如何在化工與制藥專業(yè)課程設(shè)計(jì)中開展混合式教學(xué)

李奕帆

(鄭州大學(xué) 化工學(xué)院 ， 河南 鄭州 450001)

為助力新工科建設(shè)，培養(yǎng)具有國(guó)際視野的高水平工程人才，2018年教育部、工信部、中國(guó)工程院聯(lián)合出臺(tái)了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的2.0版本。要求“全面落實(shí)學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)的先進(jìn)理念”“注重培養(yǎng)工科學(xué)生設(shè)計(jì)思維、工程思維、批判性思維和數(shù)字化思維”。

在工科專業(yè)培養(yǎng)方案中，工程類課程設(shè)計(jì)無疑是將上述理念落實(shí)到工程教育課堂，實(shí)現(xiàn)上述高階能力培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐性強(qiáng)，課堂教學(xué)通常只是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的一小部分，需要學(xué)生開展大量的自主學(xué)習(xí)，完全可以充分發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的便利，使得課程設(shè)計(jì)采用混合式教學(xué)方式變得合理而必需。

然而，盡管混合式教學(xué)已在許多工科專業(yè)課程中進(jìn)行實(shí)踐并取得了成效，卻鮮有在課程設(shè)計(jì)中實(shí)踐的報(bào)道。

1 化工與制藥專業(yè)課程設(shè)計(jì)情況

化工與制藥專業(yè)是工程教育體系中舉足輕重的專業(yè)大類，絕大多數(shù)工科院校都設(shè)立有相關(guān)專業(yè)。在課程設(shè)計(jì)開設(shè)方面，各大院校之間盡管存在差異(如課程名稱、學(xué)分設(shè)置、開課時(shí)間等)，但基本都符合“一小一大”的雙課程設(shè)計(jì)模式。其中“小”的部分以化工原理課程設(shè)計(jì)(下文簡(jiǎn)稱“小設(shè)計(jì)”)為典型，側(cè)重于具體的單元操作；“大”的部分是化工工藝設(shè)計(jì)或制藥工程工藝設(shè)計(jì)(下文簡(jiǎn)稱“大設(shè)計(jì)”)，側(cè)重于整個(gè)工藝流程[1-2]。不論是哪種設(shè)計(jì)，學(xué)生都需要從做題的情境切換到工程實(shí)際的情境，綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)課、制圖、經(jīng)濟(jì)、安全環(huán)保等知識(shí)來解決復(fù)雜工程問題。教師在組織教學(xué)時(shí)，通常只有很少的面課學(xué)時(shí)，而將絕大多數(shù)時(shí)間交給學(xué)生，這一時(shí)間安排完全符合混合式教學(xué)的特點(diǎn)，具備了開展混合式教學(xué)的條件。然而，化工與制藥專業(yè)的混合式教學(xué)仍主要見于理論課，實(shí)踐課僅實(shí)驗(yàn)類得到了開發(fā)，而設(shè)計(jì)類則寥寥無幾[3-5]。

2 設(shè)計(jì)類課程難以推行混合式教學(xué)的原因

設(shè)計(jì)類課程少有實(shí)施混合式教學(xué)的報(bào)道，并非缺乏嘗試，而是源于以下問題。

2.1 時(shí)間安排過于集中

課程設(shè)計(jì)的學(xué)時(shí)通常以周來計(jì)算，學(xué)時(shí)強(qiáng)度通常為1學(xué)分/周。小設(shè)計(jì)通常1～2周不等，大設(shè)計(jì)通常2～5周不等。目前大部分院校選擇在學(xué)時(shí)規(guī)定時(shí)間內(nèi)集中完成課程設(shè)計(jì)，期間基本不安排其他教學(xué)環(huán)節(jié)，保證課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的純粹性，同時(shí)簡(jiǎn)單明確地對(duì)應(yīng)了學(xué)時(shí)要求?？此品浅：侠淼陌才牛瑓s幾乎阻斷了混合式教學(xué)的可能性。高強(qiáng)度地完成設(shè)計(jì)雖符合設(shè)計(jì)工作的規(guī)律，但這適合于訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)人員，并不符合教學(xué)規(guī)律。在短時(shí)間內(nèi)，學(xué)生不僅要從設(shè)計(jì)小白起步，還需要完成相當(dāng)繁重的設(shè)計(jì)任務(wù)，因而在此過程中對(duì)資料的翻閱大多是蜻蜓點(diǎn)水，沒有靜下來深入思考的余地，使得線上教學(xué)資源無用武之地。因此，在時(shí)間安排集中、工作強(qiáng)度極高的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，混合式教學(xué)難以施展具有必然性。

