孫文娟 董清麗 許雯婷

摘要：混合式教學(xué)于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言十分有效，可以助力教學(xué)效果的提升。本文立足于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，分別從“化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題”“混合式教學(xué)在化工原理實(shí)驗(yàn)中改進(jìn)措施”兩個(gè)入手，針對(duì)混合式教學(xué)在“化工原理實(shí)驗(yàn)”中的應(yīng)用與探索進(jìn)行了初步地分析和探索。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);化工原理實(shí)驗(yàn);應(yīng)用與探索

依據(jù)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合“線上線下”混合式教學(xué)的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過創(chuàng)建線上教學(xué)資源、學(xué)生線下自主學(xué)習(xí)，對(duì)課堂的教學(xué)方式和考核方式等進(jìn)行改革。結(jié)果表明，“線上線下”混合式教學(xué)可以很好地促進(jìn)學(xué)生參與教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和獨(dú)立思考能力。通過師生互動(dòng)增強(qiáng)了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知程度，從而取得良好的學(xué)習(xí)效果。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方式只是粗略的引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟等一-般性問題，而這些一般性問題均為實(shí)驗(yàn)講義內(nèi)容”"。由于缺乏實(shí)物參考，學(xué)生對(duì)于預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)提出的操作性問題則難以回答。甚至在課堂上學(xué)生不知道如何利用基本原理處理實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的操作異常、以及采用何種方法防止異常的發(fā)生，學(xué)生很少思考。所以，在傳統(tǒng)教學(xué)的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中學(xué)生思考的太少，預(yù)習(xí)報(bào)告千篇一律，讓預(yù)習(xí)變成了抄寫講義，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大降低，甚至部分學(xué)生來到實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)原理等基本問題都不清楚，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)備更是完全不了解。例如在流體流動(dòng)阻力測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)流體流量時(shí)，很多第一次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)會(huì)去在渦輪流量計(jì)上去調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這完全是預(yù)習(xí)不到位，對(duì)實(shí)驗(yàn)流程裝置原理不清楚造成的。對(duì)老師而言，由于預(yù)習(xí)效果不明顯，沒有體現(xiàn)出差異，很難對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況進(jìn)行判斷，無法針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從而不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。這也是傳統(tǒng)教學(xué)的弊端所在。

一、化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題

工科類專業(yè)的“化工原理實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)中存在以下一些共性的問題：

1.實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)效果不佳，雖然每個(gè)實(shí)驗(yàn)均配備了對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告及預(yù)習(xí)計(jì)劃，但多數(shù)學(xué)生僅據(jù)實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行了抄寫工作，不僅沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)背景理論知識(shí)進(jìn)行深入思考，同時(shí)因未能到實(shí)驗(yàn)室對(duì)照設(shè)備進(jìn)行觀察，其對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作過程一知半解甚至一無所知。

2.實(shí)驗(yàn)過程中主動(dòng)性不夠，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前大多采用傳統(tǒng)模式，即強(qiáng)調(diào)教師講授，學(xué)生按照老師所教的步驟一步一步進(jìn)行操作，很少有同學(xué)主動(dòng)思考其過程步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程提出不同的操作可能性和后果分析。且“化工原理實(shí)驗(yàn)”自動(dòng)化程度高，多數(shù)學(xué)生只需要記錄數(shù)據(jù)等機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)流程，并不能理解前后各操作的目的和原因，以及對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。更有甚者，少量學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)完全不關(guān)心過程，僅等待同組同學(xué)的數(shù)據(jù)。這些必將導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)熱情不高;而教師由于要演示和指導(dǎo)學(xué)生使用設(shè)備、記錄數(shù)據(jù)，難以調(diào)動(dòng)每一位同學(xué)的積極性。

