基于“大学慕课”的化学工艺学线上线下混合式教学模式实践

＊向程 张英 刘建华 刘祥丽 杨涛

（九江学院化学化工学院 江西 332005）

2017年2月教育部首次提出了新工科这一概念，强调要进一步提升学生学以致用，解决实际问题的能力[1-3]。在此背景下作为传统工科的化工专业的培养模式与教学方法必然要进行改革以适应未来发展的需要[4-7]。作为化工专业核心主干课程的化学工艺学是学生从单纯掌握化学理论知识向应用上述知识解决实际问题转变过程中起承上启下作用的一门课程，也是培养学生工程思维的重要环节，在整个课程体系内有着举足轻重的地位。然而，在实际教学过程中我们发现，单一的教学模式难以引导学生利用所学的化学知识对工程问题进行分析，同时由于该课程具有实践性强，所学内容比较抽象，学生很难将其与所学理论联系起来导致学生对课堂上讲授的复杂工艺流程望而生畏，学习积极性低下，造成教师讲的痛苦，学生听的难受的困境[8-12]。因此，如何借助更多的教学工具与手段，提高学生的学习积极性，引导他们思考，从而全方位提高他们的工程与创新能力，是化学工艺学课程教学亟待解决的问题[13-15]。

2018年教育部发布的文件《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》中提出，“积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式”。其中大学慕课等一大批新颖的教学平台已在高校推广多年，线上线下混合式教学也得到了教育界的广泛认可[16]。

本文笔者结合自身教育经验及大学慕课MOOC平台的使用经验，探索了大学慕课MOOC这一平台在化学工艺学教学过程中的应用，以期为化学工艺学线上线下教学模式提供借鉴。

1.化学工艺学教学特点和存在问题

(1)学科特点

化学工艺学是学生从理论学习走向实践应用的重要课程，为了让学生全方位了解工艺过程的产生，该课程从基础化工原料出发，以介绍无机、有机、精细化工、聚合物工程中的经典工艺为主轴，讲授了多种单元操作的组合、计算、选型。对习惯了识记理论、只会用公式进行简单计算的学生来说，该课程内容抽象且难度较大，难以提起学习兴趣。

(2)教学存在的问题

①教学方法落后

传统的教学是以教师为中心，教师以板书+多媒体的形式对内容进行讲解，对于化学理论学习，板书+多媒体可以很好的展示理论和公式的推导，方便学生抓住重点。对于化学工艺学来说，其主要内容已从繁多的理论和公式转向为工艺流程及设备，而板书+多媒体只能简单展示无法深入讲解工艺流程和设备的选型，导致学生无法从根本上理解工艺是如何设计的，学习效率低下。

②实践手段匮乏

化学工艺学注重学以致用，强调利用所学的化学知识解决工程问题，而这恰恰是传统教学模式的短板。学生缺乏有效的实践手段，导致学生可以通过死记硬背获得较高的考试分数，但其工程实践能力没有任何提高。

③评价模式单一

虽然大学课程普遍采用平时成绩+期末考试成绩来对学生进行综合评价，但是平时成绩仅包括出勤，作业等，仍没有跳出传统评价体系，忽略了学生很多其他方面的表现，不能体现其综合学习情况。

通过引入大学慕课MOOC这一线上学习平台，可以有效改善上述问题。

2.基于“大学慕课MOOC”的混合式教学

(1)大学慕课MOOC在具体教学中的应用

信息时代的到来，大学生比以往更依赖智能化、大数据信息平台。课堂上普遍出现了“低头族”。而我们恰恰可以利用这一点，通过引入“大学慕课”这一线上平台，引导他们进入平台学习，激发自主学习兴趣，变被动为主动。图1是基于“大学慕课MOOC”的化学工艺学混合式教学改革。下面以课本中的侯氏制碱法为例对具体教学过程进行阐述。

图1 基于大学慕课MOOC平台的化学工艺学教学改革过程

①案例背景介绍

侯氏制碱法是由我国化工专家侯德榜先生于1942年发明的，其所用原料有饱和食盐水、氨气和二氧化碳。其流程如图2所示，分为制碱和制氯化铵两个过程。第一过程为制碱过程，是将过量的氨气和二氧化碳通入饱和食盐水中，使其产生过量的碳酸氢钠沉淀，将碳酸氢钠沉淀后煅烧得到主产品纯碱。第二过程为制氯化铵过程，向析出碳酸氢钠沉淀后的液体中加入氯化钠和氨气，改变温度利用氯化钠和氯化铵溶解度对温度变化的差异，将氯化铵析出，从而制得副产物氯化铵。

