化工原理课程混合式教学模式的改革

魏光月 王萌 刘松艳(吉林大学化学学院，吉林 长春 130000)

0 引言

化工原理课程是一门综合运用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化工类型生产中各种物理过程或单元操作问题的工程学科，是化工类及相近专业的一门主干课程。同时，化工原理课程是一门重要的技术基础课，实践性很强，要求理论联系实际，掌握科学的学习方法，以获得最大效益[1]。

传统的教学通常以教师为中心，教师单纯的进行知识的灌输，把学生放在被动接受的位置，阻碍学生思考和探索的积极性，导致学生只是对原理有个表层的认识，对于知识进行呆板的死记硬背，这样往往教学效果不理想，学生并不能很好的应用新知识、解决实际问题。

为了响应国家“金课”的号召，提升高等教育质量，努力向“两性一度”—高阶性、创新性、挑战度的标准靠拢，笔者根据化工原理课程自身学科特点，结合新兴技术和理论，提出混合式教学—课前学生自主选择慕课学习、课上采用PBL 教学模式，以培养学生学习的主动性、思考的积极性、思维的创新性、技能的应用性和社会责任感等。

1 慕课

慕课(Massive Open Online Course, MOOC)，英文直译为“大规模开放在线课程”，是互联网与教育结合的产物。作为一个具有丰富资源的网络平台，慕课有以下优点：面向全体学生，打破了教育资源的限制；课程种类多，可以满足学生的多样性；上课时间地点不受限制，学生学习更为灵活自由，利于学生主动性的发挥；课程由多个短小精悍的短视频组成，符合布鲁纳程序教学的理念，利于解决学生注意力分散的问题，同时利于学生反复观看，加强学习效果等。

尽管优点众多，但慕课也存在许多问题。对学生来说，慕课要求学生自学水平高，自制力强，否则很容易半途而废；对教师来说，一些名师已经把理论知识讲的更加通俗易懂了，那么自己将如何组织课堂是教师要思考的问题；对知识本身来说，慕课对于知识点的讲授缺乏系统性，大多学习者缺乏能力自己去体验、加工，形成系统化的知识体系；对师生关系来说，慕课上的师生之间缺乏互动，教师的言传身教等其他隐形功能无法体现；对学习方式来说，虽然上课形式变了，但还是传统的知识讲授，学生的参与度低，只是被动的接受，不能更好的培养自己解决问题的能力[2]。

2 PBL教学方法

PBL(Problem-based Learning)是以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式。以问题为导向即以问题为起点，以解决问题为目标，由教师创建情景、提出问题并提供指导，学生们相互合作和讨论，最终由学生得出自己的结论。一般模式为提出问题—查找资料—分组讨论—总结评价。PBL 培养学生发现问题的能力、信息检索的能力、合作交流的能力、综合理解的能力、逻辑推理的能力、口头表达的能力、综合分析的能力等，以便学生在遇到类似情景可以迁移运用，更好的解决将来遇到的问题。

但是PBL 教学模式对学生和老师要求都很高。对有些学生而言，已经习惯了填鸭式教学，要学生转变观念，从知识的接收者变为知识的探索者转换较大，一些学生没有养成自己解决问题的习惯，也没有一些基本的能力，在接受新的教学方法时会有畏难心理和抵抗心理。对于教师而言，教师需要充分的备课，了解国内前沿，合理的设计情境，转变评价标准，对于非结构化的问题要有自己的见解。对于课堂而言，由于学生自主学习时间较多，可能会导致效率不高，学生之间差距拉大，整个课程设计费时费力，教师在引导过程中也可能出现投入多收获少的尴尬局面。

3 课程设计

为了更好的打造化工原理课程的“金课”，本文在研究混合式教学模式实施图[3]的基础上，按照“教学分析”“自主学习设计”“课堂实施”三个部分进行设计，提出以下课程实施模式，并以化工原理(上)课程第二章第一节内容“离心泵”的学习为例进行实践。

3.1 教学分析

3.1.1 学生分析

学生为化工专业的大三本科生，已经学习了四大化学，具有较完善的化学理论知识，具备自学能力。学生对于离心泵是第一次接触，并不了解，属于新知识。

3.1.2 教学目标分析

离心泵是最常见、最重要的流体输送设备，要求学生认识离心泵的结构和工作原理，掌握离心泵的特性，会解决设计型问题和操作型问题。

3.2 自主学习设计

自主学习设计分为四步。即教师发布学习指南、学生选择慕课学习、教师提出问题、学生搜集资料。

3.2.1 教师发布学习指南

教师根据学生特点和教学目标，通过社交平台(如QQ 群、微信群、学习通、爱课程等)发布学习指南，学习指南要指明学习任务和注意事项。学习任务即本节需要掌握的知识，注意事项由教师根据不同教学内容予以补充。

