基于工程教育专业认证背景下《能源化学》线上线下混合式教学的探索与实践

于航

摘 要：为了实现以学生为中心、成果导向和持续改进的教学理念，《能源化学》课程改变传统课堂讲授的授课模式。本课程以超星学习通平台作为线上资源，结合线下教学的模式，实现了向线上线下混合式教学转变。通过一系列的教学设计，增加学生在课堂的参与度，提高学生学习质量，达到工程教育专业认证标准，推进《能源化学》的课程建设。

关键词：超星学习通; 工程教育专业认证; 混合式教学; 能源化学

中图分类号：G434       文献标识码：A           文章编号：1006-3315（2021）8-182-002

一、引言

工程教育专业认证是指为了保证和改进工程教育质量、促进工程教育的国际交流和实现国际互认，由专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证。该认证以全体学生为中心、以成果为导向、以持续改进为目的，代表着高等院校教育改革探索和实践的新方向，对高质量的教学和高素质的人才培养至关重要[1]。多种新模式下的教育改革探索和实践不断涌现，其中线上线下混合式教学成为教育改革的热点之一。混合式教学（Blending Learning）是把传统学习方式的优势和e-Learning（即数字化或网络化学习）的优势结合起来，利用两者的优势弥补各自的不足，从而获得一加一大于二的教学效果的一种新型教学方式。这一教学方式的特点就是能够打破学习时间和空间限制，学生学习不局限课堂上。而且通过网络化的数字平台，学生和教师之间互动变得更加频繁，教师能够及时得到学生对于学习的反馈[2-4]。超星尔雅教育科技有限公司推出超星学习通网络平台，依托于泛雅“一平三端”信息化网络教学平台的超星学习通智慧课堂教学，是建立在传统教学与信息化网络教学基础之上的。该平台为任课教师构建了一个集课程资源管理、教学模式改革为一体的网络信息交流平台。超星学习通功能强大，有效地集成了教师教学资源设计、学生课前在线预习、课上师生课堂互动、学生课后复习及课外学习等功能。教师不仅可以使用课件PPT演示文档、精选的视频、Flash、图片等资源将讲授的知识点可视化、形象化，还可以利用学生现场签到、课堂上讨论重点难点知识、提问等强大功能辅助教学，活跃教学气氛，提高学生对课程的学习兴趣和自主学习的积极性。学生可以通过手机中的学习通APP完成各项学习任务。超星学习通平台还可以实现师生的高效互动及学习数据的实时反馈[5-7]。

二、能源化学课程特点

《能源化学》是我校为新能源科学与工程专业开展的适合本专业学科发展的一门专业课。是该专业的核心基础课程之一，为化学和能源两个专业的交叉基础课程。该课程通过传授与能源相关的化学基础知识、基本理论及拆解典型的能源工程技术中的化学问题，培养学生从化学角度分析问题和解决问题的能力，提高学生自学能力，以及为学生建立科学的学习方法，同时为学生进一步学习其他专业课程打下良好的基础。但该课程以化学知识为理论基础，包含着无机化学、有机化学、物理化学的部分知识，导致该课程知识点分散、理论知识深奥枯燥难以理解，采用传统课堂讲授的方式，学生难以掌握。而且该课程课时较少，学生在课前不做好预习工作，在课堂上容易抓不住重点，课后不认真复习，对知识点理解不到位。种种原因造成了传统教学模式不能满足工程教育专业认证的要求，学生的毕业能力要求无法满足。因此急需一种新型的教学模式，提高学生对课堂知识的掌握，达成毕业能力要求。本研究探索了采用超星学习APP在《能源化学》课程中进行混合式教学。

三、基于超星学习通混合式教学的教学活动设计

为了迎合本学科发展、工程教育专业认证标准，实现以学生为中心、成果导向和持续改进的教学理念，培养高质量人才，我们依据本科生毕业要求，将教学目标分解为：1.认识能源化学的基本概念及能源与化学的关系，熟悉能源化学在新能源工程领域的地位和作用，加强学生对新能源工程专业的理解，培养学生对祖国、学校和新能源专业的热爱;2.能够使学生具备运用化学的多种理论和化学反应机理，分析新能源材料的结构和生物质转化机制的能力，解决新能源领域复杂工程问题中所涉及的化学反应过程问题的能力;3.能够使学生具备灵活地运用有机化学的命名方法对大部分的有机物进行命名，认识辨别不同类型的有机物及其利用特性，分析新能源相變材料、储能材料以及能源转化材料的结构，借助现代信息技术识别和判断生物质能领域中复杂工程问题的关键环节的能力;4.能够使学生根据已知的有机化学实验测试数据准确分析生物质反应的实验现象，通过有机结构测试数据描述化石能源以及生物质能源的结构信息，从而基本判断其物理化学性质的能力;5.能够使学生具备利用有机化学反应知识，解释化石能源和生物质能源的加工、利用和转化的本质，针对新能源领域的复杂工程问题的实验数据进行合理分析和解释，并得到有效的结论的能力。根据这五个教学目标《能源化学》课程改变了传统的授课模式，采用超星学习通APP进行线上线下混合式教学，增加与学生之间的互动，提高课前、课中和课后学生对课程的参与度，从而提高学生对该课程的掌握，提升学生学习能力。同时考核时注重课堂线上成绩占比，将形成性评价提高到30%，期末成绩评价占比70%。通过超星学习通形成性评价内容更加丰富，包含课前预习任务点达成情况，课堂提问、测试等环节，以及课后线上作业完成情况所定。下面以金属锂的晶体结构确定为案例，具体探讨本次课程改革实施的方案。

