化工原理线上线下混合教学模式的探索与实践

朱俊生 丁晓波 孟献梁 秦志宏

(中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116)

化工原理课程是化工、生物、食品、制药、环境等专业的一门专业基础课，担负着工程科学和工程技术两个方面的教学任务[1]。它综合运用了高等数学、物理化学等基础课程，主要用于分析与解决化工生产过程中各种单元操作的问题。由于化工原理课程有大量的推导公式和经验公式，对学生的接受能力是个很大的考验，特别是当传统教学方式很难调动学生的积极性[2, 3]时。今年疫情期间，通过线上教学发现，相较于传统的教学方式，线上教学有很多明显的优点，但也存在不少需要通过面对面线下交流来弥补的缺点。本文针对目前化工原理教学存在的主要问题，结合线上、线下教学对该课程进行初步的探讨和研究。

1 化工原理课程线下教学存在的问题

目前，化工原理线下教学存在如下问题：首先，线下的化工原理教学内容更偏向于理论方面，尤其是一些晦涩的知识点，对于学生而言很难有直观的感受。化工原理课程很多章节的知识点都是建立在大量的推导公式和经验公式的基础上，这对于从没学习过相关知识的学生而言，理解难度较大[4]。此外，有很多学生高等数学和物理化学等先修课程的基础较差，无法跟上老师的教学节奏。特别是在进行公式推导的时候，很多学生的学习速度远远跟不上老师的教学速度，这一方面会拖慢教学进度，另一方面还会影响学生的学习积极性，一旦一节课听不懂，可能就会导致学生对这一门课程丧失自信心。而且传统的教学方式是上课教学，下课复习和自学，一些基础较差的学生在课堂上就听不懂，让其在没有老师帮助的课下时间自学更是难上加难。

其次，线下的化工原理教学，学生的课堂参与度较低。传统的课堂教学是以老师为主，学生为辅。这样经常会造成老师讲老师的，学生玩学生的，很多学生无法真正参与到课堂中。由于教学任务繁重，一般课堂提问次数较少，导致学生与教师课堂交流不足、课堂气氛不够活跃；而如果经常提问，为不拖延教学进度，就需要学生课前自学掌握很多知识点，然而本课程学习难度大，学生提前看书、自学学习难度较大。

再次，学生课余时间学习情况不佳。很多学生在课前都没有认真预习，甚至大多数学生都没有进行课前预习的习惯。这一方面是因为学生没有养成良好的学习习惯，另一方面，化工原理这门课程确实难度很大，尤其是在没有老师辅导和帮助的情况下，理解学习更是困难。

最后，在课后复习上，大多数学生遇到问题时几乎都不会选择找老师请教，一方面是因为学生的课余时间也有限，无法抽出整块时间去找老师；另一方面学生都会有从众心理，特别是大多数学生都不去请教老师的话，就会有很多真正需要老师指导的学生放弃了这种想法。

总结以上问题，可以明显看出化工原理这门课程的特点决定了它很难靠学生的自学来完成，无论是课前的预习、课上的学习还是课后的复习，老师都是至关重要的角色。而传统的教学模式导致学生和老师的接触时间短，使得这门课程的教学难度又进一步升级。

2 化工原理课程线上教学及相关问题

在今年疫情期间，线上教学的大规模应用，给了化工原理这门课程一种新的教学模式。在疫情期间笔者采用新的教学模式，在课前一天上传同步配音的PPT课件以及相关工艺条件的原理图和视频，让学生在课前预习时也可以跟随着老师的讲解，对学生的课前预习有非常大的帮助。在课堂上尽量发挥学生的自主学习能力，并随时对学生提出的问题进行答疑解惑。布置随堂练习题，限时完成，并通过邮件收取作业进行批改。在返校后组织多次答疑课，针对一些难点进行线下面对面指导。但是这种线上教学模式也有不可避免的问题。

