“互联网+”背景下《化工原理》教学模式的探索与实践

梁铣，张晓艳，魏亦军，王凤武，刘道富，李莉

(淮南师范学院 化学与材料工程学院，安徽 淮南 232038)

《化工原理》是化工类专业的一门专业基础课，具有专业性强、应用性强、概念抽象、公式繁琐等特点，课程中需要通过各种详细、科学的定量计算过程来揭示单元操作的内在本质规律，因此与工业生产实际联系紧密[1].但是在教学中，面对繁杂枯燥的工程概念，如何提高学生的学习热情和兴趣、加强学生创新意识的培养、紧密结合理论知识和生产实际，对新时代的高校教师提出了更高的要求.因此，在这门课的教学中，就要求授课教师要基于新时代的社会需求，结合当今大学生的独有特点，积极投身到《化工原理》的课堂教学改革和创新发展中去.

互联网，一个亿万人民都在参与的宏大规模平台，声势之浩大，魔力之超强，正在改变着我们的教育模式，它是突破了教材和教室的局限性而另辟的一条新路径.在“互联网+”理念的大力推动下，信息技术所使用的手段也逐渐趋于普适化.在互联网平台上，师生的交流更加自如，学习环境更加个性化，教学内容和手段更加丰富，学生的创新能力得以发挥.因此，将“互联网+教学”融入《化工原理》的课程教学中，对高校工科教育者带来的是一个全新的契机与挑战[2].

1 “互联网+”模式运用于课堂教学的优势

1.1 解决教师无法单独指导学生学习的问题

在传统教学中，如果教师对学生进行单独指导学习，将需要占据教师大部分时间，这样做几乎无法完成.但是，利用“互联网+教学”可以有效解决这一问题，学生在课堂中不明白的问题可以通过网络教学寻找答案，学习是可以反复的.如此学习，学习的主动性掌握在学生手中，而不是随着教师的节奏在学习，既有利于提高学生的学习效果，也能较大程度提高学生的自学能动性.此时，学生才能够在基础知识上与老师达到共鸣.

1.2 面面俱到，解决学生差异性问题

“因材施教”是教育界老生常谈的话题，在传统的教学过程中，学生的差异性是几乎每一位教师都会遇到的问题，这些差异体现在学习速度上居多.对于任何一个学生来说，教学内容都是一样的，但是每个学生对同样的知识点的学习时间和学习节奏是不同的，如果能很好地解决学生在学习时间和学习节奏上的差异性，那么就能够较好地解决学生的差异性.

“互联网+教学”不仅在教师教学上表现出较好的灵活性，在学生学习方面也同样具有较高的应变性.由于学生存在个体差异，所以每个学生都可以根据自身的学习特点来安排自己的学习计划，这样可以从一定程度上解决学习速度的问题.比如说，对于一个20 min的微教学节段，有的学生只需要10 min就可以看完，有的学生则需要看2 h.由于学生在知识学习上的差异性，通过调整学习时间来解决学习效果的问题是十分有效的，同时，也提高了学生的自学能动性[3].

1.3 提升教师课程开发能力，促进教学质量的提升

传统教学对于时间、地点的要求都是固定的，并且授课老师也是自始至终不发生变化，教学任务更是按固定计划完成.而“互联网+教学”产生了质的飞跃，只要拥有服务器和移动终端，广大学子不受学校、教师、时间、地点的局限，自由选择教学资源.“互联网+教学”对当前传统教学的冲击不仅是资源建设的改变、资源呈现方式的改变以及学生学习方式的改变等方面.还有两个最主要的方面，一是教学组织与管理的改变，另一个就是教师与学生教学关系的重大变化.所以建设MOOCS课程、五分钟课程以及微课、数字化教材等只是新教学模式的一种媒介，而新教学模式的核心是改变传统的纸质思维模式.

2 “互联网+”背景下《化工原理》课程教学模式改革的实施策略

2.1 课程章节的合理分类

新的教学模式不一定适合每一位学生，所以在改革前期既要大胆，也要慎重，只有先对课程章节进行合理的分类，才能够获得更好的教学效果.依据不同章节的特点及难易程度，将各章中的每一小节都分为适合网络教学、适合网络辅助教学、不适合网络教学等不同类别.这部分研究内容不能单纯地依靠老师的教学经验来进行分类，应当调研那些学习过《化工原理》的学生，考察他们在学习过程中遇到的问题及自身感受，然后对章节进行分类.

2.2 合理选择适合改革的章节

选择一到两个章节进行教学改革，该部分章节应当属于适合网络教学或适合网络辅助教学门类，例如《热传导》.在这个过程当中，搜集学生对传统教学和网络教学的评价十分重要.只有做好前期工作，才能选出真正贴合学生网络学习的章节.此阶段主要以选择、规划和设计环节为主.

2.3 精细化课堂教学、建立多样化的网络教学模块类型

在前期工作的基础之上，深刻反思梳理，整合课程精华，进一步明确教学任务，从而建立多样化的大型网络教学模块及微教学模块.在此阶段主要解决第一个问题，教师们的教学观念和学生们的学习观念是否发生了改变，是否逐渐确立起以学生为学习中心的概念.