（一）课前。本次课程是以锂电池中常用的金属锂为例，讲述金属晶体的结构与金属键理论。因此教师在课前两天，将与本次授课内容有关的课程知识点相关的示范教学包的视频和课件推送给学生，并设置相应的任务点。学生在课前通过超星学习通App完成相应的任务点进行课前预习工作，并在讨论区提出不懂的地方。教师通过该App“任务点”的完成情况来检查学生预习的情况，同时教师可以通过学生在讨论区的留言设计课堂教学活动，针对性地解答学生的疑惑，使得教学更具有针对性。此外，老师在课前5分钟设置签到活动，保证学生的出勤率。

（二）课中。教师在教学过程中选择将学生讨论的重点难点的内容，结合锂电池的例子进行讲解。例如重点讲解学生之前提出的六方密堆积和面心立方密堆积的构型差异，能带理论中导带和空带的划分问题。注重启发式教学方法，在讲课过程中设置多个教学环节与学生互动，巩固学生对知识点的掌握。例如在讲解金属晶体结构时，提出锂电池正极材料锂金属的晶体结构特征，设置抢答（或选人）环节，让学生不仅在巩固知识的同时，了解更多新能源领域的工程实例。课程还设置了随堂测试，以选择题的形式考察了学生对本节知识点掌握情况。而且随堂测试的成绩能够快速给出，让学生也明确本节课自我掌握程度，从而在课后加强复习。在其他课程教学中还设置了分组讨论等教学环节，提高学生在课堂的参与度，从而提升教学质量。

（三）课后。教师利用APP设置课后作业，设置作业完成截止时间;并要求学生完成课后复习任务点后才能完成作业，以便学生可以及时的复习。对于一些不认真完成作业的同学，采用打回重做的方式，端正其学习态度。利用APP中统计作业情况，可以直观的看到学生完成情况以及该次作业学生掌握情况。以2019级新能源工程专业学生作业成绩情况为例，学生完成作业情况良好。虽然最低分起伏不定;但平均分基本保持不变，在97到98分之间。说明学生对课上内容掌握较好（如图1）。教师可利用学习通软件实现对学生个性化培养，有针对性的对学生进行教育和指导，有效提高教学质量。

四、基于超星学习通的能源化学混合式教学模式教学效果分析

我校于2019年引进超星网络教学平台。从2019年开始，我们就在探索这个平台与能源化学课程的结合方式，并不断改进。设计了更适合于工程教育专业认证的教学实施方案。利用超星学习通APP开展线上线下混合式教学模式与传统的课堂讲授教学模式有非常大的差别。其最大的区别在于课堂老师与学生间的沟通变多，课堂上学生从被动地被老师提问变为主动向老师或小组同学询问;课堂上老师的角色从发号施令转变为学习的组织和引导者;学生在课堂学习过程中，能够充分发挥自己的主观能动性，从内心接受这门知识。提升了学生获得知识的能力，以及分析问题解决问题的能力。因为学生之间以及学生和老师能够利用软件进行良好沟通，学生在做一些开放性的题目时体现了他们优秀的创造力和团队协作能力，为他们毕业之后走向社会打下良好的基础。

五、结束语

为了实现以学生为中心、成果导向和持续改进的工程教育专业认证的教学理念，课程改变传统授课模式，利用超星学习通APP的特点进行《能源化学》线上线下混合式教学改革。通过本次改革建立了师生多交流的互动机制;培养学生学习主观能动性;提高了学生分析问题解决问题的能力;以及良好的创造能力。超星学习通这款APP能够很好地帮助《能源化学》课程进行持续改革，为工程教育专业认证背景下高校课程改革提供可借鉴的经验。

参考文献：

[1]刘双科，李宇杰，王丹琴，郭青鹏，叶益聪.工程教育专业认证背景下研究生电化学课程教学的探索与实践[J]大学教育，2020，（10）：74-76

[2]李美茹，李秋玲，侯志敏，姜淑慧.基于雨课堂的生物化学课程混合式教学改革与实践[J]廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（3）：90-92+97

[3]李翠芹，敖先权，何腊平.基于“超星学习通”的大学化学混合式教学模式探索[J]科教文汇，2020，（09）：88-89

[4]韦杏，韦乃凤，张煜，张萌，邹敏，韦丽珍，谢彩英.基于超星学习通的混合式教学在“壮医内儿科学”课程中的应用[J]教育教学论坛，2020，（34）：302-304

[5]耿启金，刘莹，杨金美，郑师梅，王元芳，陈刚.基于混合教学模式的《现代分析技术》课程改革探讨[J]教育研究，2020，（11）：124-126

[6]孟珊.淺谈混合式教学模式设计与实施[J]文学教育，2020，（10）：66-67

[7]于洪涛.高等学校混合式教学改革效果评价案例研究——以内蒙古民族大学为例[J]中国电化教育，2017，（11）：129-132