图2 侯氏制碱法的工艺流程

②课前预习+热身

以侯氏制碱法为例，教师提前要求同学观看平台上长度为5分钟的介绍侯氏制碱法历史的视频，同时提出一个小思考题：侯氏制碱法和西方的索尔维制碱法有什么不同。教师则在后台通过平台自动记录的学习数据及时掌握学生的学习动态，对学习积极的同学给予表扬，对于落后的同学则予以督促，做到了个性化、差异化指导。教师给学生预习的资料不限于视频，还可以是文档、PPT、动画等多种形式。

③课堂学习+思考

以侯氏制碱法为例，教师可以以预习布置的思考题为切入点，在对比两类制碱工艺的基础上，详细讲述侯氏制碱法的工艺过程、产品、设备选用。边讲授边可以在慕课堂上发布几个小讨论，如侯氏制碱法的原料可以从哪里获取，现有设备是否可以用更高效的设备进行代替，针对学生的回答，再进行点评或答疑。学生也可在慕课堂的答疑区针对授课内容积极提问，若一个问题有较多同学提出，说明是共性问题教师可进行集中回答，同时也可鼓励其他同学对提出的问题进行解答。讨论结束后教师根据平台记录的学生回答问题情况，对学生情况进行记录，掌握学习动态。

④课后复习+自省

以侯氏制碱法小节为例，教师在平台上布置包含基础性、进阶型、高阶性题目的阶梯式作业以便对学生进行综合考察，作业形式可以是文字、音频、视频等。课后基础性题目可布置如侯氏制碱法理论主要产品是什么；进阶性题目可布置根据课堂内容自主画出整个工艺的流程图并附上工艺条件；高阶性题目则可以是若请你来改进侯氏制碱法工艺，哪些流程或设备是可以被简化或替代的。对于高质量完成作业的同学进行表扬，对于应付了事的同学进行批评，要求他们重新完成。

(2)考核过程改革

传统大学课程评价体系加入了平时成绩部分，避免了一卷定分数的问题，但平时成绩仅由出勤，作业等部分组成，无法对学生综合素质进行考察，同时期末考试比例仍占70%，没有完全跳出分数论的圈子。而基于大学慕课MOOC强大评价体系的混合式教学模式可以很好的解决上述问题，新评价体系下平时成绩比重由30%增加到50%，新增了师生互动、生生互动、思考题问答、仿真模拟等环节，充分考虑学生的学习过程，对学生的协同、思考、实践能力进行全方位评价，根据学生反馈该模式可以很好的展现他们的课堂表现，有益于课程的监管。改革后的课堂评价体系如下表1所示，总体考核体系如表2所示。

表1 《化学工艺学》课程平时反馈评价表

表2 改革后课程考核体系组成

(3)混合式教学效果

笔者从去年开始开展了基于“大学慕课”MOOC的混合式教学。经过一轮教学实践，从学生反馈和教学效果两方面都感受到了混合式教学有效改善了传统教学模式的弊病。从MOOC平台的引入，帮助了教师能够从课前-课中-课后全过程掌握学生的学习动态，也让学生突破了时间和空间的限制，能够做到无障碍与教师交流，实现了学习的良性发展。同时借助平台强大的数据收集和评价能力，可以让教师通过多种方式掌握学生的实际学习情况，做到“因材施教”。

3.结语

在新工科背景下，笔者将大学慕课平台引入化学工艺学教学过程中，进行了混合式教学改革。实践发现通过引入大学慕课这一平台后，可以实现课前提前预习，课中有效师生互动，课后学生自主复习的高效学习模式。通过观察学生学习过程和问卷反馈结果发现，在该模式下大部分学生学习积极性提升明显，充分激发了学习的主观能动性，充分培养了他们的学习、思考、协同、实践能力。我们认为该教学模式能够很好的解决传统工科类课程教学模式的不足，为其他工科类课程教学提供了一定参考。