线上线下混合式教学在流体输送与传热“示范课”中的应用

刘义章,王磊

(滁州职业技术学院 食品与环境工程学院,安徽 滁州 239000)

根据《教育部2018年工作要点》(教高司函〔2018〕12号),实施一流课程建设“双万计划”,即计划建设1万门国家级和1万门省级一流线上线下精品课程,推动高等教育质量跃上新台阶[1].2020年在教育部“停课不停教、停课不停学”的方针政策指引下,全国高校的众多课程均开展了形式多样的线上线下混合式教学.线上线下混合式教学为教师结合线上、线下各自优势,达到协作效应,在不同时空中有计划实施教学完成教学目标的一种教学方式[2].流体输送与传热在不断进行的教学改革中依托安徽省大规模在线开放课程(MOOC),选用线上线下混合式教学,成为安徽省示范基层“教学示范课”的建设课程,推动了流体输送与传热课程的深度变革.

1 流体输送与传热教学改革之路

流体输送与传热是原化工原理课程的上册内容,本教学团队从最初的纯理论教学(没有设备)到现在的实验、仿真、e会学平台慕课(MOOC).教学过程经历精选教材、重构课程体系、编写教材、建设精品课程;课堂教学自制和应用网络中的动画演示、引入名师视频、项目化教学、模块化教学以及现在的线上线下混合式教学.与时俱进,不断推进教学改革和课程建设.

流体输送与传热是化工类专业的核心课程,集理论、实验、仿真为一体的理实一体化教学,因其概念抽象、原理难懂、公式计算繁多等特点,是各院校教学改革和课程建设最为活跃的课程.传统的课堂教学中,老师容易受到公式推导和过程原理等讲解的束缚;往往出现老师讲解的很累,学生学的很苦并渐渐成为低头族的现象.教师在抱怨学生不愿意学习的同时,也在思考如何改变教学模式、重构课程结构体系;但是如果不能从学生的角度思考问题,难以割舍那些过于专业性的知识点,教学改革的效果往往并不理想.教学的目的是向学生传授知识,以什么样的形式能让学生获得老师所传授的知识是教师在进行教学改革和课程建设时优先考虑的问题.

为了提高学生的学习积极性,最初的教学中,不断收集好的动画、图片、名师授课视频和制作尽可能好看的课件,吸引学生的课堂注意力.老师的通病是好的东西都想尽可能地展示给学生,造成原本有限的课堂时间被安排的满满的,导致讲课语速变快、原理讲不透、公式和习题不能及时消化,学生成绩不理想.为此我们积极申报化工原理校级精品课程,把动画、图片、名师视频放在网站上,同时建立试题库等辅助资源.但是,精品课程录制的视频是以一节课为标准,受教师的精力和经费的限制,录制的视频数量有限,受学生欢迎的程度不高,很少有学生能安安心心地看完一个完整视频;同时,早期的网络和通讯不发达,学生很少关注网站,也很难做到及时互动达到满意的效果.2016年申报安徽省在线开放课程(MOOC),到2019年完成建设并实施三轮教学,为流体输送与传热教学模式改革注入新的生机.

2 流体输送与传热线上线下混合式教学模式改革

我校是一所高职院校,人才培养方案决定流体输送与传热的教学不同于本科院校;同时受学生的学习积极性不高和教学学时的限制,促使流体输送与传热的教学不断改革.MOOC作为互联网与教育教学结合的产物,极大推动了教学改革,改变了传统课堂讲授的教学模式,丰富了教学内容、形式和环境.“以学生为中心”的线上线下混合式教学调动了学生学习主动性和能动性,同时也使教学从单纯的课堂延伸到课外,解决了教学学时不足的问题.我校的流体输送与传热依托MOOC进行了线上线下混合式教学模式改革,收到良好的效果.

2.1 线上教学

流体输送与传热线上教学主要依托安徽省网络课程学习中心(e会学)进行,视频精选教材中一些基本概念(物料衡算、流体的粘性和粘度、流体的压强等)、基本原理(柏努利方程的应用、热传导、湍流时摩擦系数确定等)、重要的公式推导(对数平均温差、连续性方程、流体静力学方程推导等)、常见现象(汽蚀现象)和实验(柏努利能量转换实验、流体流动阻力实验、离心泵特性曲线测定和传热实验).每个视频不超过15 min,视频中穿插有随堂作业(防止学生快速浏览视频或视频在播放而人已经离开),视频结束还有课后作业;平台建有试题库,可以手动选择或随机组建考试题.线上学习可以在电脑上或手机上进行,在一定的时间节点督促学生课前学习,课堂答疑,课后强化巩固.学生线上学习时可以评论、讨论,老师可以通过e会学app时时参与,答疑解惑;这些活动轨迹能够保留在平台上,因此,不需要老师设定时间集中学习和研讨,真正做到课堂延伸、时空转换,营造轻松、互动、和谐的教学环境,打破传统教学模式中的时间、空间束缚.

