孫 強(qiáng)，郭緒強(qiáng)

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院化學(xué)工程系，北京 102249；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū) 工學(xué)院，新疆 克拉瑪依 834000)

1 引言

眾所周知，本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)是理工科高校的必修環(huán)節(jié)，對(duì)大學(xué)生深入理解理論課知識(shí)、增加對(duì)所學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)具有重要意義[1]。例如，在我?；W(xué)院開設(shè)的《化工原理實(shí)驗(yàn)》、《化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)》以及《環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)》等課程，對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)理論課程的基礎(chǔ)知識(shí)具有積極的促進(jìn)作用。

然而，2020年初的新冠肺炎疫情使得學(xué)生無(wú)法正常返校，各高校也紛紛被迫采用線上教學(xué)方式安排不同年級(jí)學(xué)生的課程授課任務(wù)，這也是大勢(shì)所趨、勢(shì)在必行的疫情時(shí)期教學(xué)方式[2]。對(duì)于絕大部分理論課程而言，線上教學(xué)仍不失為一種能夠有效保證教學(xué)效果的授課方式；但對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程而言，線上教學(xué)將使學(xué)生失去線下動(dòng)手操作過(guò)程形成的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)和實(shí)際認(rèn)知收獲體驗(yàn)。其中，有一部分實(shí)驗(yàn)課程配置了模擬仿真操作[3]，學(xué)生可以通過(guò)虛擬操作過(guò)程在一定程度上達(dá)到自己動(dòng)手并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的效果。我校《化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程屬于新開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程(2018年正式開課)，目前尚未建立模擬仿真操作，因而在當(dāng)下疫情期間對(duì)指導(dǎo)教師的授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程均提出了前所未有的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)策略，以充分保證教學(xué)效果。

2 線上教學(xué)策略

結(jié)合我?！痘崃W(xué)》課程教材，《化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)》共開設(shè)3個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：(1)CO2相行為測(cè)定實(shí)驗(yàn)(3學(xué)時(shí))，掌握CO2的PVT測(cè)定方法，獲取并認(rèn)識(shí)CO2的P-V相圖；(2)制冷系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))，了解制冷裝置構(gòu)成，掌握制冷系數(shù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定和計(jì)算方法；(3)CO2在純水中的溶解度測(cè)定(3學(xué)時(shí))，掌握氣-液相平衡原理及氣體溶解度的測(cè)定方法。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，按照不同?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)如下的線上教學(xué)策略。

2.1 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

在以往的線下實(shí)驗(yàn)課中，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)主要是向?qū)W生實(shí)地講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置使用方法、實(shí)驗(yàn)具體操作步驟、數(shù)據(jù)處理方法以及實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)等。在線上教學(xué)過(guò)程中，首先要求學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)電子版實(shí)驗(yàn)講義，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，形成預(yù)習(xí)報(bào)告；然后在上課過(guò)程中采用雨/騰訊課堂等線上教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生講解預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)涉及的上述相關(guān)內(nèi)容。特別的，對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)結(jié)合實(shí)物照片以及關(guān)鍵細(xì)節(jié)部位展示使學(xué)生掌握其結(jié)構(gòu)組成和使用方法。為保證預(yù)習(xí)效果，提高學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的重視程度，線上講解過(guò)程中采用隨機(jī)提問(wèn)方式抽查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，并以此作為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的學(xué)生得分依據(jù)之一。

2.2 實(shí)驗(yàn)觀摩

針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，線上和線下兩種方式的教學(xué)過(guò)程最大程度地體現(xiàn)了二者的差異性。學(xué)生無(wú)法進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，因而只能結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻來(lái)觀摩并熟悉實(shí)驗(yàn)操作，故要求指導(dǎo)教師提前錄制實(shí)驗(yàn)錄像，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、流程、操作步驟及特別注意事項(xiàng)等全部過(guò)程形成視頻文件，并通過(guò)后期剪輯和插入文字講解制作成正式教學(xué)視頻。要求學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)視頻，掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能，獲取所需實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)。

在線上視頻教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)操作較為熟練準(zhǔn)確，因而可以在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)適宜改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)，盡可能多地完成不同條件下的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以使學(xué)生獲得多組不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)采集豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更加深入地了解實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取方法，更加全面地熟悉涉及的理論課基礎(chǔ)知識(shí)，更加準(zhǔn)確地掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)背后體現(xiàn)的規(guī)律和定理。

2.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理

在獲取并記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)后，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)講義中規(guī)定的每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算方法及要求，完成公式計(jì)算和圖表制作等數(shù)據(jù)處理過(guò)程，并回答講義中的思考題，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最終，將預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告匯總整理，形成完整的最終報(bào)告，提交指導(dǎo)教師批改并存檔。學(xué)生的總成績(jī)由上述幾部分以及結(jié)課考試成績(jī)按照一定的比例構(gòu)成。

3 結(jié)論

新冠肺炎疫情使得本科生課程采用線上授課方式勢(shì)在必行，這對(duì)注重過(guò)程操作和體驗(yàn)但又無(wú)法采用模擬仿真形式的實(shí)驗(yàn)課程而言，無(wú)疑是提出了更高更難的教學(xué)要求。本文結(jié)合《化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)觀摩和實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理3方面初步探討了該實(shí)驗(yàn)課程的線上教學(xué)策略和實(shí)施方法，以保證該課程的正常進(jìn)行和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。