2.4 网络教学的视频和音频的录制

在前期工作的基础上，进行课程中相关模块的网络教学视频和音频的录制，并将其应用到学生的“互联网+教学”中.这个阶段的教学，其优势就是能够指导学生进行自主学习，从而激发学生的学习能动性.

2.5 自主性学习动因研究，建立效果评价机制

在对学生进行传统教学的同时，加以网络教学的辅助，特别是在一些特殊时期，网络教学的巨大潜能和作用方能充分显现，所以更加需要教学效果的考量.因此，在完成好前期工作后，调查、研究学生自主性学习动因，最终建立检验学生自主性学习的评价机制十分有必要.此阶段主要解决第三个问题，学生在新的教学模式下，学习效果如何.

3 “互联网+”背景下《化工原理》课程教学模式改革的应用实例——以《热传导》章节为例

通常各大高校在网络教学方面都采用大型网络教学模块，如精品共享课程、慕课等等，这种教学模式只是一味地将教学方式改为网络型，而并没有将“互联网+”的理念融会贯通到教学中去.本文是为高校教学寻找一种更为贴近因材施教的方法，最终目标是要融入教学，研究网络教学模块对学生自主性学习的影响，利用智慧课堂教学，力求做到教师对学生学习的高效指导.在进行正常网络教学建设的同时，我们加入了微教学模块，配合大型的网络课程，更能考察网络教学对学生自主性学习的影响.

3.1 丰富教学内容，知识体系化繁为简

化工原理教材《热传导》这一章节里，对于傅里叶定律的描述只用了一幅简图和一个公式，对于从未接触过工业生产实践的学生来说，理解起来较为抽象，不能准确地理解“温度场”“温度梯度”等概念.讲述圆筒壁的稳态热传导时，配有的是大量的计算推导公式以及工业生产中圆筒壁横截面简图，尽管教材的描述详尽清楚，但是学生未必都能充分理解.在教学的过程中，我们课前便将丰富的多媒体课件通过“超星学习通”网络平台与学生广泛共享，课上再进一步利用投影展示现场讲解.例如，某些大学的老式图书馆冬暖夏凉，原因是其墙壁较现在的很多建筑物要厚很多，隔热效果明显优于现代某些房屋，从而引入热传导的概念.再例如，设疑“寒冷的冬天，较保暖的衣服应当里穿还是外穿？”，我们可以将人体建模，假设人体是一个圆柱体，衣服是包裹在圆柱体外侧的壳层，两层不同的衣服具有不同的导热系数，在导热速率一样的基础上，导热系数与温差成反比.所以将保暖的衣服穿在里面更有利于隔热，让人的体感更暖和.图文并茂，各种实物内部结构图、3D立体仿真模型、实验视频等丰富形象的教学资料通过这种多角度、全方位的授课手段，学生很容易理解原理本质，印象深刻.

3.2 推广微教学模块，知识体系化整为零

作为新时代的主力军，大学生不仅年轻活泼，而且更具想象力和创新力，勇于接受新鲜事物，但专注时间短，缺乏的是持之以恒的耐力，对于系统性知识的学习不能保持良好的持久力.针对他们的这一特点，强调因材施教，可以提供碎片化的学习内容，微阅读、微答疑、微课堂等形式变化多样，尽可能凝练短小精悍的学习内容传递给学生[4].变手机为学习利器，实现知识网络化，也是互联网时代人手必备的终身学习方法，定时给学生推送课程内容，不知不觉间就会提升学生对专业知识的阅读量.先进信息技术的到来，为学生提供了更好的学习平台，从而更合理地利用碎片时间，激活脑细胞，这也符合信息爆炸时代的学生心理，让学生的逻辑思维变得清晰.例如，在讲授传热原理之前，可以利用学生业余时间，通过订阅号或“超星学习通”网络平台将传热装置系统动态示意图传递给同学们，在学生清晰地了解到现实工业生产中什么是热电联用之后，再系统地学习机理和公式，会起到事半功倍的效果.

3.3 创新考核评价机制，知识体系化为教学效果

首先是作业内容的设置.教师通常依据课程内容的设置单刀直入式地布置习题作业，往往与实际生产应用相脱节，不能很好地检验工科学生对知识体系的应用实践能力.目前各高校化工组大多有“双能型”教师，校企合作密切，很多高校配备有企业专业的工程技术人员作为兼职指导教师，校企双方面力量依托互联网载体实现合作，设计出应用性更强的作业习题，形成多元化评价体系，对师生双方都会起到良好的促进作用[5].

其次是学习成果的展示.化工类成果更多需要的是产品设计，在前期教学模式改革的基础上，学生的学习成果不单一是一纸试卷了，原本僵化的脑细胞已被激活，充分发挥学生的创新能力，小设计、小创意通过网络平台加以展示，充分激发同学们的积极性，突出每个人自己的亮点，会收到意想不到的教学效果.