化工原理课程混合式教学实施策略研究*

顾丽敏 张林雅 葛艳蕊

河北科技大学化学与制药工程学院 石家庄 050018

0 引言

化工原理课程是化学工程与技术、环境工程、安全工程、制药工程等工科专业的一门重要的专业基础课程，是专业理论到专业实践的重要桥梁，本课程涉及多个学科知识、方法的综合运用，其核心就是通过单元操作知识的学习，帮助学生树立工程观点，学习处理工程问题的方法。在化工原理传统、单一的线下教学过程中，教师授课后，仅通过期末考试考查学生对课程内容的掌握情况，这样很难及时发现学生在课程学习过程中存在的问题，不能及时给予有针对的指导，对学情的掌握既滞后又片面，因此在因材施教方面显得力不从心，教学效果不理想。

混合式教学，把传统教学中实体课堂教学与网络在线教学结合起来，既要发挥教师的主导作用，对学生的学习过程进行帮助、引导，还要对学生的整个学习过程进行督查，要在学习过程中让学生成为学习的中心，引导学生充分发挥其主动性、积极性与创造性[1]。线上+线下混合式教学是以网络教学平台（如中国大学慕课，雨课堂，云班课等）所提供的优质网络教学资源为基础的一种新型教学模式，一方面以学生通过网络教学平台进行线上自主学习为基础，另一方面教师根据网络教学平台呈现的学生在学习过程中存在的难点或典型问题，结合教学重点进行线下集中授课，将数字化的网络教学与传统的课堂授课有机融合，突出以学生为中心，教学手段和资源丰富多样，学生学习自主而灵活[2-3]。云班课是顺应云教学大数据时代发展趋势而生的产物，以教师在云端创建的班课空间为教学基础和教学辅助，有效配合线下教学内容和目标，改变了传统的教学模式[4]。学生通过智能手机、电脑登录云班课网络教学平台，随时可以进行移动学习。云班课具有在线和离线互动功能，既方便学生学习过程中发现问题，又方便教师及时进行有针对性的指导。云班课教学平台建立了完整的线上辅助教学体系，将课程资源、测试活动、云教材、直播讨论、投票问卷、作业任务、头脑风暴等学习活动系统地结合在一起，既可方便学生进行碎片化学习，提高学生自主学习的动力，也方便教师进行各项教学活动。此外，云班课利用大数据技术，通过数据和图表形式展现学生的学习效果，对学生在课程学习过程中的参与度、学习效果等进行全方位的评价，使教师能及时发现学生学习过程中存在的问题，从而优化教学方法和内容，提高教学质量[5]。

1 基于云班课的化工原理混合式教学模式

混合式教学模式利用数字信息技术的优势，不仅改变了高校学生“学”的方式，也改变了教师“教”的形式。化工原理课程教学采用线上+线下混合式教学模式，通过“线上”丰富有趣的教学内容，促进学生独立应用理论知识解决实际问题，同时暴露学习中出现的问题和错误[6]。教师借助线上信息化手段对学生的问题进行收集和整理，充分掌握学生的学习动态。“线下”授课时，教师利用线上云班课教学平台提供的学情信息，有针对地调整教学重点、难点，使教学内容和教学对象更具体、更精细化。利用信息化手段进行教学，让知识获取更便捷，碎片化时间利用更充分、学习更能满足个性化需求。这种更具“仪式感”的混合式教学模式，潜移默化地加强了学生对化工原理课程学习的关注和重视程度。

化工原理课程线上+线下混合式教学设计，包括以下四个步骤：

1）学生课前通过云班课“线上”丰富有趣的教学内容，进行自主学习，同时暴露学习中出现的问题和错误；

2）教师借助线上信息化手段对学生的问题进行收集和整理，充分掌握学生的学习动态；

3）教师进行“线下”授课时，利用线上教学平台实施签到、随机点名、随堂练习、讨论等多种课堂教学内容，并有的放矢地对前期学生线上自主学习中的问题和错误进行分析和讲解，根据学生的实际学习情况调整教学重点、难点；

4）通过云班课进行各单元操作的测试和作业活动，以考查学生对理论知识的理解和应用能力，培养和增强学生解决实际问题的能力，同时评价学生的学习效果。

线上+线下混合式教学，使教师和学生都能更加有效地融入教学的全过程，增强了学生对专业的学习兴趣，大大提高学习效率。同时强化了学生与老师之间的互动，也锻炼和提高了学生独立思考的能力，从而获取更好的教学效果。

2 基于云班课的化工原理混合式教学实施策略

根据化工原理课程的线上+线下混合式教学模式，基于云班课网络教学平台的混合式教学，其实施过程分为五个阶段：云班课线上课程资源建设阶段；学生自主学习阶段；课中知识内化阶段；课下知识运用、能力提升阶段；课后评价阶段。

2.1 云班课线上课程资源建设阶段

化工原理线上课程建设工作包含以下四个步骤。

1）由专任教师组成线上课程建设小组，并进行任务分工。

2）根据任务分工，搜集、整理各项线上教学资料与素材，即对各单元操作的基础知识、重点知识、疑难点知识以及相关理论知识进行归纳和分类，并根据云班课上传资料的要求，准备各项资源素材，包括例题、思政素材、实验视频、动画、应用场景等。

