田文德，孫素莉，趙 軍，程華農(nóng)，劉 彬

（1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島266042；2.青島科技大學(xué)海洋科學(xué)與生物工程學(xué)院，山東青島266042）

“化工安全與環(huán)?！闭n程是高等院?；ゎ悓I(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，用于支撐化工工藝對(duì)人、環(huán)境和社會(huì)影響的專項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生能在工藝設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐中考慮社會(huì)和諧和可持續(xù)發(fā)展因素。該課程具有內(nèi)容涉及工程知識(shí)種類多、實(shí)踐結(jié)合緊密等特點(diǎn)，單一的課堂教學(xué)很難達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。建設(shè)在線開放課程，形成線上線下混合式教學(xué)模式，是解決這一問題的有效手段。近年來，高等教育教學(xué)內(nèi)容、方法和模式隨著在線開放課程(Massive Open Online Course,MOOCs)的興起而發(fā)生了深刻變革。在線開放學(xué)習(xí)不局限于教室，時(shí)間空間靈活，課程不僅提供教材、習(xí)題、視頻等傳統(tǒng)課程資料，還建立學(xué)習(xí)討論區(qū)，處理師生間、學(xué)生間的互動(dòng)，且資源共享。教師可將在線資源作為教學(xué)線上環(huán)節(jié)，要求學(xué)生課外自學(xué)，課內(nèi)側(cè)重探討和研究，從而逐步實(shí)現(xiàn)“以教師為中心進(jìn)行知識(shí)灌輸”為主的教學(xué)模式向“以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)”為主的新模式轉(zhuǎn)變。

本文利用超星泛雅平臺(tái)的相關(guān)服務(wù)，基于互聯(lián)網(wǎng)、化工仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代信息技術(shù)，以學(xué)生為中心，采用線上線下混合教學(xué)等多種模式，開展探究式、沉浸式、容錯(cuò)式教學(xué)，推動(dòng)化工安全與環(huán)保優(yōu)質(zhì)在線開放課程資源的廣泛應(yīng)用，將優(yōu)質(zhì)資源真正融入課堂，使學(xué)生受益。該教學(xué)模式將化工安全與環(huán)保理念融入到化工專業(yè)課程教學(xué)中，使學(xué)生能夠基于化工專業(yè)相關(guān)背景知識(shí)對(duì)化工事故和環(huán)境污染演化過程進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)復(fù)雜的化工安全與環(huán)保問題對(duì)社會(huì)、環(huán)境、健康、安全的影響，理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和科研能力的迅速提高奠定堅(jiān)實(shí)的工程教育基礎(chǔ)。

1 線上線下混合式教學(xué)模式改革方案

首先，教學(xué)課件根據(jù)MOOCs的特點(diǎn)，知識(shí)碎片化，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和編排，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)ppt。其次，增加微課學(xué)習(xí)、習(xí)題輔導(dǎo)、綜合測(cè)試、考研資訊、信息史話、技術(shù)應(yīng)用、案例分析、數(shù)值計(jì)算原理剖析、安全技術(shù)分析等，其中微課學(xué)習(xí)的建設(shè)是重點(diǎn)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課程視頻資源播放時(shí)間冗長，是傳統(tǒng)課堂教學(xué)場(chǎng)景的再現(xiàn)，學(xué)生難有耐心看完。將視頻以微課形式呈現(xiàn)，方便按主題進(jìn)行學(xué)習(xí)。最后，增加研究型教學(xué)版塊，展示與化工單元設(shè)備相關(guān)的科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

由此設(shè)計(jì)的“化工安全與環(huán)?！本W(wǎng)絡(luò)在線開放課程內(nèi)容如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)思路

基于超星“一平三端”智慧教學(xué)系統(tǒng)，建立移動(dòng)課堂互動(dòng)系統(tǒng)，可以提高課堂活躍度，提供覆蓋所有課堂教學(xué)活動(dòng)的課堂互動(dòng)功能，具體包括：

（1）移動(dòng)教案

移動(dòng)教案功能可以讓教師在課前輕松完成課堂上準(zhǔn)備進(jìn)行互動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容，讓教師在課堂上輕松發(fā)放自己預(yù)先準(zhǔn)備好的各種問題、作業(yè)、資料及投票等，實(shí)現(xiàn)精彩生動(dòng)地師生課堂互動(dòng)。

（2）課堂簽到

教師在移動(dòng)端發(fā)布課堂簽到，學(xué)生直接用手機(jī)通過掃描課堂大屏的二維碼，或輸入教師分享的邀請(qǐng)碼等方式進(jìn)行簽到。教師端可以顯示已簽到和未簽到的學(xué)生名單，并顯示學(xué)生簽到時(shí)間和與老師的距離。

（3）視頻

學(xué)生進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，完成視頻學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)后系統(tǒng)自動(dòng)同步學(xué)習(xí)記錄與PC相同，同時(shí)將視頻學(xué)習(xí)成績計(jì)算后加入綜合成績中。

（4）作業(yè)

學(xué)生通過作業(yè)功能可以查看作業(yè)列表，作業(yè)列表支持標(biāo)示待做作業(yè)和已完成、已過期作業(yè)。學(xué)生可以通過本功能支持待做作業(yè)在移動(dòng)端完成。支持查看已完成作業(yè)的批閱狀態(tài)和最后得分，支持查看作業(yè)答案。

