依托超星学习通的“化工原理”课程混合式教学设计与实践

张明珏 史广祥 姚 刚 陆瞿亮 李成胜 林保平

(东南大学成贤学院，江苏 南京 210088)

“互联网+”技术的迅速发展，促使高等教育从理论到实践上都发生了重大变革。2018年4月，教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中提到积极开展教育创新发展行动，探索基于“互联网+”、“大数据”的教学新模式，推进高等学校的课堂革命[1]。目前，信息技术对教育已产生革命性影响，课堂中结合信息化技术和移动化教学资源，能有效激发学生的学习兴趣，提高学生的实践创新能力。但是，教育改革的成果距离新时代目标仍有较大距离，教学信息化和课程共享化的应用程度不高，信息化技术与实际教学之间深度融合不够。2021年4月，教育部高等教育司吴岩提出，抓好信息技术水平是课程改革的关键突破，是抓好人才培养四项“新基建”之一，进一步推广信息技术在高等教育领域的深层应用十分必要。

1 “化工原理”课程教学现状和改革的必要性

“化工原理”是化工及其相关专业必修的具有较强工程性的课程[2,3]。它在基础课程与专业课程的衔接中起着重要的桥梁作用，学生对化工原理知识的掌握程度，直接影响着后续专业课程的学习深度以及化工业务素质、工程意识、设计理念、创新能力等方面的培养。本课程涵盖的知识点多，公式繁杂，计算量大且工程性强，但课程学时数有限，教师在课程授课过程中，更需全面考虑学生学情、专业特点和课程目标，多利用现代信息技术教学手段，积极探索新型教学模式，有效提高化工原理“教与学”的效率和质量。

伴随着信息技术的发展和教育信息化进程的加快，各种网络教学平台应运而生。特别是2020年以来，我国各高校纷纷响应“停课不停学”政策，在线教育迅速突进，构成课堂教学的元素、内容和特征发生了巨大变化。虽然大型开放式在线课程MOOC不受空间和时间限制，能够进行大范围共享式授课，但存在实时互动少、学习粘性低的缺点。而传统的线下课程虽然能够进行小范围高质量的学习和实时有效的互动，但受到教学时空、学生身份和课堂容量的限制，不利于学生自主学习能力、实践能力和创新意识等高阶能力的培养。因此，开展高质量的同步互动、异步共享的线上线下混合式教学模式已成为高等教育课程改革的主要趋势[4,5]。

超星学习通是应用于智能手机、平板电脑等可移动设备上的智慧教学工具。在当今鼓励“互联网+教育”的背景下，教师借助智慧教学工具能够缓解学校真实课堂的局限性，让手机从课堂上的“低头工具”变成教学中的“抬头利器”。一方面，学生使用移动设备能便捷的获取所需的学习资料，在任何地点和时间开展学习；另一方面，利用学习通的大数据分析功能，教师能够方便获取学生的学习信息，更好地开展教学活动和师生互动，促使学生在知识内化迁移过程中产生高阶思维。本文依托超星学习通，开展了“化工原理”课程的线上线下混合式教学研究与实践。在实践过程中，我们构建了“教师主导，学生主体”的高效课堂，激发学生的学习兴趣，提高课程的教学质量和学习效果。

2 混合式教学模式的设计与实施

结合“化工原理”课程特点和学生学情，依托超星学习通移动网络教学平台，我们构建了传统教学和网络教学相结合的混合式教学模式，分别是课前线上自主学习，课中线下外化迁移，课后线上思维提升。通过伴随式的过程化评价，教师对学生学习情况进行循证评估、精准分析，并在教学活动中及时调整教学策略(图1)。该混合式教学模式能够发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，同时能充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性，形成教学质量的闭环控制，有利于学生自主学习能力、实践能力和创新意识等高阶能力的培养。

图1 基于超星学习通的“化工原理”混合式教学模式

2.1 教学资源建设

化工原理课程内容涉及抽象的公式、广泛的理论知识和多样的设备，是一门工程性极强的技术基础课，具有一定教学难度。针对课程的重难点，建设混合式教学相应的网络教学资源，形成丰富生动、适合教学重点和难点的教学资源库，是基于超星学习通开展混合式教学的第一步。我们围绕试题库、媒体素材、课件素材、典型案例、讨论区素材等方面建设了网络教学拓展资源，具体内容详见表1。

表1 “化工原理”线上教学资源建设内容

2.2 混合式教学模式开展

混合式教学过程中，我们注重强调学生学习和主体地位，明确学生学习和可迁移能力的核心内涵，构建了教师教授方式混合化、学生学习方式灵活化、教学活动多样化的混合式教学模式。具体分为课前、课中、课后三个阶段。

2.2.1 课前线上预习

课前阶段旨在完成化工原理基础知识的记忆和理解。教师借助超星学习通平台，课前发布教学任务，上传教学资源和视频。学生明确自己的学习任务，观看并学习相应的视频和课件，完成老师安排的课前作业测试，在章节任务点的指导下，充分锻炼了学生的自主学习能力。学习平台自动记录学生学习数据，方便教师根据学情合理调整教学计划和课堂活动。

