谈线上教学在“核反应堆热工分析”教学中的作用

刘建全 胡伟晨 苏统 杨澜 黄超

[摘           要]  “核反应堆热工分析”是核工程类专业核心课程。其教学要求是让学生能够掌握核反应堆热工过程的基本理论、分析过程、设计理念和校核计算方法。由于核反应堆热工分析全参数实验比较困难，传统的教学实验模式在现有条件下难以达到很好的效果，考虑到线上教学模式正在广泛开展，并且取得了一定的效果，结合“核反应堆热工分析”教学的实际情况，分析了线上教学在“核反应堆热工分析”教学中的作用，以及在进行的“反应堆热工分析”传统教学与线上教学相融合的过程中需要理性看待的问题。

[关    键   词]  线上教学;核反应堆热工;形式与内容;教学手段

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603（2022）17-0046-03

一、高校“核反应堆热工分析”教学现状

“核反应堆热工分析”是核工程与核技术专业的专业基础课程，作为“核电厂系统与设备”“核电站调试与运行”“核电站安全”等课程的专业基础课程，在核能专业人才的培养体系中具有重要的支撑作用。虽然“核反应堆热工分析”的教学工作经过较长期的实践已经积累了相当多的经验，但通过收到的教学成果情况来看，仍然存在一些问题亟待解决，如教材的选择单一，无法满足多样化、个性化的教学需求;课程内容多年来改进不大，相应的定义、结论等与当前的研究现状匹配程度不高;教学方式和手段不够丰富，导致学生的积极性不高。实验内容存在结构细节方面比较粗糙的问题，并不能达到很好的教学效果。

2018年初，教育部针对高校的教学水平提出了量化要求，《普通高等学校本科專业类教学质量国家标准》的发布对普通高等学校本科专业的培养目标、培养规格、师资队伍、教育条件、质量保障体系等内容提出了定性和定量相结合的要求，并且在此基础上，对各专业类的知识体系和核心课程体系提出了建议。同时，我国在2013年6月加入了《华盛顿协议》[1-2]，通过成员国之间的教学交流，逐步提升我国工程教育的国际化水平，而为了提高教学质量，加快与国际接轨，进行工程教育专业认证已经成为各高校工程类专业发展的目标。

二、线上教学属性及其在教学中的作用

自2020年以来，全国各地高校纷纷响应教育部“停课不停教、停课不停学”的号召，将线下教学调整为线上教学，现在又逐步发展为线上线下教学混合进行的模式。关于线上教学，自2010年以来，围绕高校线上教学的研究逐渐增多，研究内容主要围绕线上教学模式、教学平台、大学生线上学习、教师线上教学等内容，但专门针对大学生线上学习适应性的研究还较少。于磊鑫等人依托高校工程热力学的线上教学反馈，发现线上教学的灵活性、便捷性特点能够很好地契合当代大学生的学习习惯，但是也存在师生互动不足、学生学习自主性亟待提高、教学成本增加等问题[3]。左秋娟等人以“大学计算机基础”课程为例，通过问卷调查及访谈相结合的研究方法，使用SPSS 20.0对数据进行定量分析。结果表明，与传统教学相比，学生对线上线下混合式教学具有更高的满意度和学习意向，提升了学生对学习的有用性感知和学习绩效感知[4]。董燕通过对749名高校学生进行问卷调查，得出了大学生线上学习适应性总体水平不高，存在显著的性别、年级差异，并且学习能力成为大学生线上学习适应性的首要影响因素的结论[5]。

教育教学理论和实践告诉我们，综合运用各种教学手段和方法，做到优势互补，能够提高课堂教学质量。多媒体教学能够把语言、文字、声音、图像、影像等要素有机结合起来，直观形象、生动灵活地呈现教学内容，因而备受教师的青睐。但根据实际的教学反馈，多媒体教学也存在翻页太快、“瞬息万变”的现象，学生往往来不及思考，导致对内容理解不深入，因此必须恰当地处理多媒体课件与直播课件的比例关系。

线上教学是信息时代网络和线下教学相结合的又一个产物，表现形式有两种：直播和录播。它将多媒体课件、教学录像等教学资源共享于网络，并且结合网络直播的方式，方便学生不在课堂也可以进行学习、答疑或复习。线下教学需要学生在教室接受教师面对面的教学，由于学生会在课堂上直接和教师进行沟通，因此，线下教学的形式对学生可以起到监督的作用[6]。而线上教学，因为上课时教师不在学生身边，而是通过视频的形式进行教学，所以更考验学生的自觉性。线上教学通过网络使学校课堂得以延伸，同时可以借鉴国内外优秀教学资源，降低了学习的准入门槛，并提高了教学内容的创新和多样性，从教育的广度上说，作用是显著的。

