孫 強

(中國石油大學(北京) 化學工程與環(huán)境學院 化學工程系，北京 102249)

1 簡介

2020年突如其來的新冠肺炎疫情阻礙了高校學生返校上課的正常步伐，迫使高校師生不得不采用線上授課和學習的方式[1]，來完成大學各階段安排的不同課業(yè)，這對廣大師生而言都是前所未有的挑戰(zhàn)：一來要求高校教師必須熟悉教學軟件(或平臺)的使用，能夠進行正常的授課教學；二來要求學生能夠適應(yīng)線上學習及考試的模式，保證學習過程的效果。然而，針對多元化的高校特色及差異性的課程特點，對教師授課方法和學生學習方法均提出了較高的要求，因此，應(yīng)當充分結(jié)合課程性質(zhì)和內(nèi)容，形成有效的在線教學方法[2-3]。

《化工熱力學》課程是中國石油大學(北京)化學工程與工藝、能源化學工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是環(huán)境工程、應(yīng)用化學等專業(yè)的選修課，主要講授運用經(jīng)典熱力學的原理，結(jié)合反映體系特征的模型，解決工業(yè)過程(特別是化工過程)中熱力學性質(zhì)的計算和預(yù)測、能量的有效利用、相平衡計算等實際問題，是從事化工過程研究、開發(fā)和設(shè)計工作必不可少的核心課程之一，也是我校著力打造的“金課”[4]課程之一。該課程選用教材為本校陳光進老師等自編的、石油工業(yè)出版社出版的《化工熱力學》(第二版)[5]。由于《化工熱力學》涉及的基礎(chǔ)概念繁多且抽象、計算公式復(fù)雜且對數(shù)學推導(dǎo)能力要求較高，因而對學生學習過程造成了較高的挑戰(zhàn)。針對這樣一門課程，在采用線上教學方式授課過程中，更加要求注重教學方法的開發(fā)，保證學生的學習效果。文章淺述了如何結(jié)合課程內(nèi)容開發(fā)有效的教學方法，以調(diào)動學生的學習積極性，提高知識掌握程度，增強學習效果。

2 線上教學方法

2.1 教學模型開發(fā)

教學模型(包括教學工具和教學動畫)的開發(fā)能夠極大程度地吸引學生的學習積極性，而且對于《化工熱力學》中抽象生澀的課程知識點而言是非常有效的教學方法之一。例如，作者圍繞本?！痘崃W》教材第四章中“熱力學圖表”、“蒸汽動力循環(huán)”以及“制冷”的內(nèi)容，同時結(jié)合第三章中“穩(wěn)流過程能量平衡方程”的內(nèi)容，開發(fā)了相應(yīng)的教學模型(3D打印模型)，如圖1所示，以使學生能夠更好地理解蒸汽動力循環(huán)和制冷循環(huán)中不同設(shè)備中發(fā)生的具體過程、在溫熵(T-S)圖中循環(huán)介質(zhì)的具體狀態(tài)變化以及對應(yīng)不同過程的能量平衡計算方法。

圖1 蒸汽動力循環(huán)及制冷循環(huán)教學模型

2.2 PPT課件視頻植入

按圖索驥、照貓畫虎式的授課形式很難獲得良好的教學效果。采用線上教學的授課方式，應(yīng)當充分利用網(wǎng)絡(luò)便利，結(jié)合講課內(nèi)容將網(wǎng)上的視頻、動畫等素材融入教學PPT課件，既可以有效調(diào)動學生的學習興趣，又可以通俗易懂地將講授知識形成視覺和感知認識，強化學習和記憶效果。例如，在講授蒸汽動力裝置時，查閱下載蒸汽火車的結(jié)構(gòu)與工作原理的相關(guān)視頻，繼而引出并講解蒸汽動力裝置的組成，可以使學生更容易把握該部分關(guān)鍵知識點。

2.3 雨課堂(騰訊會議/課堂)+教學平臺建設(shè)

從線下到線上的教學方式的轉(zhuǎn)變，并沒有改變教學過程的主要場所是課堂這一特點。因此，線上課堂(如雨課堂、騰訊課堂等)仍然是切實保證教學效果的主陣地。然而，僅依靠課堂上有限的時間達到牢固掌握所學知識的目的顯然是不切實際的，應(yīng)當從教學過程的全部環(huán)節(jié)(教師備課、學生學習及課后復(fù)習等)出發(fā)，提高《化工熱力學》課程的學習挑戰(zhàn)度?；诖?，作者利用本校超星網(wǎng)絡(luò)教學平臺形成了雨課堂授課+超星網(wǎng)絡(luò)教學平臺的線上教學方法。對教師而言，提高了備課、講課和對學生整體學習把握的要求。對學生而言，提出了課上聽講+課下復(fù)習的更高強度的學習要求。雨課堂及超星網(wǎng)絡(luò)教學平臺的投入可幫助教師及時了解學生的學習情況，并根據(jù)學生的反饋及學習效果不斷改進授課細節(jié)，有的放矢地提高學生的學習效果，同時有助于增進師生間的交流，提高學生學習的興趣。

2.4 化工熱力學實驗教學視頻輔助

為有效配合課堂教學內(nèi)容，充分利用我?！盎崃W教學實驗室”的便利和優(yōu)勢，將開設(shè)的CO2相行為測定、制冷系數(shù)測定和CO2溶解度測定3個實驗內(nèi)容錄制成教學視頻，剪輯編排后嵌入教學課件中，在一定程度上形成理論聯(lián)系實際的教學方法，可以幫助學生更好地理解掌握流體熱力學性質(zhì)、制冷循環(huán)和相平衡的知識，加深對所學知識的記憶程度。

3 結(jié)論

受迫于新冠肺炎疫情的影響，開展線上模式的教學方式勢在必行。為有效保證老師教和學生學的效果，應(yīng)當根據(jù)實際授課的內(nèi)容和特點有針對性地開發(fā)適宜的線上教學方法。本文結(jié)合《化工熱力學》課程教材內(nèi)容，從教學模型開發(fā)、課件視頻植入、雨/騰訊課堂+教學平臺建設(shè)和實驗教學輔助教學4個方面淺述了該課程的教學方法開發(fā)與建立，以充分調(diào)動學生的學習態(tài)度，并增強學習效果。