3）根据知识点录制线上教学视频，并根据各章节知识点，结合云班课制作的要求等，设计制作统一的PPT、教案、录课视频、测试题、作业活动等。

4）校核与上传，即在云班课中创建化工原理班课，并对各项线上教学资源进行审核修正后，上传至云班课班课中。表1 是2019 至2022 年化工原理云班课线上课程各项学习资源建设情况，图1 是某学期化工原理云班课总体建设情况。

图1 化工原理云班课总体建设情况

表1 2019-2022 年各学年云班课各项学习资源建设情况

2.2 学生自主学习阶段

教师在云班课创建化工原理课程并完成各项教学资源的上传之后，学生就可以通过班课号加入指定的课程，进行自主学习阶段。通过云班课，学生能够学会查找资料、参考资料、运用资料。学生可以观看教学视频、课件等资源进行预习，可以通过头脑风暴、轻直播/讨论区等进行问题讨论，还可以通过作答自测题，检测对知识点的理解和掌握情况。云班课能够实时记录学生在班课中的学习表现，并通过经验值的多少进行评价。教师可以根据教学需要，设定各项学习活动的经验值以及其在平时成绩中的权重。通过云班课平台，教师可以获得学生预习的情况，如教学视频观看情况、自测题的正确率和完成情况等等，从而获得学习效果差的学生的相关信息，进行有针对的提示和指导[7]。更重要的是，教师可以通过云班课平台给出的大数据，总结出课程的重点以及难点，线下面授上课时进行重点讲解，有针对性地辅导学生，帮助他们理解和掌握疑点和难点内容。

2.3 课中知识内化阶段

经过云班课课前预习和自主学习后，教师在线下课程中，可以缩短对基础知识点的讲解时间，从而可以有较多的时间，与学生进行关键问题的深入交流和讨论。在课堂上的讨论中，教师可以在云班课中创建头脑风暴的活动，促使学生积极思考，踊跃发言，由被动的输入式学习，转变成主动参与、主动探索式学习。

同时，在教学设计中，针对典型原理、设备等增加翻转课堂的环节，依托云班课平台，创建小组任务，每组几位学生分工合作，不仅要根据任务自己去“备课”，还要上讲台“讲课”，成为学习的主体，锻炼、提高了学生从工程和实践角度发现问题、解决问题及创新的能力。在课堂上给出解决方法、积极参加讨论或进行讲解与演示的学生，也可以获得云班课适当的经验值和平时成绩，进而增强了学生的学习获得感，提高了学习动力。

2.4 课下知识运用、能力提升阶段

混合式教学模式下，学生完成指定课程内容学习后，学习过程还没有结束，而是进入知识运用、能力提升阶段。在此阶段，教师通过云班课发布综合性的作业活动，通过作业活动考查学生对化工原理单元操作的原理、方法、设计原则等知识的掌握、运用情况，锻炼提高学生的工程思想和创新思维，提高教学质量[8]。例如将学生组成研讨小组，或以单元操作在生活中的某种应用为主题，或以某一种产品的某个生产工艺流程为例，或以某个典型设备的设计与选型为任务，让学生课下进行资料查阅、整理、计算等，课上进行ppt 讲解，并分组研讨，学生之间互评打分，教师进行讲评、总结和知识点的补充。这个阶段的学习中，学生由被动的“学”，转变为主动的“教”，主动性贯穿学习的始终，而教师由传统的“灌输”转变为学生视角的“学”，从而发现以往教学中的不足和问题，及时进行完善和补充。

2.5 课后评价阶段

化工原理混合式教学，学生期末成绩由期末卷面成绩和平时成绩加权组合得到，其中期末考试卷面成绩占80%，平时成绩（云班课经验值加权平均值）占20%。表2 是某专业化工原理云班课各项活动得分在平时成绩中的权重设置情况。由表2 可知，该学期化工原理云班课设置了签到、答疑讨论、视频及非视频资源学习、测试、课堂表现及作业等学习活动，其中作业活动最能体现学生的学习效果，故设计了30%的加权系数。由于化工原理课程的学习需要以高等数学、大学物理和物理化学等课程为基础，但经过基础课程的学习后，大多数学生面对化工原理的课程学习，仍普遍存在畏难情绪，化工原理甚至被部分学生称为“天书”，因此化工原理课程是各相关院校挂科率较高的课程之一。

表2 化工原理云班课平时成绩中的权重设置

通过云班课平台，实施线上+线下混合式教学后，学生的学习成绩有显著提升，图2 是某专业期末成绩统计直方图。由图2 可以看到，该学期该专业学生共计67 人，其中90 分以上学生共计12 人，不及格有3 人，不及格率低于5%，取得了很好的教学效果。

图2 化工原理期末成绩直方图

3 结束语

在“互联网+”的时代背景下，要求化工原理课程教学方法和教学模式不断革新。基于云班课平台的化工原理线上+线下混合式教学，实现了教学资源和教学活动的个性化设计，体现了以学生为中心的教学理念。云班课作为线上教学平台，采用可视化的方式，全面地展现整个教学过程，大数据分析精准，学情信息量大，有效地提高了学生学习的原动力，同时利于教师根据学情及时完善和补充自己的教学设计、教学方法和教学内容，真正做到以学生为本，因材施教。