2.2 難以配套合適的線上資源

設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，講好課程設(shè)計(jì)貴在理論與實(shí)踐結(jié)合，以理論指導(dǎo)實(shí)踐。目前的主流線上資源形式為微課視頻，非常適合具有系統(tǒng)章節(jié)的理論課知識(shí)點(diǎn)講解，但用于課程設(shè)計(jì)的難度很大。以化工與制藥專業(yè)為例，多數(shù)院校開設(shè)有化工設(shè)計(jì)理論課，該課程已是課程設(shè)計(jì)的先修課，使得實(shí)踐課程再講授通識(shí)和書本知識(shí)變成重復(fù)教學(xué)。另一方面，案例教學(xué)本為課程設(shè)計(jì)制作微課視頻的最好途徑，但由于真實(shí)設(shè)計(jì)案例(特別是圖紙案例)的缺乏，導(dǎo)致教師手里只有錯(cuò)誤百出、質(zhì)量低下的學(xué)生作品而沒有嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范的“樣本”，從而難以實(shí)施。

2.3 具有混合式教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師數(shù)量有限

盡管“混合式教學(xué)”的提法已不新鮮，但國(guó)內(nèi)對(duì)于混合式教學(xué)的探索還處在起步階段。例如，線上資源本應(yīng)是混合式教學(xué)的起點(diǎn)，但從課程建設(shè)類項(xiàng)目的考核而言，卻常成了混合式教學(xué)的終點(diǎn)，使得視頻跟見面課脫節(jié)，失去了“混合”意義。又如，一個(gè)好的混合式教學(xué)組織，需要結(jié)合線上平臺(tái)精心設(shè)計(jì)過程性考核環(huán)節(jié)，但考核方式的深化改革目前只是剛剛起步，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)仍在大行其道，終結(jié)性考核在總成績(jī)中所占的比例仍居高不下。而課程設(shè)計(jì)卻是只能小班上課的環(huán)節(jié)，需要大量的教師參與，師資力量的匱乏嚴(yán)重制約了相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的開展。

3 課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)的若干方案

結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，提出了一些實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)混合式教學(xué)的方案。

3.1 拉長(zhǎng)周期降強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)日?；?/h3>

針對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排過于集中的問題，考慮犧牲該環(huán)節(jié)的純粹性，將課程設(shè)計(jì)的周期拉長(zhǎng)到一個(gè)學(xué)期甚至是一個(gè)學(xué)年，與理論課同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)日常化。參照實(shí)踐課的通用學(xué)分制，以32學(xué)時(shí)為1學(xué)分，每周安排4～8學(xué)時(shí)為宜?；蛞?guī)定每周的集中學(xué)習(xí)時(shí)間，或放權(quán)學(xué)生自主安排時(shí)間學(xué)習(xí)，學(xué)生只需在教師設(shè)置的每周或每月節(jié)點(diǎn)完成工作量較小的線上任務(wù)即可，因此將有足夠時(shí)間和精力學(xué)習(xí)線上資源，學(xué)習(xí)內(nèi)容和深度便可大幅擴(kuò)展。

3.2 與多門理論課對(duì)接，實(shí)現(xiàn)理論課實(shí)踐課相互促進(jìn)

前述拉長(zhǎng)周期降強(qiáng)度的措施，盡管犧牲了課程設(shè)計(jì)的純粹性，但實(shí)際上不利影響是很小的。因?yàn)檎n程可以藉此機(jī)會(huì)與同期進(jìn)行的多門理論課對(duì)接。幾乎所有的專業(yè)主干課均對(duì)課程設(shè)計(jì)具有強(qiáng)支撐。提前告訴學(xué)生相關(guān)的實(shí)踐課題，實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)-理論課的部分資源共享和部分作業(yè)整合，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)主干課時(shí)獲得更為明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和更好的學(xué)以致用體驗(yàn)，同時(shí)幾乎消減了課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)跟平行課程的矛盾，切實(shí)減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)。

3.3 與設(shè)計(jì)院緊密合作，打造高質(zhì)量線上學(xué)習(xí)資源

課程設(shè)計(jì)存在線上資源配套難的問題。盡管能通過拉長(zhǎng)周期、與理論課對(duì)接的辦法取得一些現(xiàn)成的線上資源，但“拿來”的理論課資源大多存在與實(shí)踐脫節(jié)的問題，打造屬于課程設(shè)計(jì)特有的線上資源勢(shì)在必行。為此，需要從教研室或?qū)W院層面與設(shè)計(jì)院加強(qiáng)合作，從各專業(yè)有償取得少量、零星的資料，用于開發(fā)課程設(shè)計(jì)的代表性案例，以達(dá)到規(guī)范化演示的效果。有條件的單位，可聘請(qǐng)有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師為兼職教授，直接參與微課視頻制作，并通過見面課提前開展招聘宣傳。這些微課視頻不僅可用于混合式教學(xué)，還可用于課程設(shè)計(jì)師資力量培養(yǎng)，可謂一舉多得。