3.實(shí)驗(yàn)考核方式不夠嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)報(bào)告流于形式，目前實(shí)驗(yàn)考核方式不夠細(xì)化，雖然有預(yù)習(xí)，過程和報(bào)告分，但不能體現(xiàn)出差距，教師也無法精準(zhǔn)掌握每一位同學(xué)實(shí)驗(yàn)前后的過程情況。同時(shí)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量較差，一是雷同性過高，3～4位同學(xué)一組，其報(bào)告相似，甚至部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中未參與到操作中去，最后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)就只能照搬照抄;二是多數(shù)同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理不夠完善，或者處理的方法有誤，最后的思考和討論更是流于表面。

4.實(shí)驗(yàn)設(shè)備多數(shù)較為簡(jiǎn)單，因?yàn)閳?chǎng)地，學(xué)時(shí)等限制，實(shí)體實(shí)驗(yàn)設(shè)備多數(shù)對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)單一，結(jié)構(gòu)和操作過程較為簡(jiǎn)單，無法進(jìn)行化工過程中常見的綜合大型實(shí)驗(yàn)過程。這不僅不利于拓寬學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生自主思考的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，也無法體現(xiàn)學(xué)生之間的差異。

5.實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量有待提高，化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告通常是課后完成，由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繁多，計(jì)算過程枯燥乏味，工作量大，學(xué)生興趣不高。比如流體流動(dòng)阻力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)繁多，所涉及的物理量也特別多，計(jì)算過程繁瑣，會(huì)使學(xué)生對(duì)課程感到厭倦。甚至有些實(shí)驗(yàn)需采用軟件計(jì)算和畫圖等，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一組同學(xué)都是用其中某- -位同學(xué)的數(shù)據(jù)和圖，完全是以完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告為目的，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。

因此，為了滿足學(xué)科專業(yè)發(fā)展的需要、社會(huì)的需要和學(xué)生的需要，對(duì)“化工原理實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革非常迫切和有必要。同時(shí)，教師還要清除混合式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，從而在教學(xué)期間靈活運(yùn)用，以此來提升教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的?！熬€上線下”混合式教學(xué)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：“線上線下”混合式教學(xué)能夠充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生與老師之間的互動(dòng)，能讓教師及時(shí)把握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài);學(xué)生也極大地參與了教學(xué)全過程，提高了學(xué)習(xí)效率，加深了對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力，從而取得更好的教學(xué)效果。

二、混合式教學(xué)在“化工原理實(shí)驗(yàn)”中改進(jìn)措施

2.1教學(xué)內(nèi)容更新，提高學(xué)生預(yù)習(xí)的有效性

本學(xué)院購買的虛擬仿真過程不僅包括常見的流體輸送、熱交換操作﹑精餾﹑萃取等化工原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還包含丙烯腈3D虛擬現(xiàn)實(shí)仿真、乙醛氧化制醋酸工藝仿真、雙塔精餾單元3D仿真、多效蒸發(fā)工藝3D仿真等綜合大型工藝過程或典型高溫高壓化工傳遞過程。其實(shí)用性和復(fù)雜性可以更好地對(duì)應(yīng)課程知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生提出一些工藝流程實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)，培養(yǎng)其良好的創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)。除了這些新增的綜合實(shí)驗(yàn)仿真中具備的完善的背景知識(shí)、預(yù)習(xí)及操作內(nèi)容，教師也可以利用線上資源，通過錄制視頻等手段，指導(dǎo)學(xué)生全面了解實(shí)體實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用，實(shí)驗(yàn)主要操作技術(shù)等，與虛擬仿真過程進(jìn)行對(duì)照分析，使學(xué)生可以不受時(shí)間和場(chǎng)地的限制。同時(shí)，根據(jù)虛擬仿真能更細(xì)化預(yù)習(xí)指標(biāo)，在線上提交各種不同的預(yù)習(xí)結(jié)果并與老師進(jìn)行交流互動(dòng)，提高預(yù)習(xí)的有效性。

