王 超衡水學(xué)院 河北衡水 053000

《化學(xué)反應(yīng)工程》課程可視化教學(xué)的探討

王 超
衡水學(xué)院 河北衡水 053000

《化學(xué)反應(yīng)工程》課程主要研究反應(yīng)過程速率變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對化學(xué)反應(yīng)的影響?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程的最終目的為掌握反應(yīng)器的開發(fā)、設(shè)計(jì)、放大以及優(yōu)化的目的?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程內(nèi)容繁多，理論復(fù)雜，抽象難懂，教學(xué)效果差。為此，對《化學(xué)反應(yīng)工程》課程進(jìn)行教學(xué)改革，使抽象概念動態(tài)化，利用動畫使學(xué)生們更好的學(xué)習(xí)理論知識。

可視化；教學(xué)改革；反應(yīng)工程

《化學(xué)反應(yīng)工程》課程在我校作為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課，主要研究反應(yīng)過程速率變化規(guī)律、傳遞規(guī)律及其對化學(xué)反應(yīng)的影響?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程的最終目的為掌握反應(yīng)器的開發(fā)、設(shè)計(jì)、放大以及優(yōu)化的目的?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程內(nèi)容繁多，理論復(fù)雜，抽象難懂，目前教學(xué)方法單一，存在課堂秩序差、學(xué)生參與度低、學(xué)習(xí)動機(jī)弱等問題。

一、教學(xué)過程中存在的問題

在《化學(xué)反應(yīng)工程》課程的教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的教學(xué)手段對抽象概念的表述具有局限性。比如表達(dá)微觀流體和宏觀流體的混合狀態(tài)，全混流和平推流反應(yīng)器中流體流動狀態(tài)，非理想流動情況等等抽象概念的時候，傳統(tǒng)的板書無法清楚的表達(dá)這些概念，PPT雖然會在一定程度上緩解抽象概念帶來的壓力，但是靜態(tài)的圖像仍不夠生動，傳遞給同學(xué)的信息仍不夠充分，還需要挖掘和完善?！痘瘜W(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)過程中存在的主要問題如下：

(1)課時分配少，而課程內(nèi)容較多，需要在有限的學(xué)時中將大量的知識出傳達(dá)下去，這就需要更有效的傳達(dá)方法。

(2)課程理論性強(qiáng)，概念抽象，數(shù)學(xué)公式繁多，形式復(fù)雜，學(xué)生理解起來非常困難，很容易產(chǎn)生厭學(xué)、畏學(xué)等情緒，這需要改善教學(xué)環(huán)境，不斷地刺激學(xué)生，保證學(xué)習(xí)積極性。

(3)學(xué)生只能把課上的理論知識了解，往往難以做到難以學(xué)以致用，不能解決實(shí)際問題，這需要在教學(xué)過程中加入實(shí)際案例分析。

(4)多媒體教學(xué)，只是運(yùn)用課件將教材內(nèi)容簡單復(fù)現(xiàn)。如果只是將課件的快速播放，并加入適當(dāng)?shù)陌鍟瑢τ陔y理解的知識點(diǎn)學(xué)生仍然難以消化，這需要加入更形象的展示體系。

現(xiàn)在對于“化學(xué)反應(yīng)工程”中抽象知識點(diǎn)的體現(xiàn)和挖掘不深入。抽象概念的可視化不僅可以提高學(xué)生的上課興趣，并且能對課上內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確形象的表達(dá)，提高上課效率，激發(fā)學(xué)生上課積極性。

二、可視化手段

可視化是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)、晦澀難懂的知識、抽象的信息等轉(zhuǎn)化為可視的表示形式，也就是說通過可以覺察的視覺方式將思維進(jìn)行外化呈現(xiàn)出來。這種方式可以把知識的內(nèi)部特征通過圖示的方式展現(xiàn)出來，將內(nèi)隱或者無序的知識進(jìn)行邏輯化的梳理，使得信息能夠容易并快速被人理解，放大了人類的感知，對知識獲得了更深層次的認(rèn)識?，F(xiàn)階段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及教育理論的更新，可視化的理論研究及實(shí)際應(yīng)用不斷得到研究。教育領(lǐng)域中，可視化教學(xué)引起了教育技術(shù)學(xué)家與教育實(shí)踐者的關(guān)注， 利用可視化技術(shù)來促進(jìn)教學(xué)，將成為教學(xué)界的發(fā)展新方向。

現(xiàn)階段，可視化教學(xué)可以利用一些智能軟件如Flash、JavaScript和Matlab等，將基本概念和原理用動態(tài)的方式，結(jié)合文字、聲音和圖像等展現(xiàn)出來，這樣既提高了教師的教學(xué)水平，也使得學(xué)生的思維能力得到提高。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，人的感覺77%來自于視覺，14%來自于聽覺，9%來自于其他，視覺對于學(xué)習(xí)效果的提高具有關(guān)鍵作用。

1.Flash動畫

Flash動畫應(yīng)用較為廣泛，一般具有以下特點(diǎn)：

(1) Flash動畫所表現(xiàn)的畫面生動形象，趣味性強(qiáng)，F(xiàn)lash動畫為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)了生動的情境。在Flash動畫中，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容繪制的場景既是對知識理論的再現(xiàn)。

(2) Flash 動畫的交互性強(qiáng)。通過 Flash 動畫可以建立交互性強(qiáng)、生動有趣的練習(xí)，從而使學(xué)習(xí)內(nèi)容得到鞏固，學(xué)習(xí)興趣得到提高。