2.2.2 课中深度加工

课中阶段主要是通过课堂教学完成化工原理知识的内化，分析和创造。教师在课堂内不再简单地传授知识，而是借助教学交互活动促使学生将知识内化并外化迁移。例如，教师集中讲解学生课前反馈的问题和课程内容的重难点，帮助学生将新学的课程知识与原有的知识体系联接融合，建构新的系统化知识体系；教师使用超星学习通的抢答、点名、随堂测试等功能，即时诊断学习效果，提高学生学习的积极性；开展“费曼式”学习，针对教师提出的某个专题或案例，学生进行小组协作讨论交流，以小组形式进行发散性思考和汇报实践活动，促使学生将“隐性思维显性化”，并提升其实践能力。

2.2.3 课后反思巩固

课后阶段主要进行化工原理知识的应用和拓展。教师通过超星学习通推送课后作业，学生在教师提供的教学资源中进行个性化探索，进行学习效果检测和总结反思，并将整理的知识框架、小组讨论结果和学习心得等成果分享至超星学习通的讨论区，进行师生、生生观点的进一步交流与碰撞，实现聚合思维和发散思维的有效整合。整个混合式学习过程，能够促使学生学习课程从“学会”到“会学”，并最终转化为“乐学”。

2.3 过程化评价

“化工原理”课程混合式教学实施过程中，通过伴随式的过程化评价，教师对学生的学习内容、学习过程、学习结果进行多维度评价。包含过程性考核和终结性考核，线上考核和线下考核，理论考核和项目考核等多个考核内容，合理有效评价学生在课程学习全过程中所表现出的课程参与度、内容的掌握程度以及分阶段的学习效果。通过过程化评价，教师在教学过程中不再依赖教学经验感性评估，而是对学生的学习过程进行数据挖掘与分析，定向干预，精准教学；学生能及时进行自我反思，发展思维，提升能力。

3 混合式教学模式应用效果分析

3.1 满意度调查与分析

2020—2021学年，依托超星学习通实施“化工原理”课程的混合式教学后，我们对18级化工3、4班发放了满意度调查问卷，主要针对混合式教学模式的认可度，智慧教学工具的使用满意度及学生学习效果进行调查和分析。问卷共发放74份，回收71份，有效回收率为95.9%。问卷的Chronbach’sα值=0.959，表明问卷具有较好信度。满意度调查结果统计于表2中。

表2 满意度调查反馈

满意度调查问卷内容包括学生对基于超星学习通开展的混合式教学模式的认可度；对混合式教学的课程设计和学习效果评价；下面针对这两个模块对调查结果进行具体分析。

(1) 学生对基于超星学习通开展的混合式教学模式的认可度。由表2中数据可知，本次调查中39%的受访学生非常认同混合式教学，51%的受访学生倾向于依托超星学习通开展线上线下混合式教学；同时，约80%的受访学生表示开展此类混合式教学十分必要。这证实了学生普遍勇于尝试并接受新模式，乐于做出改变，基于超星学习通开展的“化工原理”课程混合式教学模式很受学生欢迎。

(2) 学生对混合式教学的课程设计和学习效果评价。由表2数据可知，高达95%的受访学生认为学习通提供的优质资源能促使其更好地进行个性化学习；有92%的学生表示超星学习通下达的任务点，使学习更加有计划，内容更丰富，效果更好；94%的受访者表示课程评价方式合理，能够有效促进学习积极性；对于“开展的课堂活动及讨论区展开讨论”的看法，有接近90%的受访者表示能激发学习兴趣，提升思维深度。总体来说，混合式教学模式有利于学生更好地掌握化工原理课程知识，在此基础上开展丰富的教学活动和过程化评价，促使学生发展思维，提升实践能力。

3.2 超星学习通后台数据统计

在“化工原理”混合式教学过程中，主要通过超星学习通后台进行线上数据记录和采集。考虑到上述问卷满意度调查的主观性较强，故本文调用了18级化工3、4班学生(共74人)自2021年3月21日至5月20日在学习通平台上的学习数据。包括学生的章节学习次数、签到数据、任务点完成进度、测验及考试成绩和讨论区统计数据等(图2)。

图2 “化工原理”课程超星学习通后台数据

由图2所示，自3月21日至5月20日期间，学生的章节学习次数共计19 028次，平均每日学习次数约为346次，即该班学生每人每天的学习次数约为5次，由此看出，该班学生重视“化工原理”课程学习，学习态度积极向上且乐于使用超星学习通。该班学生签到率在97%，说明出勤情况较好，个别学生存在懒散、迟到、旷课的情况，教师在教学中应加强管理。对于正在学习的章节，全员都完成了相应的任务点，超过半数的学生进行了提前预习自学，学生的自主学习积极性高。学习通上的章节测验和考试成绩都十分理想，90%的学生成绩都在80分以上。师生在讨论区共发布37个话题，回复数量达到了1176次，平均每位学生在讨论区回复了15次，学生对于“化工原理”课程是“有话说”的状态，讨论区激发了多数学生的学习热情，互动交流的氛围较之以往线下教学有了明显改善。以上充分说明，依托超星学习通，开展混合式教学模式对学生学习“化工原理”课程有明显促进作用。

4 结语

将信息技术应用于传统课堂，开展高质量的同步互动、异步共享的混合式教学模式是各类高校课程改革的主要趋势之一。本文开展了“化工原理”课程的线上线下混合式教学，有效提高了化工原理“教与学”的效率和质量。但在实践过程中仍存在一些问题，例如，师生互动和生生互动有待加强，工程基础案例偏少，学生解决复杂问题的能力和创新思维有待提高。未来还需不断完善教学设计，创新高阶教法生态，进一步研究信息技术与课程教学的深度融合路径，从而帮助教师达成有效地“教”，学生实现个性化的“学”。