三、我校“核反应堆热工分析”课程形式与内容

为了提升我校核工程与核技术专业毕业生的培养质量和竞争力，我校核工程与核技术专业的“核反应堆热工分析”课程在培养方案修订后增加到了48学时，但教师想要在有限的学时内把教材讲得透彻，时间还是不够的，因此必须对教材内容有所取舍。按照核工程类专业教学质量国家标准和工程教育专业认证的要求，同时结合我校该专业的自身特色，经过对国内兄弟院校相似专业的充分调研，以及对自身积累的教学经验的总结和反思，核工程专业的教师团队制订了新的培养方案，修订了培养要求、毕业要求、课程体系等内容，同时“核反应堆热工分析”课程团队还按照相关要求，结合自身实践经验和实际条件，对教学内容、教学要求、教学目标等内容做出了相应的改变。

目前，我校该课程采用的教学方式是线下和线上学习相结合，线上学习把握重点，让学生能尽快理解结论，即详讲基本概念、基本理论，略讲繁杂的数学推导过程（线下安排学生继续再自学，下节课会提问），线上将课程的重心放在了解热工水力现象、熟悉热工过程、理解工程结论等方面。比如在课程结束后，学生可以对正常运行期间、事故工况下和停堆以后冷却剂分别起到的作用和工作流程等内容有一个基本的认识，并且结合实验环节的经历，能有自己的思考。疫情期间，如果部分区域出现了不能返校的学生将安排线上学习，教学资源来自线下课堂直播及线下教学视频。281C1894-11D8-4464-A7BE-27C7D0572966

线上教学是基于网络平台的共享视频、音频，如何把课程内容转化为影像、声音等并不是简单的技术，尤其是涉及教学用途，信息传播的稳定和准确就格外重要。课程内容既然要在线上使用，不仅学生在听，学生的朋友和家长有时也会选择性地听取部分章节，因此绝不能粗制滥造，必须要做“精品”，既然是“精品”，这不是教师单打独斗可以完成的，需要的是团队协作。这个团队既要有教学名师，又要有信息技术骨干，还需要进行长时间的技术维护、更新等。目前核工程类课程已有相关的国家级精品课程，例如“反应堆物理分析”，由国家级教学名师、西安交通大学吴宏春教授主讲。核反应堆热工方面的网络课程目前并不多见，我校课程团队的教师在对同类课程进行充分观摩学习的基础上，也精心设计制作了自己的线上课程。

“核反应堆热工分析”不只是理论课，更是与工程实践紧密相连的实践课。书本上核反应堆燃料棒释热、核反应堆水力学、稳态导热及非稳态导热等，在工程实践中都有很强的现实意义。然而，在日常教学中，用一个真实的反应堆来操作演示各种理论是不现实的，各高校基本都是借助核反应堆系统仿真和热工水力分析的软件来实现的。目前国内外相关的软件都很贵，不具备相应条件的课程团队只能退而求其次，通过观看学习缩小的核反应堆实体模型来开展课程实验，把学过的理论知识与实体模型相映照。但是，核反应堆实体模型的制作往往十分粗糙，燃料棒、控制棒驅动机构等局部部件的模型不能进行拆装或动作演示，对于学生深入了解核反应堆结构和功能起不到实质性的帮助。而且这种实验形式与本课程授课之前的认识实习实践环节的内容有一定的重复，虽然在学习了理论课程之后再进行观摩可以帮助学生更好地认识核反应堆，但总有不少学生感觉重复和无趣。因此，课程团队一直在寻找合适的实验条件和内容。