e会学平台上传有课件,教案、教学计划和课程标准等,学生可以了解课程教学的整个过程,还具有通知、签到、分组、讨论、统计等基本功能.学生在线下上课前已经了解与教学有关的原理、重要概念等,辅以课堂听讲,可以节省老师的课堂讲授时间,使教师的重点转移到具体应用中;避免传统教学中原理讲不透、概念没消化、公式没讲清楚,等到需要应用教学时时间已到,老师匆匆讲完例题、布置作业就不得不下课.线上课程具有重复播放功能,一次没听懂的可以回放;加之好学学生在e会学平台、QQ群、微信群与老师的互动,其他学生在浏览信息时也存在着被动学习.通过线上教学的开展,在与往届学生相比,线下教学时学生对知识的接受能力大大提高,对于教学效果的提升有很大帮助.

2.2 线下教学

MOOC作为新时代的一种在线开放课程,受到广大师生的喜爱,但是由于MOOC是以短视频的方式呈现给学生的,以教学中的知识点构成的课程体系,缺乏课程体系的完整性和衔接性,而且有很多教学内容不适合录制成视频,MOOC就目前来说还不能取代课堂教学.流体输送与传热线下教学有理论教学、实验实训和仿真教学,高职院校的实践教学要多于理论教学.高职院校的学生学习主动性较差,获得知识、技能的最主要途径是课堂,课堂之外布置的作业、任务都会严重打折;因此,线下教学仍然是课程教学的重要组成部分,课堂是教学的主阵地,是培养学生专业技术能力和创新能力的重要场所[3].线下教学必须按照课程体系的完整性完成知识结构的传播,不能因为有线上教学就简化课堂教学的知识内容,只是在授课的过程中教师可以根据学生的信息反馈了解学生的知识掌握程度,从而调整教学进度.这种信息的反馈也能使教师及时调整线上教学部分,形成线上线下的良好协作.

线上线下混合式教学显著提升学生参与课堂教学的主动性,并增加了学生参与专业课程学习的时间,从而显著提升课程授课质量,深受学生的喜爱[4-6].

3 流体输送与传热“示范课”建设

流体输送与传热是化工类的核心课程,既是专业基础课,又是一门技术课程,具有很强的工程性;它是以一个个单元操作中设备的选型和操作为内容展开教学的,其教学和目标之间是倒置关系和渐进关系.教学中如果不把这种关系课前告诉学生,学生会产生疑问,不知道为什么学习这些知识.例如:流体输送单元的目标是为管路系统选择输送设备,设备的选型涉及到很多计算和原理,教学需要把设备的选型所需的前序知识讲清楚,学生才能解决工程上的这一实际问题.由于知识结构存在渐进性,学生注意力不集中或在某个知识环节产生脱节就会影响后续知识学习;以往学生在学到柏努利方程的应用时学习兴趣就有明显下降,严重影响后续学习的积极性.

流体输送与传热“示范课”以培养学生的学习兴趣和工程观念两个目标为课程建设的抓手.为此,我们做了几个方面的努力:一是进行教学考核改革,实行平时∶网课∶实验实训∶期末考试=3∶2∶3∶2的考核模式,突出实践课程和平时表现,削弱期末考试在课程学习中的比重,减轻学生对本课程学习的畏惧心理.现在的高职生如果没有老师细致地带领复习,很难考出好的成绩,在这样的环境下,期末考试在教学考核中的比重过大不适宜.高职教育实践部分在总课时中的占比较大,传统课程考核(平时∶期末考试=4∶6)中实践考核是计算在平时成绩中的,而平时成绩需要考核学生的出勤、作业和课堂表现,致使实验实训部分的考核与高职的培养目标不相适应.因此,“示范课”建设必须改革课程的考核方式,突出实验实训,注重平时的过程性学习管理[4].二是结合本地区产业结构需求精简教学内容,流体输送与传热只讲解流体输送和传热两个单元部分.加大流体输送单元的授课学时,目的是让学生适应本课程学习方式,保护学生的学习兴趣,打好基础.同时使学生实现由理到工的学习方法转变和工程观念的养成.例如求干空气在常压、20 ℃下的密度.该题有4种解题方法,其中直接查表得20 ℃下的密度为1.205 kg/m3是教材中首个典型的工程观念培养例题.再如管径的估算、试差法计算等,教材在不断更新和变换,但是好的例题始终保留着.三是利用线上课程尽可能早的了解学情,建立起师生之间的良好互动,增强师生间的亲和力.由于e会学平台是安徽省教育厅主管的网络课程学习中心,所有教学资源都需要经过审核后才能上传,一些好的非自制的动画、视频是不能上传的,而微信群和QQ群能够很好地实现这一功能,而且通过微信群和QQ群师生的互动还能了解到学生真实的个性.

4 总 结

充分利用现代教育信息技术推进流体输送与传热“示范课”建设,优化线上线下协调机制,调动学生学习的主观能动性,丰富了教学形式.但是,混合式教学对于教师来说,需要付出大量的精力,引导学生多参与课程的学习和交流,才能达到良好的教学效果.