(3) 在Flash 動畫開發(fā)的過程中，會將 一些素材或者資源 導(dǎo)入Flash 源文件中，通過對它們統(tǒng)一管理，重復(fù)使用，生成其它學(xué)習(xí)內(nèi)容。

(4) 在學(xué)生的使用過程中，通過學(xué)生的參與，可以充分調(diào)動學(xué)生課上積極性和主動性，促使他們認(rèn)真思考， 積極探索。使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

2.FLV格式動畫

FLV格式動畫具有容量小、下載快、播放流暢等優(yōu)點(diǎn)。FLV流媒體格式是一種新的視頻格式， 全稱為 Flash Video。FLV 格式文件播放器是內(nèi)嵌在 IE 當(dāng)中，播放器是基于IE瀏覽器的，因此，在使用過程中不需要再下載其他的播放軟件。

三、知識體系可視化

多媒體教學(xué)主要采取圖示、動畫、多媒體等手段，這些手段既充分調(diào)動人的視覺積極性，使教與學(xué)變得更加生動活潑。這些手段還可以使人在視覺上將抽象、復(fù)雜的東西形象化、具體化、簡單化，提高教師教學(xué)的效果。如圖：

但是可視化教學(xué)不應(yīng)該僅僅局限于將文字的內(nèi)容或者靜態(tài)的內(nèi)容動態(tài)化，應(yīng)該深入到課程的核心，建立理論知識之間的邏輯和內(nèi)在關(guān)系，使學(xué)生能夠抓住問題的關(guān)鍵進(jìn)行思考?？梢暬虒W(xué)最終通過將知識化繁為簡、化難為易，使得知識變得易于理解和掌握，從而優(yōu)化教師施教的方式手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及學(xué)習(xí)效果。一般從以下幾個方面入手：

第一，將抽象知識形象化、簡單化、動態(tài)化?？梢暬虒W(xué)將各種可視化的技術(shù)手段，特別是聲音、圖片和視頻與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，將抽象的概念形象地表現(xiàn)出來，將教學(xué)中抽象的知識形象化，最大限度地增強(qiáng)教學(xué)的吸引力，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

第二，堅(jiān)持“厚—薄—厚”的思路。“可視化”的教學(xué)方法利用視頻、Flash等形式對課本上抽象難懂的概念進(jìn)行描述，了解這些概念的含義，讓同學(xué)們把書讀透，將每一個復(fù)雜的知識的內(nèi)在含義理解清楚，把書讀“厚”。“可視化”教學(xué)通過對課本上知識點(diǎn)的梳理，確定知識體系，將知識點(diǎn)之間的關(guān)系確定起來，使同學(xué)們們在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生知識體系，將復(fù)雜的東西簡單化，做到將書讀薄。

在《化學(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)中，只有高度重視和積極應(yīng)用可視化教學(xué)，綜合利用動畫、圖片知識體系圖，才能提高《化學(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)的可視點(diǎn)、可聽點(diǎn)和可感點(diǎn)，收到事半功倍的教學(xué)效果。

四、可視化教學(xué)對教學(xué)的影響

可視化教學(xué)首先通過將靜態(tài)圖或者文字轉(zhuǎn)化為動態(tài)圖，這樣在課上可以提高學(xué)生的上課積極性，避免的上課注意力不集中、打瞌睡、走神、玩手機(jī)等現(xiàn)象。再通過可視化手段將書本內(nèi)容進(jìn)行梳理，整理課上知識結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，可以提高上課效果。學(xué)生愿意學(xué)，興致高，與老師互動好，可以激發(fā)教師的上課熱情，使教師更好的投入到教學(xué)崗位中，更好的提高教學(xué)效果，這樣可以達(dá)到一個良性的循環(huán)。

五、前景展望

現(xiàn)階段可視化教學(xué)只要依靠PPT和Flash視頻，可視化手段單一，只是做到了將課本內(nèi)容利用PPT、動畫簡單的呈現(xiàn)出來。下一步需要做的就是制作CAI課件，將《化學(xué)反應(yīng)工程》課程中的知識點(diǎn)聯(lián)系起來，幫助學(xué)生建立知識體系，能更好的的理解課上內(nèi)容。但這只是課程可視化的一小步，最終建立《化學(xué)反應(yīng)工程》可視化教學(xué)平臺（網(wǎng)絡(luò)教學(xué)），對大量的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行有效的分類和管理，做到教師和同學(xué)直接交換信息資源，才是可視化教學(xué)的最終目標(biāo)。

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Discussion on the Visible Teaching of Chemical Reaction Engineering

Wangchao,Hengshui University, Hengshui city, Hebei province, 053000

The main content of Chemical Reaction Engineering is about the rate variation law of reaction process,transfer laws and inf uence on chemical reaction.The ultimate goal of Chemical Reaction Engineering is to master the exploitation,design, amplif cation and optimization of reactor. The content of Chemical Reaction Engineering is numerous, the theory complicated,abstract and hard to understand, and also the effect of teaching is bad. So, it is necessary to take educational reform for Chemical Reaction Engineering to make the abstract concept dynamic by taking advantage of animation so that the students can learn theoretical knowledge better.

visualization；educational reform；reaction engineering

O

A

王超（1983～）,女,漢，河北衡水，衡水學(xué)院,講師，研究方向：化工教學(xué)改革。