rèn)證; 混合式教學(xué); 能源化學(xué)

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2021）8-182-002

一、引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證是指為了保證和改進(jìn)工程教育質(zhì)量、促進(jìn)工程教育的國(guó)際交流和實(shí)現(xiàn)國(guó)際互認(rèn)，由專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)針對(duì)高等教育機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)的工程類專業(yè)教育實(shí)施的專門性認(rèn)證。該認(rèn)證以全體學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向、以持續(xù)改進(jìn)為目的，代表著高等院校教育改革探索和實(shí)踐的新方向，對(duì)高質(zhì)量的教學(xué)和高素質(zhì)的人才培養(yǎng)至關(guān)重要[1]。多種新模式下的教育改革探索和實(shí)踐不斷涌現(xiàn)，其中線上線下混合式教學(xué)成為教育改革的熱點(diǎn)之一?；旌鲜浇虒W(xué)（Blending Learning）是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和e-Learning（即數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)）的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，利用兩者的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)各自的不足，從而獲得一加一大于二的教學(xué)效果的一種新型教學(xué)方式。這一教學(xué)方式的特點(diǎn)就是能夠打破學(xué)習(xí)時(shí)間和空間限制，學(xué)生學(xué)習(xí)不局限課堂上。而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字平臺(tái)，學(xué)生和教師之間互動(dòng)變得更加頻繁，教師能夠及時(shí)得到學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的反饋[2-4]。超星爾雅教育科技有限公司推出超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，依托于泛雅“一平三端”信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的超星學(xué)習(xí)通智慧課堂教學(xué)，是建立在傳統(tǒng)教學(xué)與信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)基礎(chǔ)之上的。該平臺(tái)為任課教師構(gòu)建了一個(gè)集課程資源管理、教學(xué)模式改革為一體的網(wǎng)絡(luò)信息交流平臺(tái)。超星學(xué)習(xí)通功能強(qiáng)大，有效地集成了教師教學(xué)資源設(shè)計(jì)、學(xué)生課前在線預(yù)習(xí)、課上師生課堂互動(dòng)、學(xué)生課后復(fù)習(xí)及課外學(xué)習(xí)等功能。教師不僅可以使用課件PPT演示文檔、精選的視頻、Flash、圖片等資源將講授的知識(shí)點(diǎn)可視化、形象化，還可以利用學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)簽到、課堂上討論重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)、提問(wèn)等強(qiáng)大功能輔助教學(xué)，活躍教學(xué)氣氛，提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)中的學(xué)習(xí)通APP完成各項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)。超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)師生的高效互動(dòng)及學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋[5-7]。

二、能源化學(xué)課程特點(diǎn)

《能源化學(xué)》是我校為新能源科學(xué)與工程專業(yè)開(kāi)展的適合本專業(yè)學(xué)科發(fā)展的一門專業(yè)課。是該專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，為化學(xué)和能源兩個(gè)專業(yè)的交叉基礎(chǔ)課程。該課程通過(guò)傳授與能源相關(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論及拆解典型的能源工程技術(shù)中的化學(xué)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)角度分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生自學(xué)能力，以及為學(xué)生建立科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，同時(shí)為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)。但該課程以化學(xué)知識(shí)為理論基礎(chǔ)，包含著無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)的部分知識(shí)，導(dǎo)致該課程知識(shí)點(diǎn)分散、理論知識(shí)深?yuàn)W枯燥難以理解，采用傳統(tǒng)課堂講授的方式，學(xué)生難以掌握。而且該課程課時(shí)較少，學(xué)生在課前不做好預(yù)習(xí)工作，在課堂上容易抓不住重點(diǎn)，課后不認(rèn)真復(fù)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解不到位。種種原因造成了傳統(tǒng)教學(xué)模式不能滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，學(xué)生的畢業(yè)能力要求無(wú)法滿足。因此急需一種新型的教學(xué)模式，提高學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的掌握，達(dá)成畢業(yè)能力要求。本研究探索了采用超星學(xué)習(xí)APP在《能源化學(xué)》課程中進(jìn)行混合式教學(xué)。

三、基于超星學(xué)習(xí)通混合式教學(xué)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