四、线上教学在“核反应堆热工分析”课程教学中的作用

就目前网络平台上开发的线上教学来看，在理工类领域的专业课程教学中，线上教学的作用是很明显的。目前我校线上教学主要采用的平台是慕课、智慧树、腾讯会议等，高校可以结合自身的教学特点选择其中1～2个平台进行“核反应堆热工分析”的线上教学。例如使用比较多的平台如智慧树、慕课等在线上可以进行答疑、投票、抢答、头脑风暴等，就非常有利于学生解决课堂上的疑问;课程发布的视频和课件也可以方便学生在课后随时随地地复习、反复地观看;实践操作的部分甚至能够实现对照练习。线上教学模式的开发对于提高学生的参与度也是具有积极意义的。传统模式下的理论教学往往让学生觉得比较枯燥，相较于教师照本宣科的讲授，线上教学这样的新形式对学生非常有吸引力。线上教学所体现的“以学生为主体”的教育观，让大学生自由、自主地学习，这一方式改变了大家对于高校核反应堆热工教学的刻板印象。不过，再积极的作用对于该课程来说，也只能起到补充和辅助的作用。传统的课堂教学氛围、师生面对面的信息交流和思想碰撞、教育者“学高为师、身正为范”对学生潜移默化的影响，仍然在意识领域具有无法被替代的作用。需要特别注意的是在以学生为主体的上述各环节中一定要结合课堂氛围，由教师进行适当的引导和启发，“强迫”学生主动思考，避免冷场;并注意掌控好各阶段的时间分配，以保证按时完成各教学环节。另外，一定要结合教学大纲选取那些有一定影响力且能激发学生兴趣的教学方式，达到预期的教学效果。

五、特殊时期常态化阶段“核反应堆热工分析”教学

由于受特殊情况影响，学生度过了特殊的超长假期复学后，学习状态都较为松懈。教师不要第一堂课就急于投入紧张的复习、检测或新课环节，建议教师与学生一起将线上的课程内容“倒电影”式地回放一遍，回顾专业基础课核反应堆热工的知识点，可以利用思维导图帮助学生理清已学的散点知识及相互逻辑关系，使学生在轻松的氛围中调整学习状态，尽快适应专业课的线下教学过程[6]。

首先，梳理线上核反应堆热工教学过程中的遗漏之处，特别是线上教学无法实现，需要通过线下课堂进行补齐的知识点和技能点，比如一些过程的推导和实验内容的延伸性课程安排。

其次，在进行专业课授课前要及时查漏补缺。在摸清底细之后，教师要做到心中有数，及时有效地制订及调整相应的授课计划。通过对学生专业基础课的学习情况进行综合分析，对学习质量进行评估诊断，及时做好查漏补缺的工作[7]。

最后，利用视频进行授课。在多年前人们就探索过视频授课模式，在疫情期间，这种前沿的教学模式又被重新提上了教学日程。高校教师要做的就是要将这种教学模式进行内容和形式上的扩充、增色[8]。除了理论性的课程可以通过直播或录播的形式进行视频授课外，结合工科专业课程的特点，实验性教学也可以通过视频进行。

六、结语

高校“核反应堆热工分析”课程的教学，要求授课教师准确把握学生认知的“最新发展区”，优化教学设计，以确保教学内容有的放矢、精准高效。教师应该在结合课程特点和现有教学条件的基础上，秉承充分尊重和包容教学手段创新的原则，客观、理性地看待线上教学在高校课程教学中的作用，实事求是，注重效果，避免“一窝蜂”地追捧，促进师生之间的良好互动，从而培养大学生的辩证思维能力和提升其综合素质。

参考文献：

[1]刘震，曹泽熙.“线上教学”时代思想政治理论课的挑战和机遇[J].思想理论教育导刊，2014（11）：57-61.

[2]高再秋，王珍，李梁.线上教学视野下高校思想政治理论课课堂转型之思[J].学校党建与思想教育，2014（7）：42-44.

[3]于磊鑫，徐珊珊，张芸栗.疫情期间高校线上教学模式的探索与实践[A].沈阳市科学技术协会会议论文集[C]，2020：4.

[4]左秋娟，宋泽华.传统教学与线上线下混合式教学体验感知差异研究：以“大学计算机基础”为例[J].高教学刊，2020（31）：49-53.

[5]董燕.高校学生线上学习适应性研究与教育对策[J].教育教学论坛，2020（40）：107-110.

[6]冉海涛.“慕课”在高校思想政治理论课教学中的作用探讨[J].教育理论与实践，2017，37（3）：2.

[7]应桦.对疫情结束后如何做好线上线下教学有效衔接的几点建议[J].商情，2020（22）：219.

[8]颜廷志，王升龙，张文超，等.《反应堆物理》课程优化改革与实践[J].教育现代化，2020，7（25）：38-41.

编辑 薛直艳281C1894-11D8-4464-A7BE-27C7D0572966