首先，无法面对面交流，不能保证学生的学习状态。由于线上教学的天然局限性，导致老师无法直观及时地观察到学生的状态。就算是交流程度最高的视频课程形式，老师也很难通过视频画面看到学生的反馈信息。传统的课堂教学中，老师一般都是通过学生的反馈随机应变，安排课堂进程。线上教学则难以把握学生的知识掌握程度[5]。比如在讲解例题时，在教室内上课可以根据当时学生的反应调整讲解重点，而线上讲解只能“按部就班”地讲解，无法照顾不同班级不同学生人群对知识点掌握程度的差异，这是线上教学在现阶段无法避免的弊端。

其次，教学进程慢，不能直观了解学生的学习情况。为了了解学生的学习情况，线上教学需要更多的时间来得到反馈。在线下教学提问一个较复杂的问题，只用一两分钟就可以大概得到学生的掌握情况，但是在线上教学可能要五分钟以上才能得到大部分同学的反馈，而一些人数较多的课程可能更久，这样等反馈的时间大大增多，极大浪费了课堂时间。

再次，化工原理线上教学容易受到外界的打扰，干扰因素多。以此次疫情期间的线上教学为例，学生都是在家里上课，更容易受到家庭因素的影响。线上教学过程中学生很难做到精力高度集中，这样使得本来就有限的上课时间利用率更低。

3 线上与线下教学的结合与优化

综合以上分析，我们提出充分发挥线上教学和线下教学的优点，将二者有机结合起来，扬长避短，对现阶段的课程教学方式进行改革。

首先，通过提前发布学习资料、提前参观化工原理实验室等方法便于学生预习。通过线上教学的经验，提前发布配音讲解的课件对学生的预习有非常好的帮助，因为化工原理课程难度很大，特别是一些现象的原理的理解、公式的推导，对于没有化工原理学习基础的学生来说，很难建立相对应的思维方式。要求学生提前参观化工原理实验室、提前观察实验现象等，让学生对理论教学有感性的认识。例如，让学生提前去观察精馏实验装置及实验现象，对接下来要开展的精馏理论知识的讲解起到非常重要的帮助，使得学生在学习理论课“塔”、“精馏现象及计算”时有深刻的印象和理解。帮助学生做好预习工作不仅可以使学生更好掌握需要学习的知识点，而且可以为课堂教学“节约”时间，以便教师在课堂上与学生开展更多的沟通和交流。

其次，同步课堂讲课和在线提问，增加学生的课堂参与度。化工原理知识的传授仍然以课堂教学为主，但由于学生保留了含有公式、原理配音讲解的PPT课件，课下可以随时回听教师的讲课内容，对于课堂不理解的知识，课下可以反复观看和倾听PPT中的图片、文字及配音讲解，可以牢固的掌握已学知识并对下节课的学习重难点有较多掌握，在课堂上带着问题听课，可以与教师有更多更高质量的交流。通过适当改变课程的教育方式，课堂讲课和在线提问同步进行，既可以提高学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性，又可以加强学生的理解程度。

再次，通过线上、线下综合答疑，及时解决学生的疑问。对于大多数问题，学生可以利用各种网络资源，及时向教师请教不理解的知识点和习题，教师可利用网络及时对学生进行答疑，并根据学生反馈情况，在下次课课堂上及时指出学生学习过程中的一些共性问题，以提高大部分学生的知识水平。此外，学生可利用上课前和课间休息的时间，与教师面对面交流和答疑，以便及时解决一些线上讲解效果不佳的问题。

最后，改革考核方式，线上考核、线下考核同步进行。除了重要的线下闭卷考试，平时考核既包括线上考核也包括线下考核。例如课堂上可针对某个知识点在线考核一些填空题、选择题，只需要很短的时间教师就能利用软件及时了解所有学生的知识掌握情况；又如课堂上可以布置一道计算题，要求学生现场、10分钟内独立完成并提交，课后教师再进行批改，以便记录学生平时成绩、及时反馈且有效避免了课后作业抄袭情况的发生。

4 结语

本文总结了线下教学和线上教学的一些特点，结合相关教学经验，对目前的教学方式提出了一些优化方法。这些方法不仅可以提高学生的自主学习能力、思维理解能力，而且加强了《化工原理》与基础课程、后续专业课程的连接。不仅可以提高学生对于《化工原理》课程的兴趣，也会让很多同学认识到三传理论与实际生产之间的联系，让学生对化工行业有更全面的认识。