為了迎合本學(xué)科發(fā)展、工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)理念，培養(yǎng)高質(zhì)量人才，我們依據(jù)本科生畢業(yè)要求，將教學(xué)目標(biāo)分解為：1.認(rèn)識(shí)能源化學(xué)的基本概念及能源與化學(xué)的關(guān)系，熟悉能源化學(xué)在新能源工程領(lǐng)域的地位和作用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)新能源工程專業(yè)的理解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)、學(xué)校和新能源專業(yè)的熱愛(ài);2.能夠使學(xué)生具備運(yùn)用化學(xué)的多種理論和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，分析新能源材料的結(jié)構(gòu)和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制的能力，解決新能源領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題中所涉及的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程問(wèn)題的能力;3.能夠使學(xué)生具備靈活地運(yùn)用有機(jī)化學(xué)的命名方法對(duì)大部分的有機(jī)物進(jìn)行命名，認(rèn)識(shí)辨別不同類型的有機(jī)物及其利用特性，分析新能源相變材料、儲(chǔ)能材料以及能源轉(zhuǎn)化材料的結(jié)構(gòu)，借助現(xiàn)代信息技術(shù)識(shí)別和判斷生物質(zhì)能領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的能力;4.能夠使學(xué)生根據(jù)已知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析生物質(zhì)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)有機(jī)結(jié)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)描述化石能源以及生物質(zhì)能源的結(jié)構(gòu)信息，從而基本判斷其物理化學(xué)性質(zhì)的能力;5.能夠使學(xué)生具備利用有機(jī)化學(xué)反應(yīng)知識(shí)，解釋化石能源和生物質(zhì)能源的加工、利用和轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，針對(duì)新能源領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析和解釋，并得到有效的結(jié)論的能力。根據(jù)這五個(gè)教學(xué)目標(biāo)《能源化學(xué)》課程改變了傳統(tǒng)的授課模式，采用超星學(xué)習(xí)通APP進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)，增加與學(xué)生之間的互動(dòng)，提高課前、課中和課后學(xué)生對(duì)課程的參與度，從而提高學(xué)生對(duì)該課程的掌握，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力。同時(shí)考核時(shí)注重課堂線上成績(jī)占比，將形成性評(píng)價(jià)提高到30%，期末成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)占比70%。通過(guò)超星學(xué)習(xí)通形成性評(píng)價(jià)內(nèi)容更加豐富，包含課前預(yù)習(xí)任務(wù)點(diǎn)達(dá)成情況，課堂提問(wèn)、測(cè)試等環(huán)節(jié)，以及課后線上作業(yè)完成情況所定。下面以金屬鋰的晶體結(jié)構(gòu)確定為案例，具體探討本次課程改革實(shí)施的方案。

（一）課前。本次課程是以鋰電池中常用的金屬鋰為例，講述金屬晶體的結(jié)構(gòu)與金屬鍵理論。因此教師在課前兩天，將與本次授課內(nèi)容有關(guān)的課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的示范教學(xué)包的視頻和課件推送給學(xué)生，并設(shè)置相應(yīng)的任務(wù)點(diǎn)。學(xué)生在課前通過(guò)超星學(xué)習(xí)通App完成相應(yīng)的任務(wù)點(diǎn)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)工作，并在討論區(qū)提出不懂的地方。教師通過(guò)該App“任務(wù)點(diǎn)”的完成情況來(lái)檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，同時(shí)教師可以通過(guò)學(xué)生在討論區(qū)的留言設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，針對(duì)性地解答學(xué)生的疑惑，使得教學(xué)更具有針對(duì)性。此外，老師在課前5分鐘設(shè)置簽到活動(dòng)，保證學(xué)生的出勤率。

（二）課中。教師在教學(xué)過(guò)程中選擇將學(xué)生討論的重點(diǎn)難點(diǎn)的內(nèi)容，結(jié)合鋰電池的例子進(jìn)行講解。例如重點(diǎn)講解學(xué)生之前提出的六方密堆積和面心立方密堆積的構(gòu)型差異，能帶理論中導(dǎo)帶和空帶的劃分問(wèn)題。注重啟發(fā)式教學(xué)方法，在講課過(guò)程中設(shè)置多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生互動(dòng)，鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。例如在講解金屬晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，提出鋰電池正極材料鋰金屬的晶體結(jié)構(gòu)特征，設(shè)置搶答（或選人）環(huán)節(jié)，讓學(xué)生不僅在鞏固知識(shí)的同時(shí)，了解更多新能源領(lǐng)域的工程實(shí)例。課程還設(shè)置了隨堂測(cè)試，以選擇題的形式考察了學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)掌握情況。而且隨堂測(cè)試的成績(jī)能夠快速給出，讓學(xué)生也明確本節(jié)課自我掌握程度，從而在課后加強(qiáng)復(fù)習(xí)。在其他課程教學(xué)中還設(shè)置了分組討論等教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生在課堂的參與度，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

