混合式教学在化工热力学课程中的应用

王晶晶,王 俊,李 锋

(新疆农业大学 化学工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

伴随着当前教育改革的持续推进，我国的教育信息化已步入全新的发展阶段。而对于如何推动信息技术与高等教育两者之间的深度融合，从而培养出具有鲜明时代特色的创新人才，已成为亟待解决的问题。教育信息化不仅能促进改革创新，还是实现教学质量提升的重要手段。在逐渐实现信息化转型的高等教育中，以师生角色互换的翻转教学与在线学习相结合的混合式教学模式已具有了积极的意义和可实践价值[1]。

1 混合式教学研究应用的现状分析

混合式教学是将传统课堂教学的优势和网络化教学的优势结合起来形成互补，从而获得更佳的教学效果，在信息化技术的支撑下，培养出更高质量的应用型创新人才。混合式教学模式既可以发挥教师的主导作用，又可以满足学生学习主体地位的需要，其关键在于确定在适当的时候，使用适当的方式，为适当的学生施行教学行为[2]。

余胜泉等研究混合式教学的学习理论后得出：不同的学习理论，在不同的学习阶段、不同的学习环境下是一种相互补充的关系，并非相互排斥。混合式学习模式充分体现了人们对知识的不断深入发展的融合过程[3]。黄荣怀等认为混合式学习是从“在线学习”演化而来的教学策略，为当前高校的教学改革提供了一种新的思路和方法，具有很好的实践性[4]。陈卫东等设定了学习对象、教学技术、教学环境和教学方法四个变量，分析了混合学习的本质后认为：混合学习是基于技术支持环境下，学习过程和结果认识的一种理性回归，关键问题是怎样将这四个变量因素很好的融合，服务于学习者的认知、技能、情感的需要[5]。李响等则提出了混合式教学是教学方式、学习方式、交流方式、教学工具、评价方式以及教学资源综合混合的一种教学方法[6]。

混合式教学的优势很明显，其灵活、便于实现、能够整合复杂的多媒体和技术等特点，具有很高的实用价值，发展混合式教学，目前已成为高等教育信息化领域的共识。

2 化工热力学课程的混合式教学建设

化工热力学课程是一门从事化工过程的研究、开发以及设计等方面工作不可缺少的重要理论基础课，也是一门理论性与工程应用性均较强的课程。该课程是新疆农业大学化学工程学院近年新开设专业核心课程，主要采用课堂板书教学方式为主，部分章节也融入了多媒体授课，本人作为化学工程学院化工系教师，负责该课程建设，通过以往的课堂教学，发现学生普遍反映该课程"理论晦涩、概念繁多、公式复杂以及计算困难"的问题，同时使学生产生惧怕和厌学的想法。因此，如何在有限的课时内让学生更加积极主动、更扎实的掌握该门课程为导向的课程建设是势在必行的，而以混合式教学理念为主导的课程改革，作为该门课程建设的第一步，就显得尤为关键和重要！

2.1 混合式教学设计阶段

将每一章知识结构以学校制定的人才培养方案为基础，设计混合式教学内容的具体环节和教学内容，重组教学资源，形成以围绕知识点展开的课前线上学习、课堂翻转教学以及课后拓展学习的“三步法混合式教学模式”，具体设计细节以朱自强版第三版的《化工热力学》课本第四章为例[7]如表1所示：

表1 混合式教学设计

2.2 混合式教学实施过程

利用新疆农业大学课程中心平台，设置教学论坛，发布课前任务、让学生自主交流、归纳所学内容，进行作业自评和互评，激发学生学习热情；设置答疑板块，学生和教师互动解决学习中的问题。利用中国大学MOOC等课程平台、Coursera等网站中的素材，填充丰富《化工热力学》课程网站及翻转课堂的各项教学设计当中。同时，考虑学生水平差异性，在每个知识点的引导学习中设置不同难易成都的习题进行测评。具体的混合式教学过程如表2所示。

表2 混合式教学过程

3 混合式教学效果与反思

由于学院每届只招收一个化工专业的班，我们只选择化学工程与工艺专业2016级(43人)开展混合式教学试点，选择没有开展混合式教学的2015级(35人)同专业班级作对比。混合式教学效果以两种形式进行评价。

3.1 问卷调查评价

设计问卷对采取混合式教学班级的教学效果进行调查评价，结果表明：84.9% 的同学认为该学习过程中学到了更多的知识，获取了更多的教学资源； 90.5%同学认为在自己参与了老师的课前-课上-课下的教学环节，激发了学习的积极性和主动性，课堂不再是枯燥单一的，而是有所期待的；88.3% 的同学认为通过不同形式的讨论加深了对所学知识的理解，使得学习知识深入的展开了；94.2% 的同学认为该课程教学具有启发性和激励性，大大提高了自己提出问题-分析问题-解决问题的能力。

3.2 考试卷面成绩评价

从统计结果来看(如图1所示)，卷面成绩合格率分别由常规教学的76.75%提高到了混合教学的94.29%，80～100分数段的学生人数由常规教学的6.97%提高到了14.28%，60～69分数段的学生人数由常规教学的25.58%提高到了混合教学的57.14%，实现了较大程度的增幅。

图1 常规教学和混合式教学卷面成绩对比图

混合式教学表明，基于课前线上学习、课堂翻转教学以及课后拓展学习的三步法混合式教学模式的教学效果是显著的、积极的。与传统教学相比，混合式教学更有效、更细致、更准确的实现知识的传递；借助在线开放课程平台，突破了知识获取的时间限制和空间限制，更有利于学生对知识的消化和吸收；从学生的角度摆脱了传统课堂教学模式中单向提供学习材料和灌输式学习的局限。

3.3 教学过程中的问题反思

虽然混合式教学模式应用效果良好，也达到了授课的预期目标，但是课前上传到学校在线课程中心的学习资源，学生登陆后有延时，甚至出现不能打开等现象，增加了学生线上学习

时间，导致学生不愿意在网上完成学习任务，影响了学习效果。所以今后在进行混合式课程建设时，一定要注意硬件和软件设施的配套建设。此外，课程资源的积累和建设也是混合式教学的关键，我们有些时候苦于优质教学资源匮乏老旧，不能在教学过程中让学生和老师实现教与学的共鸣，让我们的课堂教学变得“干瘪无力”，这就要求老师在教学的过程中，不断地收集与教学相关的学科的前沿资料、视频、动画、课堂互动方式、教学效果评估手段、教学硬件和软件技术等资源。