3.2.2 学生自主选择慕课

学生根据学习指南在MOOC 平台自主选择MOOC 课程学习。学生个体之间存在差异性，所以会体现出对教师不同的选择性。对于传统课程来说，一个教师对应众多学生，难免会导致部分学生出现不适应教师授课风格等问题。让学生在平台上自主选择慕课可以充分的体现以学生为本，满足学生多样性的需求。以“中国大学MOOC”为平台，学生可以搜索“化工原理”检索到“第二章流体输送”这一章节。通过检索结果我们可以找到北京化工大学、天津大学、大连理工大学、南京工业大学等高校发布的课程，学生可以通过试听，选择适合自己的课程。

3.2.3 教师发布问题

教师根据所学内容发布相应的问题供学生学习完MOOC课程后思考。问题可以是综合性问题，需要学生运用多个知识解决，如“设计合理的底阀结构”；可以是指向实践的问题，如“调研离心泵的组合在目前工业生产中的应用”；也可以是分析成功的工程案例，以加强知识和实践的联系，培养学生的综合应用能力，如“查阅资料讲述一个离心泵发生的汽蚀的真实案例”等。

3.2.4 学生搜集资料

学生接收到问题后，可以通过课本、百度、谷歌、知网、SCI等资源引擎上获取知识，自主搜集资料，查阅文献，独立思考，以提高自己学习的主动性和信息检索能力。

3.3 课堂实施

课堂实施分为三大部分，即知识讲解与内化吸收、组织讨论与成果展示、反馈评价与交流提升。

3.3.1 知识讲解与内化吸收

知识讲解与内化吸收是课堂实施的重要环节，这一环节由三部分完成。

第一：当堂检测。教师出题检测学习成果，以选择和判断为主。每次检测作为考核成绩的一部分，以到达激励学生课下学习和前测的目的。

第二：教师讲解。教师获得学生学习情况后，可有的放矢，对学生出现的问题进行针对性的指导，并引导学生梳理知识之间的结构和系统，以便学生能够加强对知识的整合、运用和迁移。同时由于学生观看的MOOC 课程不完全一样，所以教师要统一班内学生学习进度和内容的最低标准，避免差异过大。

第三：内化吸收。学生在经过课下自学和课上教师指导后对知识会有一个新的理解，所以要拿出时间留给学生内化吸收[4]，学生可以独立思考，也可相互讨论或者求助教师。

3.3.2 组织讨论与成果展示

教师组织小组讨论教师在课前提出的问题。学生已经经过文献检索、独立思考与课堂讲解，对问题已经有了大致的见解，但个人的思考往往带有一定的局限性，所以通过小组讨论，组员之间相互学习、补充、完善，实现生生互动，培养学生自己的表达交流能力、合作能力和学习能力，以期得出较为满意的结果。讨论结束后教师请小组代表发言，介绍自己小组讨论成果，锻炼学生的表达能力，培养学生自信。

3.3.3 反馈评价与交流提升

教师针对每个小组的解决方案优点和不足做出课堂反馈和评价。学生会根据教师对自己或者他人的反馈做出不断调整自己、提升自己，同时教师的表达和展示也会无形之中影响着学生，发挥教师的言传身教的隐形功能。除了教师的反馈和点评，小组展示之间存在的差异也能够促使学生相互学习，消除自己的思维盲区，实现共同提升。

课程的最终成绩综合MOOC 学习时长(10%)、课堂测验得分(5%)、课堂小组展示(15%)、期中考试成绩(20%)、期末考试成绩(50%)得出，实现全程评价、量化评价和质性评价相结合。

4 教学设计反思

将慕课和传统课堂结合，能够弥补慕课知识讲解缺乏系统性、课堂缺乏师生互动、学生缺乏指导等缺点，同时能够解放课堂，使课堂是能够教授给学生思维、能力方面的技巧，培养学生的高阶思维。以问题为中心的课堂可以培养学生解决问题的应用能力，而且教师不对学生的思维进行限制，很容易激发学生的创新性。小组之间的讨论和交流，也可以培养学生的表达合作能力。

但是这种教学模式对教师和学生也很具有挑战性。教师在设计每一门课程时需要更加富有引导性，这需要教师跳出原来照本宣科的舒适圈，主动接触前沿知识，控制好课堂，转变评价标准，培养自己教学能力的多面化和立体化[5]。对于学生来说，部分学生自学能力较差，在课堂上参与度不高，导致学习效果较差。这部分学生要转变学习思维，把自己当成学习的主人，主动锻炼自己的自学能力和自控力，有意识的在人际交往中提升自己的能力，在教学中严格要求自己，善于学习，不断进步。

综上所述，本文对混合式教学模式做了探索，面向不同的学生群体，课程实施过程会面临不同的问题，混合式教学模式的完善需要教师在实践中而不断探索。