（三）課后。教師利用APP設(shè)置課后作業(yè)，設(shè)置作業(yè)完成截止時(shí)間;并要求學(xué)生完成課后復(fù)習(xí)任務(wù)點(diǎn)后才能完成作業(yè)，以便學(xué)生可以及時(shí)的復(fù)習(xí)。對(duì)于一些不認(rèn)真完成作業(yè)的同學(xué)，采用打回重做的方式，端正其學(xué)習(xí)態(tài)度。利用APP中統(tǒng)計(jì)作業(yè)情況，可以直觀的看到學(xué)生完成情況以及該次作業(yè)學(xué)生掌握情況。以2019級(jí)新能源工程專業(yè)學(xué)生作業(yè)成績(jī)情況為例，學(xué)生完成作業(yè)情況良好。雖然最低分起伏不定;但平均分基本保持不變，在97到98分之間。說(shuō)明學(xué)生對(duì)課上內(nèi)容掌握較好（如圖1）。教師可利用學(xué)習(xí)通軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)，有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育和指導(dǎo)，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

四、基于超星學(xué)習(xí)通的能源化學(xué)混合式教學(xué)模式教學(xué)效果分析

我校于2019年引進(jìn)超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。從2019年開(kāi)始，我們就在探索這個(gè)平臺(tái)與能源化學(xué)課程的結(jié)合方式，并不斷改進(jìn)。設(shè)計(jì)了更適合于工程教育專業(yè)認(rèn)證的教學(xué)實(shí)施方案。利用超星學(xué)習(xí)通APP開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)模式與傳統(tǒng)的課堂講授教學(xué)模式有非常大的差別。其最大的區(qū)別在于課堂老師與學(xué)生間的溝通變多，課堂上學(xué)生從被動(dòng)地被老師提問(wèn)變?yōu)橹鲃?dòng)向老師或小組同學(xué)詢問(wèn);課堂上老師的角色從發(fā)號(hào)施令轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的組織和引導(dǎo)者;學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，能夠充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，從內(nèi)心接受這門知識(shí)。提升了學(xué)生獲得知識(shí)的能力，以及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。因?yàn)閷W(xué)生之間以及學(xué)生和老師能夠利用軟件進(jìn)行良好溝通，學(xué)生在做一些開(kāi)放性的題目時(shí)體現(xiàn)了他們優(yōu)秀的創(chuàng)造力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為他們畢業(yè)之后走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的工程教育專業(yè)認(rèn)證的教學(xué)理念，課程改變傳統(tǒng)授課模式，利用超星學(xué)習(xí)通APP的特點(diǎn)進(jìn)行《能源化學(xué)》線上線下混合式教學(xué)改革。通過(guò)本次改革建立了師生多交流的互動(dòng)機(jī)制;培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性;提高了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力;以及良好的創(chuàng)造能力。超星學(xué)習(xí)通這款A(yù)PP能夠很好地幫助《能源化學(xué)》課程進(jìn)行持續(xù)改革，為工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下高校課程改革提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉雙科，李宇杰，王丹琴，郭青鵬，葉益聰.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下研究生電化學(xué)課程教學(xué)的探索與實(shí)踐[J]大學(xué)教育，2020，（10）：74-76

[2]李美茹，李秋玲，侯志敏，姜淑慧.基于雨課堂的生物化學(xué)課程混合式教學(xué)改革與實(shí)踐[J]廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，20（3）：90-92+97

[3]李翠芹，敖先權(quán)，何臘平.基于“超星學(xué)習(xí)通”的大學(xué)化學(xué)混合式教學(xué)模式探索[J]科教文匯，2020，（09）：88-89

[4]韋杏，韋乃鳳，張煜，張萌，鄒敏，韋麗珍，謝彩英.基于超星學(xué)習(xí)通的混合式教學(xué)在“壯醫(yī)內(nèi)兒科學(xué)”課程中的應(yīng)用[J]教育教學(xué)論壇，2020，（34）：302-304

[5]耿啟金，劉瑩，楊金美，鄭師梅，王元芳，陳剛.基于混合教學(xué)模式的《現(xiàn)代分析技術(shù)》課程改革探討[J]教育研究，2020，（11）：124-126

[6]孟珊.淺談混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)與實(shí)施[J]文學(xué)教育，2020，（10）：66-67

[7]于洪濤.高等學(xué)?；旌鲜浇虒W(xué)改革效果評(píng)價(jià)案例研究——以內(nèi)蒙古民族大學(xué)為例[J]中國(guó)電化教育，2017，（11）：129-132