“互联网+”时代化学反应工程的混合式教学探索

张丽丽，苏 琼，张胡彬

(西北民族大学，甘肃 兰州 730000)

化学反应工程作为高等教育化工类专业的核心必修课程之一，它与反应动力学、化工热力学、传递工程、工程控制等都有着紧密的联系，化学反应工程在夯实大学生工程基础、强化化学工程分析能力和运用化学工程理论解决实际工程问题方面都起着举足轻重的作用。“互联网+”时代下，鉴于教育理论和技术的不断发展，在以变革与创新为主旋律的信息时代，传统课堂教学已不能适应当今社会对所需人才创新精神与实践能力的新要求，因此，推进高等教育教学模式改革，改革和创新《化学反应工程》教学模式势在必行。

1 化学反应工程混合式教学改革的背景透视

1.1 化学反应工程传统教学的不足

(1)课堂以教为主，学生自主学习能力欠缺

当前,化学反应工程课程理论教学大多都以“多媒体+板书”的讲授方式实施教学活动[1]。化学反应工程研究的内容涉及从原材料到化工产品的整个流程，即包括原材料预处理、化学反应过程和产物后处理三个过程，其中化学反应过程则是整个流程的核心步骤，是反应工程的重点研究内容[2]，旨在通过优化反应器的设计和操作达到改善化学反应过程的目的。对学生来说，反应工程内容较为抽象,数学公式繁杂，并且计算推导困难。课堂上，他们处于被动地接受知识的状态,认知活动只停留在“是什么”的层面,较难理解知识背后的原理和工程分析方法,导致大多数学生的学习动机不足,自主学习能力更是欠缺,难以适应“互联网+”时代下教学与学习的新需求。

(2)重讲授轻实践，工程实践能力培养重视不够

化学反应工程是一门实践性较强的课程，实践教学作为培养学生的创新精神与实践能力的重要途径显得尤为重要。然而，传统实践教学环节往往由于理论学时和实验硬件设施条件的限制往往重视不够，专业实验仅安排一些简单的演示型与验证型的实验[3]，认识和生产实习也只是流于实践形式，没能将课程所学理论与生产实践相结合进行深入的理解和分析，使得学生工程实践能力的培养难以达到课程要求。

(3)考核以期末成绩为主，教学评价不够全面

化学反应工程传统教学评价中期末考试成绩占据着重大比例，评价的重点聚焦于学生知识点的掌握情况[4]，对学生知识应用水平和能力获得的评价缺乏足够的重视。这种以期末成绩为主的终结性评价难以全面地了解学生真实认知水平和能力产出。

2.2 “互联网+”混合式教学的有效性

不同的学者从自身课程教学实践改革开展了混合式教学改革的探索。程少云等基于蓝墨云班课+SPOC平台对大学英语课程实施了混合式教学实验研究，对教学素材、教学活动过程和教学活动评价作了相应的设计，使得线上线下学习无缝连接，结果表明混合式教学对提高学生学习成绩和能动性有积极的作用[5]；吴争春基于SPOC探究了高校思想政治理论课的混合式教学实践，实践结果证实了混合式教学符合学习者的心理需求，并且大学生群体中有着较高的认同度[6]；齐景嘉等探究了新媒体环境下的翻转课堂，并以“大学计算机基础”课程为例进行了教学实践，并结合在线学习和离线学习的实际情况对课程考核环节进行了设计，并调查了学生对教学实践的满意度，调查结果说明翻转课堂教学对于优化大学生的学习方式和改善教学效果有一定的作用[7]。可见，“互联网+”时代，线上-线下混合式教学可以提高教学的有效性并以其独有的教学优势渐渐成为了教育教学中的主流教学方式。

2 化学反应工程混合式教学改革要点

2.1 线上自学与线下研论结合——“以教为主”向“以学为主”转变

基于布卢姆认知目标分类理论，化学反应工程混合式教学可以将低阶认知目标前置于课前线上自主完成，高阶认知目标则可以通过线下研讨于课中重点关注。课前，学生通过线上自学完成反应工程基础理论知识的记忆和理解，一方面可以弥补因课程内容相对增加而课时数相应减少的教学压力，另一方面能够激发学生学习兴趣，培养自主学习能力；课堂上，教师依据学生课前对知识的记忆与理解程度，通过设定一定的学习任务或专题探究如“以合成氨过程的反应器为对象，分析讨论反应器的催化剂装填特点、操作条件及方式”，让学生能够有意识的围绕特定化学反应和反应器结构，结合所学知识进行发散思维、分析、讨论和反思等一系列复杂的认知活动，进而得出有效结论，以达到高阶目标的培养要求。

2.2 线上理论分析与线下实践结合——知识传授与能力培养并重

混合式教学改革要注重将理论分析和工程实践相结合，线上学生可以通过观看产品生产实际案例，从反应器选择、改变反应温度、设定温度序列等方面对最终的选择率及生产成本等进行理论分析，并让学生参与线上互动讨论，并完成PPT分析报告，并于课堂进行汇报；此外线上可以借助相关化工仿真软件(AutoCAD、Aspen Plus)进行仿真训练，让学生以操作员的角色操纵反应工艺流程，感受实际生产过程，提高课程学习兴趣。线下则重点强化实践教学环节，开展多样化的实践教学活动。首先，要抓住认识实习和生产实习的生产现场学习的机会，有意识指导学生观察真实的反应器和大规模生产过程，使学生对本课程有一定的直观感性认识和学习兴趣；其次，合理安排专业课程实验，使理论内容学习与实验项目同步衔接，学生能够即时利用所学知识分析实验原理和步骤，促进知识的内化和实验技能的培养；再次，课程设计也是教学实践的重要环节，主要由教师给出设计题目，学生分组团队合作完成设计任务，并提交工程设计图纸，旨在促进学生对各种反应器和生产设备的深入了解，培养学生依据反应原理解决实际工程问题的能力；最后，毕业实习和设计要注重引导学生理解反应过程如何在大规模生产中真实实现的，如何通过结合反应实际对反应器进行优化设计，关注生产的经济效益，培养学生的创新实践能力和工程素养。

2.3 线上学习与线下学习评价结合——过程评价与结果评价全面考核

化学反应工程混合式教学评价由线上基于学生学习过程数据的评价与线下基于学生参与教学活动的效果评价组成。线上学习评价主要通过学生的学习频率、学习时长、发问频率、参与讨论频率来分析学习者的学习过程；线下学习效果评价主要通过学生平时课堂考勤、研讨参与度、专业实验成绩、课程设计作业、专业实习、仿真训练、阶段测评、以及期末考核等几个方面的成绩组成。教师可以通过线上与线下评价全面了解学生知识掌握和能力获得的情况，持续改进自己的教学方式方法，学生可以通过评价反馈了解自己课程学习存在的不足，及时调控自己的学习过程和策略。

3 小结

“互联网+”时代下，化学反应工程混合式教学改革已然成为一种发展趋向。我们希望通过有效的教学探索，为学习者提供较为生动形象、易于消化和吸收的课程教学,让学习化学反应工程课程的同学可以积极自觉地投入到课程学习和实践活动中去，深入了解本课程的基本理论和研究思路，体验反应工程学习的乐趣和价值！