微课在化工原理课程教学中的研究与实践

贡 洁 童 霏 胡秀英 文颖频

(江苏理工学院，江苏 常州 213001)

1 化工原理微课建设的意义

化工原理课程是国内外化工类本科专业的一门重要的技术基础课，它以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习[1]。化工原理课程体系分为理论教学和实践教学，实践教学由化工原理实验、课程设计和化工生产实训组成。理论知识为实践操作提供有力的指导，而实践操作又巩固了理论知识，两者相辅相成。然而对于尚未接触实际工程问题的学生而言，理论学习内容抽象，实践过程内容复杂，学习的难度和强度都很大。目前高校课程设置时普遍将化工原理的理论教学与实践教学独立进行，学生在学习理论知识时无法直观感受知识，体会不到运用知识的乐趣，降低了学生学习化工原理的积极性，也严重影响教师的授课效果和学生的学习效率。因此，我们亟待寻求新的教学模式来解决上述问题。

在众多教育资源形式中，微课以其“短、小、精、趣”的特征，迎合了时代的要求和大众心理，已在国内外教育领域中得以快速发展[2]。微课能更好地满足学生对不同知识点的个性化学习、按需选择学习，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。化工原理课程学习思路非常清晰，以单元操作为对象，以传递过程原理和研究方法论为主线，来研究各个单元操作的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理[3]。各单元操作既相互独立，其理论又彼此联系。整体课程结构可以分成很多独立的知识点，典型设备的结构和工作原理用动画演示形象直观。由此可见，化工原理的课程特点与“微课”的特征非常吻合，因而适宜“微课”的开发。

2 化工原理的微课设计

微课服务对象主要是学生，而学生对微课的接受程度与教师在微课中的教学设计有些密切关系[4]。化工原理每一章节中都是由若干个单元操作组成的，并配套相应的化工原理实验。在对单元操作进行基础研究归纳后发现，它们遵循若干类似的基本规律并具有相应的理论基础，因此每一个单元操作的学习内容、学习方法和能力要求也是极其相似的。根据教学目标和教学内容，每一个单元操作的教学要求基本可归纳如下：(1)熟悉单元操作的基本原理和基本概念；(2)掌握典型设备及其设计计算方法，具有解决生产过程中的设计型或操作型计算问题的能力；(3)熟悉化工设备的结构和操作原理、操作方法及参数调节，具有分析和解决操作中产生故障的基本能力；(4)培养学生的工程观点、定量计算、设计开发能力和创新理念等，为后续进行课程设计的理解和综合应用奠定理论基础[5]。因此各个单元操作的总体设计思路总结为理论讲解——实验操作，其中理论讲解部分由若干次微课构成，实验操作是为实验教学制作的微课。

3 化工原理的微课制作

微课的目的在于为学生“答疑解惑”，将抽象问题形象化和具体化，因此需要精心安排课程内容，优化讲授方式[6]。化工原理微课可以围绕以下几方面进行制作。

3.1 优选课程内容

化工原理课程的总课时一般在56学时(非化工专业)至96学时(化工专业)，内容较多，我们不可能把所有内容都制作微课。因此在把握课程重点与难点的基础上，需要对课程的知识体系进行归纳、整理、概括、总结，梳理提炼出独立的、完整的、重要的知识点，结合案例将知识点进行串接，做成连贯的课程内容。

3.2 设计教学环节

教学设计时，准确定位化工原理教学目标、教学重点和难点，从而明确教师的教学任务；精心设计课程导入，从生活现象、视频等入手，吸引学生注意力；采用多样化的教学方式，如采用情景教学、直观演示、设问难点等，建立主题鲜明、形式多样的微课类型。教师拍摄微课时，要把内容讲清楚，难点讲通俗，重点讲深刻。微课制作时要通过丰富多样的媒体表现形式直观、生动、立体地体现抽象程度化工原理课程内容，帮助学生理解与记忆。

以笔者参加的2020年江苏省高校微课教学比赛“定态流动系统的机械能衡算”为例，说明微课教学的设计思路。

首先导入新课，用某小区高层住户家中“正常的电器不工作”这个怪事引起学生好奇心，通过采访视频和小区供水系统的动画给学生大致讲解生活用水的来源，有悬念的视频通常容易引起学生的学习兴趣，紧接着抛出问题“水塔为什么需要建造一定高度”、“高层为什么容易发生供水不足”，引发学生的求知欲。接着讲授内容，阐述以上问题和工程设计均涉及流体机械能，引出本微课的学习要点，详细讲解流体三种形式的机械能，包括动能、位能和静压能，指出三种形式的机械能之和满足能量守恒原则，三者相互之间、可以发生能量的互换等知识点，加强学生的认知。有了理论基础后，回到问题，引导大家去解释上课初抛出的问题，现学现用，让学生体会学有所用，感受成就的喜悦。随后趁热打铁，将所学知识进行拓展到其他行业，让学生解释飞机起飞，以及人在火车站台必须站在安全线以外的原因，知识的拓展应用让学生充分感受知识的融会贯通性，体验学习的魅力。“温故而知新”，通过本课总结，简单梳理本课内容，加深学生的记忆。最后布置课后练习，引导学生在课后对知识及时进行巩固。由此可以见，通过精心的教学设计，把抽象的能量转换问题与实际生活联系起来，打破传统的教学方法，可以让原本抽象、难懂的理论知识变得形象生动；通过采用理论联系实际、讲练结合的教学法，将“实际应用导入→理论知识讲授→实例讲解→总结”等环节环环相扣，充分调动学生的学习积极性。

3.3 建立考核评价体系

微课实施中需要关注师生出现的问题，比如学生能否主动高效地观看微课视频，老师能否及时清楚地解决学生提出的问题等；其次还必须设计灵活多元的考核评价体系，通过线上作业、测试、提问、讨论等方式检测学生自主学习效果，对学生学习结果进行综合考核评价。除此以外，教学结束后让听课的师生填写反馈意见，查漏补缺，不断完善微课教学设计内容，以期达到师生共同进步的目的。

4 结语

化工原理微课的建设，打破传统的90分钟课堂教学模式，短小精悍的微课内容更能提高学生学习的注意力和集中力；微课采用多样的教学手段，理论联系实际，教学与实践结合，让原本抽象晦涩的化工理论知识变得形象生动，充分调动学生的思维灵活性，激发学生学习化工原理课程的主动性，从而培养学生运用所学的基本原理分析和解决化工单元操作中实际问题的能力。因此化工原理微课的开展，有利于推进高校化工类专业课程教学的改革和发展。