2.2與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合

混合式教學(xué)模式下，線上教育平臺(tái)優(yōu)勢(shì)能夠充分發(fā)揮出來，借助自身豐富的網(wǎng)絡(luò)資源、便利的溝通工具，能夠?yàn)閹熒峁┮粋€(gè)更好的交互平臺(tái)。但是線上平臺(tái)教學(xué)不能完全取代傳統(tǒng)教學(xué)，想要更好的發(fā)揮混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，必須要注重與傳統(tǒng)教學(xué)模式的結(jié)合，在課堂教學(xué)當(dāng)中對(duì)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度與個(gè)性差異進(jìn)行分析，真正做到以學(xué)生為中心，為學(xué)生營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，在課程當(dāng)中，需要將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，更好的提升學(xué)生的知識(shí)水平。

2.3強(qiáng)化教學(xué)考核

在混合式教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了一定變化，不再局限于線下的課堂學(xué)習(xí)，線上平臺(tái)在學(xué)生學(xué)習(xí)當(dāng)中扮演著更為重要的角色。因此，在進(jìn)行教學(xué)考核的過程中，需要針對(duì)這一變化開展更為全面的考核，將學(xué)生線上學(xué)習(xí)與測(cè)試的結(jié)果列入到最終的課程考核當(dāng)中，從而按照全過程考核的方案，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)定。特別是在進(jìn)行教學(xué)考核的過程中，必須加大對(duì)平時(shí)成績(jī)的考核力度，避免學(xué)生期末突擊應(yīng)考。除外，教師還應(yīng)該完善考核手段，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、協(xié)作意識(shí)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂考核手段主要是基于學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，中間操作過程只有含糊的實(shí)驗(yàn)過程總分，不僅無法具體實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況和差異性，還使得學(xué)生更注重結(jié)果和報(bào)告撰寫而忽略了具體實(shí)驗(yàn)過程，導(dǎo)致學(xué)生為了刻意追求正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而失去了對(duì)科學(xué)性和非穩(wěn)態(tài)工況的探討，甚至通過抄襲獲得高分。采用線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)，可以改變以往的考核方式，不僅利用線上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)，根據(jù)視頻學(xué)習(xí)和答題情況實(shí)時(shí)獲得預(yù)習(xí)分。以精餾綜合實(shí)驗(yàn)為例，其課前預(yù)習(xí)包括知識(shí)點(diǎn)講解、題庫訓(xùn)練和拓展考試、設(shè)備仿真練習(xí)等部分，在實(shí)驗(yàn)過程中，操作步驟可按工段、按步驟操作給分結(jié)合線下實(shí)驗(yàn)，可提供實(shí)際的結(jié)果記錄及處理過程，加強(qiáng)了學(xué)生之間的協(xié)作與差異;最終的實(shí)驗(yàn)報(bào)告更側(cè)重于對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析、思考和總結(jié)。這樣的考核方式可以加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的參與度和整體實(shí)驗(yàn)后的創(chuàng)新協(xié)作能力。

2.4提高教師素質(zhì)，實(shí)踐教學(xué)改革

以學(xué)生為主體，采用線上虛擬仿真和線下實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)對(duì)教師自身素養(yǎng)具有不斷審視的作用，將會(huì)促進(jìn)教師改變教學(xué)觀點(diǎn)，不斷加強(qiáng)教學(xué)基本功，積極參加本學(xué)科的教學(xué)研究。同時(shí)，通過學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)知識(shí)的掌握程度，發(fā)現(xiàn)在理論課堂教學(xué)中可以進(jìn)行加強(qiáng)或改進(jìn)的地方，促進(jìn)教師以學(xué)生發(fā)展為主，改變知識(shí)的單向傳播方式，注重個(gè)性差異，最終在傳授學(xué)生知識(shí)技能的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。

