《化学反应工程》课程可视化教学的探讨

王 超衡水学院 河北衡水 053000

《化学反应工程》课程可视化教学的探讨

王 超
衡水学院 河北衡水 053000

《化学反应工程》课程主要研究反应过程速率变化规律、传递规律及其对化学反应的影响。《化学反应工程》课程的最终目的为掌握反应器的开发、设计、放大以及优化的目的。《化学反应工程》课程内容繁多，理论复杂，抽象难懂，教学效果差。为此，对《化学反应工程》课程进行教学改革，使抽象概念动态化，利用动画使学生们更好的学习理论知识。

可视化；教学改革；反应工程

《化学反应工程》课程在我校作为应用化学专业的专业必修课，主要研究反应过程速率变化规律、传递规律及其对化学反应的影响。《化学反应工程》课程的最终目的为掌握反应器的开发、设计、放大以及优化的目的。《化学反应工程》课程内容繁多，理论复杂，抽象难懂，目前教学方法单一，存在课堂秩序差、学生参与度低、学习动机弱等问题。

一、教学过程中存在的问题

在《化学反应工程》课程的教学过程中，传统的教学手段对抽象概念的表述具有局限性。比如表达微观流体和宏观流体的混合状态，全混流和平推流反应器中流体流动状态，非理想流动情况等等抽象概念的时候，传统的板书无法清楚的表达这些概念，PPT虽然会在一定程度上缓解抽象概念带来的压力，但是静态的图像仍不够生动，传递给同学的信息仍不够充分，还需要挖掘和完善。《化学反应工程》课程教学过程中存在的主要问题如下：

(1)课时分配少，而课程内容较多，需要在有限的学时中将大量的知识出传达下去，这就需要更有效的传达方法。

(2)课程理论性强，概念抽象，数学公式繁多，形式复杂，学生理解起来非常困难，很容易产生厌学、畏学等情绪，这需要改善教学环境，不断地刺激学生，保证学习积极性。

(3)学生只能把课上的理论知识了解，往往难以做到难以学以致用，不能解决实际问题，这需要在教学过程中加入实际案例分析。

(4)多媒体教学，只是运用课件将教材内容简单复现。如果只是将课件的快速播放，并加入适当的板书，对于难理解的知识点学生仍然难以消化，这需要加入更形象的展示体系。

现在对于“化学反应工程”中抽象知识点的体现和挖掘不深入。抽象概念的可视化不仅可以提高学生的上课兴趣，并且能对课上内容进行准确形象的表达，提高上课效率，激发学生上课积极性。

二、可视化手段

可视化是将复杂的数据、晦涩难懂的知识、抽象的信息等转化为可视的表示形式，也就是说通过可以觉察的视觉方式将思维进行外化呈现出来。这种方式可以把知识的内部特征通过图示的方式展现出来，将内隐或者无序的知识进行逻辑化的梳理，使得信息能够容易并快速被人理解，放大了人类的感知，对知识获得了更深层次的认识。现阶段，随着计算机技术的发展及教育理论的更新，可视化的理论研究及实际应用不断得到研究。教育领域中，可视化教学引起了教育技术学家与教育实践者的关注， 利用可视化技术来促进教学，将成为教学界的发展新方向。

现阶段，可视化教学可以利用一些智能软件如Flash、JavaScript和Matlab等，将基本概念和原理用动态的方式，结合文字、声音和图像等展现出来，这样既提高了教师的教学水平，也使得学生的思维能力得到提高。据相关统计，人的感觉77%来自于视觉，14%来自于听觉，9%来自于其他，视觉对于学习效果的提高具有关键作用。

