疫情下“工程热力学”线上教学与思考＊

王小雨

（江汉大学智能制造学院，湖北 武汉430056）

1 引言

“工程热力学”是研究热能与机械能相互转换基本理论和系统循环规律，以提高热能利用完善程度的一门技术基础课。人类对能源的利用，有85%以上是转化成热能后再利用，因此热能利用效率的高低对能源的节能程度影响甚大。在全球面临能源短缺的情况下，通过“工程热力学”课程的学习，使学生具备解决有关热工工程问题的基本能力，培养学生节能意识，意义重大[1]。

2020年初由于新冠疫情的爆发，学生无法到校进行线下教学。为响应教育部号召，实现“停课不停教、停课不停学”，利用在线教育资源和网络平台完成课程的教学。笔者在线上教学过程中了解到线上教学的优势所在，同时对在线教学实践中存在的一些问题进行了总结和思考，现简单阐述如下，以期为“工程热力学”的教学提供参考。

2 线上教学过程

2.1 线上课程授课平台

本次“工程热力学”课程选用中国大学MOOC（慕课）平台作为授课依托平台，由西安交通大学热流科学系工程热力学教学团队建设，由陶于兵、何雅玲和何茂刚等授课经验丰富的教师主讲。截至本校网络开课日，该门课程已在网上完整开课3次。

2.2 线上教学过程管理

为了指导学生更好地进行线上学习，除了借助中国大学慕课平台原有的功能模块外，笔者还利用多种线上交流工具，合理安排学生的学习进度，做好课前、课中和课后的教学工作，对教学过程进行控制管理，线上教学流程如图1所示。首先，利用QQ聊天工具，建立QQ课程群，在群里及时通知慕课平台的课程发布情况，布置一周的学习任务；对本周的学习内容、重难点做简单文字介绍，以便学生明确学习目的。其次，根据课程内容的难易程度，结合学生对慕课的掌握情况，采用不同的方法进行授课。对简单的知识点，学生通过观看慕课平台课程视频，完成相关内容的学习；针对重难点知识点，仅通过自学视频课程难以完成学习任务，此时，鼓励学生通过视频课程完成预习，然后收集学生意见，根据学生的学习反馈，教师借助QQ直播课堂进行在线直播授课，通过课堂提问了解学生学习状况。再次，每一章节学习任务完成后，除了完成慕课平台中基本概念的习题练习外（一般为选择题、判断题和填空题），还需完成教材课后作业（一般为计算题和简答题）。将完成的作业拍照上传，以便教师批阅。最后，根据作业完成情况，利用QQ直播课堂有针对性地查漏补缺，形成一个由学到练再到复习的学习闭环，强化学生对知识的记忆和理解。

图1 线上教学流程

例如，热力学第二定律知识点较难，学生仅通过视频学习掌握情况较差，采用了图1所示的授课流程。先通过QQ群发布一周任务，要求学生在一周内掌握第二定律各种形式的数学表达式和过程能否实现的条件、判据。学生先完成中国大学慕课课程视频的观看，一周结束后，通过QQ抽查访谈部分学生学习状况。视频因时间的原因未对相关知识点进行扩展，学生普遍认为没有理解热力学第二定律，不会利用所学知识判断过程能否实现，甚至不理解为何要学热力学第二定律。往年线下课程为了调动学生对这一较抽象的知识点的兴趣，会首先提出一些与日常生活相关的问题来激起学生的学习兴趣，如根据热力学第一定律可知能量是守恒的，那为什么还要节能呢？这就需要利用热力学第二定律来解释了。此外，网络课程对热力学第二定律的知识点仅讲授了教材给出的相关内容，举例较少，练习也较少。

鉴于以上情况，由于教师也更了解学生的个人状况和学习情况，对这一部分知识点进行了直播授课，利用QQ直播课堂平台，依托本专业的知识，以较通俗易懂的方式引入热力学第二定律，重点讲授学生理解困难的内容，对知识点进行适当扩展，增加例题的数量，帮助学生在练习中理解知识点，通过课堂提问了解学生知识掌握情况，并对授课过程进行录屏，课后，将录屏发到QQ课程群里，方便学生回看。同时要求学生课后不仅要完成中国大学慕课的习题练习，也要完成教材后面的相关习题。将习题作业拍照上传，根据评阅结果，在QQ直播习题课堂上重点讲解错题较多的知识点，进一步对教学内容进行复习。

3 线上教学的优缺点

3.1 线上教学的优势

国内各大高校的师资力量和教学平台存在一定的差异性，通过线上学习学生可以学到名校名师的精品课程，无需受限于学校。主讲教师一般都具有丰富的授课经验，讲解清晰，逻辑顺畅，课件精美，趣味性和实用性都很强，学生可接触到更好的学习平台，笔者也从中受益良多。线上教学的另一个优势是学生学习不受时间和地点限制，对学习设备的要求较低，可以随时随地利用手机学习，自主安排学习时间。线上学习视频可以反复观看，方便学生根据自己对知识的理解情况调整课堂进度。此外，线上课程每个视频的录制时间约在10～15 min，对学生集中注意力的时长要求较短，学生不易走神，基本能保证学生集中注意力学完一个视频。

3.2 线上教学的劣势

在本次授课过程中，线上教学的不足之处也显现出来了。首先，“工程热力学”适用专业广泛，线上教学针对的群体范围较广，讲授的知识点不易体现各个专业的特性，不便采用与专业相关的“案例式”教学方法，不易体现与之前所学专业课程的关联性。其次，线上教学教师无法与学生面对面互动交流，不能及时了解学生的学习状况，不能针对学生的反馈及时微调教学进度和内容。再次，线上教学缺乏浓烈的学习氛围和教师的督促，对学生的自律性要求较高。对自律性较差的学生影响较大。此外，疫情过后，线下访谈学生，学生反映线上学习知识记忆不够牢固，学习过程易被外界打断。

4 课程教学展望

线上线下教学的融合是未来值得探索的教学方式[2]。如何使线上线下教学实现取长补短，制定高效的线上线下混合式教学实施方案将是一项有意义的工作。

笔者根据疫情期间授课经验，针对“工程热力学”课程提出以下建议：“工程热力学”内容较多，但课时较少，以前只能挑选部分核心内容授课。学生考研时，普遍感觉各大高校“工程热力学”考点比平时学习的知识点要多，加大了本门课程的复习难度。从专业学习和升学角度考虑，都很有必要更加全面地讲授“工程热力学”课程。线上教学具有不受课时限制的优势，因此可以以线下教学为主，线上教学为辅的方式来解决课时较少的问题。授课教师可以为线下没有讲授的内容录制课程视频，发布到学习群里，方便学生自行安排学习时间。同时为线下授课内容录制视频，以供学生课后复习。

5 结论

鉴于线上教学的优势，国家一直在推广，因新冠疫情爆发，线上教学彻彻底底地走到了每一位教师、每一位学生面前。因线上教学的前期建设，使得学生并未因不可抗的客观原因耽误学习进度，同时也促进了教师更快地接受这种“互联网+”的教学模式，从中借鉴经验，提高和改进自己的教学手段和方法。在教学过程中发现，要深入掌握一门课程，仅靠优质丰富的线上教学资源是不足够的，还需要线上教学和线下教学二者的相互融合。