（5）在線考試

教師可以在課程中發(fā)布考試試卷和查看考試分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，學(xué)生同樣可以通過客戶端進(jìn)行在線考試和查看考試信息。

（6）移動(dòng)閱讀系統(tǒng)

提供海量電子圖書、報(bào)紙、期刊、專題等閱讀資源，包含100萬冊(cè)以上電子書、2 000千種以上期刊、300種以上全國各地報(bào)紙等資源、10萬集學(xué)術(shù)視頻和300萬個(gè)文檔資源，可以進(jìn)行在線閱讀和文字摘錄。

（7）課程管理

教師可以在手機(jī)端創(chuàng)建一門課程，并設(shè)定課程名稱、教師名稱、課程封面，添加教師和助教團(tuán)隊(duì)。一門課程可以創(chuàng)建多個(gè)班級(jí)，老師可以主動(dòng)添加學(xué)生，也可以生成班級(jí)的邀請(qǐng)碼和二維碼。學(xué)生通過輸入邀請(qǐng)碼或掃描二維碼方式加入，邀請(qǐng)碼和二維碼可以設(shè)定有效期。

這一新穎改革型課堂教學(xué)計(jì)劃，與傳統(tǒng)教學(xué)計(jì)劃相比，授課內(nèi)容和講課模式均有徹底改變，體現(xiàn)在：打破傳統(tǒng)的教師滿堂講、學(xué)生默默聽的呆板課堂教學(xué)方式，探索靈活多樣的教學(xué)方法，大量采用案例式、研討式、啟發(fā)式、討論式等探究式教學(xué)方式，從而活躍課堂學(xué)術(shù)氣氛，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，在學(xué)生和教師之間形成了良好互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題、勇于探索、積極進(jìn)取的精神。教學(xué)過程中，深度挖掘案例教學(xué)中蘊(yùn)含的思政教育要素與所承載的育人功能，將啟發(fā)學(xué)生探究共性安全與環(huán)保問題和愛國主義教育結(jié)合起來，讓學(xué)生理解化工設(shè)計(jì)中應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

教學(xué)過程采用形成性評(píng)價(jià)體系，在70%的理論考試外，還包括：讀書報(bào)告占10%，要求學(xué)生根據(jù)課程教學(xué)任務(wù)查閱化工安全與環(huán)保方面的最新文獻(xiàn)，以規(guī)范報(bào)告形式對(duì)課程有所創(chuàng)新思考；線上學(xué)習(xí)占10%，根據(jù)視頻和資料學(xué)習(xí)情況，系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分，考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)和課后知識(shí)拓展的能力，以及分析解決復(fù)雜化工問題的能力；平時(shí)測(cè)驗(yàn)和考勤占10%，通過課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的過程性評(píng)價(jià)。

2 教學(xué)效果分析

本課程自2018年建成網(wǎng)絡(luò)在線開放課程之后，即在化工實(shí)驗(yàn)班中進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)模式改革探索。線上學(xué)習(xí)任務(wù)包括視頻（10～15分鐘左右）、文檔（課件、講義、擴(kuò)展閱讀等）和章節(jié)測(cè)驗(yàn)（包括單選題、多選題和判斷題等），共計(jì)107個(gè)任務(wù)點(diǎn)，全面覆蓋了課程核心教學(xué)內(nèi)容，如圖2所示。教師采用課堂線下、課后線上的教學(xué)方式進(jìn)行混合式教學(xué)，學(xué)生課下自主基于網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)鞏固學(xué)習(xí)課堂教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)，其學(xué)習(xí)記錄自動(dòng)計(jì)入平時(shí)成績。圖3為2020年10月份的學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)記錄，可以看出學(xué)習(xí)時(shí)間相對(duì)集中，從而對(duì)線下學(xué)習(xí)效果實(shí)現(xiàn)了有效的支撐。

圖2 課程任務(wù)點(diǎn)類型分布章節(jié)測(cè)驗(yàn)（6.12%）

圖3 學(xué)生學(xué)習(xí)課程章節(jié)的次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖4列出了化工實(shí)驗(yàn)班的學(xué)習(xí)成績情況。從目前對(duì)同一班級(jí)不同年級(jí)縱向?qū)Ρ葋砜?，該混合式教學(xué)方法效果顯著。學(xué)生通過線上線下學(xué)習(xí)，對(duì)危化品管理、工藝安全分析、環(huán)保設(shè)施等多層次知識(shí)點(diǎn)均有較為深刻全面的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，探究式自主學(xué)習(xí)能力得到明顯鍛煉。17級(jí)學(xué)生成績略有下降，與疫情期間進(jìn)度跟蹤不及時(shí)、師生互動(dòng)不足有關(guān)，下一步將針對(duì)性進(jìn)行研究，采取有效措施進(jìn)行改進(jìn)。

圖4 線上/線下考試成績分析

3 結(jié)論

按照線上資源建設(shè)、線下知識(shí)點(diǎn)講解的相互補(bǔ)充原則，將在線開放課程資源用于“化工安全與環(huán)?！闭n程的混合式教學(xué)，以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的課程教學(xué)資源彌補(bǔ)單一課堂授課模式的不足，實(shí)現(xiàn)新型工程教育信息化下學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實(shí)際問題的能力。下一步將進(jìn)一步完善線上資源體系，探索更多的課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，從而加深學(xué)生對(duì)安全與環(huán)保原理和設(shè)計(jì)過程的理解，在提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力方面起到更好的推動(dòng)作用。