1.Flash动画

Flash动画应用较为广泛，一般具有以下特点：

(1) Flash动画所表现的画面生动形象，趣味性强，Flash动画为学习者创设了生动的情境。在Flash动画中，根据学习内容绘制的场景既是对知识理论的再现。

(2) Flash 动画的交互性强。通过 Flash 动画可以建立交互性强、生动有趣的练习，从而使学习内容得到巩固，学习兴趣得到提高。

(3) 在Flash 动画开发的过程中，会将 一些素材或者资源 导入Flash 源文件中，通过对它们统一管理，重复使用，生成其它学习内容。

(4) 在学生的使用过程中，通过学生的参与，可以充分调动学生课上积极性和主动性，促使他们认真思考， 积极探索。使教学达到事半功倍的效果。

2.FLV格式动画

FLV格式动画具有容量小、下载快、播放流畅等优点。FLV流媒体格式是一种新的视频格式， 全称为 Flash Video。FLV 格式文件播放器是内嵌在 IE 当中，播放器是基于IE浏览器的，因此，在使用过程中不需要再下载其他的播放软件。

三、知识体系可视化

多媒体教学主要采取图示、动画、多媒体等手段，这些手段既充分调动人的视觉积极性，使教与学变得更加生动活泼。这些手段还可以使人在视觉上将抽象、复杂的东西形象化、具体化、简单化，提高教师教学的效果。如图：

但是可视化教学不应该仅仅局限于将文字的内容或者静态的内容动态化，应该深入到课程的核心，建立理论知识之间的逻辑和内在关系，使学生能够抓住问题的关键进行思考。可视化教学最终通过将知识化繁为简、化难为易，使得知识变得易于理解和掌握，从而优化教师施教的方式手段，提高学生学习的积极性及学习效果。一般从以下几个方面入手：

第一，将抽象知识形象化、简单化、动态化。可视化教学将各种可视化的技术手段，特别是声音、图片和视频与教学内容进行结合，将抽象的概念形象地表现出来，将教学中抽象的知识形象化，最大限度地增强教学的吸引力，达到最佳的教学效果。

第二，坚持“厚—薄—厚”的思路。“可视化”的教学方法利用视频、Flash等形式对课本上抽象难懂的概念进行描述，了解这些概念的含义，让同学们把书读透，将每一个复杂的知识的内在含义理解清楚，把书读“厚”。“可视化”教学通过对课本上知识点的梳理，确定知识体系，将知识点之间的关系确定起来，使同学们们在学习过程中产生知识体系，将复杂的东西简单化，做到将书读薄。

在《化学反应工程》课程教学中，只有高度重视和积极应用可视化教学，综合利用动画、图片知识体系图，才能提高《化学反应工程》课程教学的可视点、可听点和可感点，收到事半功倍的教学效果。

四、可视化教学对教学的影响

可视化教学首先通过将静态图或者文字转化为动态图，这样在课上可以提高学生的上课积极性，避免的上课注意力不集中、打瞌睡、走神、玩手机等现象。再通过可视化手段将书本内容进行梳理，整理课上知识结构，便于学生学习，可以提高上课效果。学生愿意学，兴致高，与老师互动好，可以激发教师的上课热情，使教师更好的投入到教学岗位中，更好的提高教学效果，这样可以达到一个良性的循环。

五、前景展望

现阶段可视化教学只要依靠PPT和Flash视频，可视化手段单一，只是做到了将课本内容利用PPT、动画简单的呈现出来。下一步需要做的就是制作CAI课件，将《化学反应工程》课程中的知识点联系起来，帮助学生建立知识体系，能更好的的理解课上内容。但这只是课程可视化的一小步，最终建立《化学反应工程》可视化教学平台（网络教学），对大量的学习资源进行有效的分类和管理，做到教师和同学直接交换信息资源，才是可视化教学的最终目标。

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Discussion on the Visible Teaching of Chemical Reaction Engineering

Wangchao,Hengshui University, Hengshui city, Hebei province, 053000

The main content of Chemical Reaction Engineering is about the rate variation law of reaction process,transfer laws and inf uence on chemical reaction.The ultimate goal of Chemical Reaction Engineering is to master the exploitation,design, amplif cation and optimization of reactor. The content of Chemical Reaction Engineering is numerous, the theory complicated,abstract and hard to understand, and also the effect of teaching is bad. So, it is necessary to take educational reform for Chemical Reaction Engineering to make the abstract concept dynamic by taking advantage of animation so that the students can learn theoretical knowledge better.

visualization；educational reform；reaction engineering

O

A

王超（1983～）,女,汉，河北衡水，衡水学院,讲师，研究方向：化工教学改革。