2.5 改變課堂教學(xué)模式

相對(duì)于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，在“線上線下”混合式教學(xué)的課堂教學(xué)中教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，合理調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。課堂教學(xué)不應(yīng)是單一的系統(tǒng)性講解，也不應(yīng)是簡(jiǎn)單的翻轉(zhuǎn)課堂，而是快速的系統(tǒng)講解+有針對(duì)性的重點(diǎn)講解+疑難及創(chuàng)新性問題討論多個(gè)環(huán)節(jié)的有效組合。如何調(diào)整上述環(huán)節(jié)的輕重比例，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳的教學(xué)效果，是新形勢(shì)下高校教師應(yīng)具備的教學(xué)技能。例如在流體流動(dòng)阻力測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)基本理論的掌握相對(duì)容易，對(duì)流程裝置的了解相對(duì)較少，可以適當(dāng)壓縮老師系統(tǒng)講解實(shí)驗(yàn)原理的時(shí)間，多些時(shí)間來講解流程裝置和操作要點(diǎn)，課堂上多增加討論環(huán)節(jié)和學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間;對(duì)于氣——汽對(duì)流傳熱綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)，在線下實(shí)驗(yàn)課堂上教師可以先組織同學(xué)分組，-組講解空氣流程，一組講解蒸汽流程。強(qiáng)調(diào)同學(xué)們?cè)诳戳鞒虝r(shí)除了講解兩種流體在換熱器中的流向外，引導(dǎo)學(xué)生了解兩個(gè)流程中的設(shè)備和儀表，同時(shí)教師補(bǔ)充講解為什么用這些設(shè)備和儀表。整個(gè)教學(xué)過程中，線上預(yù)習(xí)和線下實(shí)驗(yàn)課堂上通過教師和同學(xué)協(xié)作的講解，學(xué)生印象會(huì)更加深刻，教學(xué)效果會(huì)更好。而對(duì)于精餾實(shí)驗(yàn)，由于設(shè)備較為復(fù)雜、基本理論也比較抽象，應(yīng)適當(dāng)增加重點(diǎn)講解的時(shí)間。對(duì)于特別優(yōu)異的學(xué)生，還可以開展開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的內(nèi)在關(guān)系，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、靈活應(yīng)用的能力。在此過程中教師則扮演提問、解惑的角色，教師可以針對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)提出“為什么”，同時(shí)幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行解答。要實(shí)現(xiàn)以上的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生必須具備較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)和對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的初步了解，因此合理的線上教學(xué)資源以及完善的預(yù)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制是線上、線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合的必要保障。

總而言之，雖然混合式教學(xué)在“化工原理實(shí)驗(yàn)”中取得了一定的成就，但是在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中還存在著一定的問題，任課教師還是不能掉以輕心，還需要在日后的教學(xué)之中繼續(xù)努力和付出，尋找更為有效的教學(xué)道路，一來可以提升教學(xué)質(zhì)量，二來可以推進(jìn)教學(xué)體系的改革，從而為教學(xué)注入新的活力和血液。只有這樣，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能取得更佳的教學(xué)成就，學(xué)生才能更好地掌握相關(guān)知識(shí)。與此同時(shí)，經(jīng)過化工原理實(shí)驗(yàn)“線上線下”混合式的教學(xué)實(shí)踐，能充分調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性;增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。經(jīng)過課堂討論后，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的印象，每位同學(xué)都能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，“線上線下”混合式教學(xué)借助于信息化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)教師知識(shí)傳授和學(xué)生知識(shí)內(nèi)化在時(shí)間和空間上的調(diào)控，學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，突破了時(shí)域性和地域性限制，加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展，在一定程度上促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展，且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了分層次教學(xué)和因材施教?；ぴ韺?shí).驗(yàn)“線上線下”混合式教學(xué)改革還存在一定的欠缺，如預(yù)習(xí)資源不豐富，預(yù)習(xí)主動(dòng)性的不足及課中學(xué)生討論的實(shí)效性和評(píng)價(jià)系統(tǒng)的完善性，實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽的組織和實(shí)施等還有待于進(jìn)一步探索和改善，以尋找出一種符合自己高校特色，適合化工原理實(shí)驗(yàn)工科教學(xué)目標(biāo)的“線上線下”混合式教學(xué)模式。

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項(xiàng)目：2021年高校優(yōu)秀青年骨干教師國(guó)內(nèi)訪問研修項(xiàng)目（gxgnfx2021177）;高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃--精細(xì)化工技術(shù)骨干專業(yè)建設(shè)（XM-1-5）;2021校級(jí)質(zhì)量工程提質(zhì)培優(yōu)專項(xiàng)—教師教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2021xjtz025）