3.4 全面開發(fā)線上平臺(tái)功能，打造高質(zhì)量見面課

混合式教學(xué)的前提是線上資源，但作為線上資源的載體，線上平臺(tái)的運(yùn)用才是決定混合式教學(xué)質(zhì)量的根本。線上平臺(tái)除規(guī)劃資源如何使用外，更重要的功能是為課程的過程性考核提供方便，進(jìn)而為高質(zhì)量見面課提供方便。在混合式教學(xué)中，見面課必須與成績(jī)掛鉤，且需要學(xué)生調(diào)用線上學(xué)習(xí)的知識(shí)，才能實(shí)現(xiàn)高階能力培養(yǎng)。由于見面課需要采集每位學(xué)生的成績(jī)，工作量巨大，會(huì)嚴(yán)重影響課堂的信息量和流暢度，必須有相當(dāng)?shù)墓δ苡删€上平臺(tái)代替教師來完成。因此，線上平臺(tái)的兩大功能值得充分重視。①限時(shí)隨堂測(cè)試。題型采用選擇、判斷等客觀題，利用平臺(tái)推送題目、判卷和統(tǒng)計(jì)成績(jī)，教師可在測(cè)試結(jié)束后立即了解到做答情況并進(jìn)行講評(píng)。②分組討論(答辯)。可利用平臺(tái)中的“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)”功能完成學(xué)生的組隊(duì)、作品上傳和分項(xiàng)打分，以團(tuán)隊(duì)與個(gè)人相結(jié)合的辦法，高效解決“一對(duì)一”采集成績(jī)的難題。上述功能筆者已在超星“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)上連續(xù)測(cè)試了2學(xué)年4個(gè)教學(xué)班(每學(xué)年大設(shè)計(jì)和小設(shè)計(jì)各1個(gè)班)，遇到疫情管控、必須進(jìn)行線上直播時(shí)也完全能實(shí)施，網(wǎng)絡(luò)“見面課”也能做到生動(dòng)有趣、高效互動(dòng)，得到學(xué)生廣泛好評(píng)。

3.5 以指導(dǎo)競(jìng)賽為抓手，加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽和制藥工程設(shè)計(jì)競(jìng)賽是化工與制藥類專業(yè)久負(fù)盛名的競(jìng)賽，具有普及面廣、水平高、比賽制度公平等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)競(jìng)賽的準(zhǔn)備作品時(shí)間為每年的3—7月，賽區(qū)決賽和總決賽時(shí)間通常在7—8月，完全可以和大設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。有許多高校已將當(dāng)年的設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目作為大設(shè)計(jì)的題目，比賽和課程設(shè)計(jì)雙管齊下。由于比賽要求比課程設(shè)計(jì)高很多，教師指導(dǎo)競(jìng)賽、作為評(píng)委參評(píng)會(huì)有機(jī)會(huì)收藏優(yōu)秀參賽作品，了解常見“坑點(diǎn)”，并將這些內(nèi)容有機(jī)融入線上資源和見面課討論中。近年來已親身體會(huì)到指導(dǎo)競(jìng)賽給青年教師帶來的巨大提升，也希望更多有才華的青年教師踴躍加入指導(dǎo)競(jìng)賽的隊(duì)伍中去。

4 結(jié)語

課程設(shè)計(jì)作為化工與制藥專業(yè)的重要實(shí)踐類課程，其教學(xué)環(huán)節(jié)具有以學(xué)生為中心的鮮明特征，具備開展高效混合式教學(xué)的潛在條件，但受開課時(shí)間集中、線上資源匱乏、師資力量薄弱的限制，尚未有相關(guān)的實(shí)施報(bào)道。在此背景下，課程設(shè)計(jì)需要拉長(zhǎng)周期降強(qiáng)度、多與理論課對(duì)接，需要院系與設(shè)計(jì)院充分合作，需要教師多從設(shè)計(jì)競(jìng)賽取經(jīng)，精心儲(chǔ)備案例式視頻資源，綜合利用線上平臺(tái)的測(cè)試、討論等平時(shí)成績(jī)功能，才能真正將課程設(shè)計(jì)的混合式教學(xué)付諸實(shí)際，助力卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0取得更大實(shí)效。