曹曉燕，劉小風(fēng)

(1 九江學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江西 九江 332005；2 九江學(xué)院藥學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，江西 九江 332000)

《化工原理實(shí)驗(yàn)》作為化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)的必修實(shí)踐類課程，是為配合化工原理課堂理論教學(xué)而設(shè)置的教學(xué)環(huán)節(jié)。不同于化學(xué)類基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)，《化工原理實(shí)驗(yàn)》具有典型的工程特點(diǎn)，是一門以化工實(shí)際工程問題為研究對(duì)象，以化工單元操作為主要內(nèi)容、以培養(yǎng)學(xué)生具有分析能力和解決實(shí)際工程問題能力為特點(diǎn)的實(shí)踐類課程[1]。鑒于其課程的工程性特點(diǎn)，傳統(tǒng)的《化工原理實(shí)驗(yàn)》多以“教師為中心”的線下課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，學(xué)生通過老師的講解和演示等被動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并未對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和知識(shí)進(jìn)行深層挖掘，同時(shí)，受到教學(xué)場(chǎng)地和設(shè)備的限制，通常需要學(xué)生進(jìn)行分組合作來完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，造成了教學(xué)過程管理困難，教學(xué)效果不理想。

線上教學(xué)，教學(xué)形式靈活，學(xué)生可以不受時(shí)間、空間限制，隨時(shí)隨地進(jìn)行在線同步學(xué)習(xí)。上個(gè)世紀(jì)末，美國教育界曾針對(duì)“有圍墻的大學(xué)是否將被沒有圍墻的大學(xué)(網(wǎng)絡(luò)學(xué)院)所取代”這一論題開展了一場(chǎng)大討論。最終得出“線上教學(xué)不會(huì)完全取代學(xué)校教育，但會(huì)極大地改變課堂教學(xué)的目的和功能”的結(jié)論[2]。近年來興起的混合式教學(xué)(Blending Learning)，是在信息技術(shù)推動(dòng)下的一種教育變革方式，是一種將線下課堂教學(xué)和線上數(shù)字化教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)元素進(jìn)行混合的新型教學(xué)模式[3-5]，這種教學(xué)模式是多種教學(xué)方法、教學(xué)媒體以及評(píng)價(jià)模式等多種教學(xué)要素的結(jié)合，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種改革。應(yīng)用混合式教學(xué)模式，將線上教學(xué)引入《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程中，一方面，可將教學(xué)模式以“教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)生為中心”，提高學(xué)生的自主式學(xué)習(xí)能力，加深學(xué)生對(duì)化工原理基本原理的理解；另一方面，可解決因教學(xué)課時(shí)少、儀器設(shè)備不足以及分組教學(xué)的難題，從而優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)效果。教育部2021年工作要點(diǎn)提出[6]，要加快推進(jìn)教育信息化的高質(zhì)量發(fā)展，促使國內(nèi)各大高校對(duì)混合式教學(xué)的要求日趨迫切，也對(duì)教師的現(xiàn)代化教育技術(shù)水平提出了更高的要求。

1 傳統(tǒng)《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中存在的問題

1.1 課前預(yù)習(xí)不夠充分

針對(duì)《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程的特點(diǎn)，每堂實(shí)驗(yàn)課前，通常要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、設(shè)備以及操作和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行提前預(yù)習(xí)，特別是對(duì)裝置設(shè)備和操作步驟等，要有一個(gè)基本的了解，這樣才能在實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行正確的操作，采集到合適的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方法是根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材書寫預(yù)習(xí)報(bào)告，這在一定程度上能起到一定的預(yù)習(xí)效果。但對(duì)于絕大多數(shù)學(xué)生來講，尤其是對(duì)于理論基礎(chǔ)本身比較薄弱的學(xué)生，這種單一的預(yù)習(xí)方法往往流于形式，僅僅是對(duì)書本上的內(nèi)容進(jìn)行搬運(yùn)而已，并未起到加深對(duì)化工原理理論認(rèn)識(shí)與理解的作用。加上有些單元操作，流程比較復(fù)雜，學(xué)生僅以書本上固有的內(nèi)容，很難對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟有真正的理解。由于課時(shí)分配的問題，教師在課堂上的講解有限，學(xué)生不能對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全吸收和理解，在實(shí)驗(yàn)操作中錯(cuò)誤百出，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師疲于糾正和指導(dǎo)學(xué)生的錯(cuò)誤操作，不能對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適時(shí)的引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)收效不高。

1.2 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)不同步

化工原理實(shí)驗(yàn)作為配合化工原理課堂理論教學(xué)的環(huán)節(jié)，涵蓋了化工原理的各個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，是從理論到實(shí)踐，將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來的課程。但是，在實(shí)際課程安排中，理論課與實(shí)驗(yàn)課往往不能同步進(jìn)行，常常出現(xiàn)某一項(xiàng)單元操作理論內(nèi)容已經(jīng)上完很久了，實(shí)驗(yàn)課才開始；或者由于理論課和實(shí)驗(yàn)課由不同教師任課，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容又早于理論課，這就導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中對(duì)之前所學(xué)內(nèi)容有所遺忘或者完全不知所云，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理一知半解，不能深刻理解實(shí)驗(yàn)的原理，同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)課多側(cè)重于了解實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)備和操作流程，再加上單元操作時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)基本原理部分的講授有所限制，因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生僅僅做到依葫蘆畫瓢，模仿教師的操作過程來完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定和采集，一旦遇到問題，就會(huì)手忙腳亂、不知所措，甚至造成實(shí)驗(yàn)失敗。對(duì)于所涉及的實(shí)驗(yàn)原理是如何在實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)的往往無暇顧及，沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行主動(dòng)思考，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)與研究，更達(dá)不到通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問題的目的。

1.3 考核標(biāo)準(zhǔn)不夠客觀

對(duì)于以往采用線下教學(xué)的《化工原理實(shí)驗(yàn)》，其考核標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于結(jié)果考核，往往是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告或期末考核成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，并未將過程考核納入考核范疇。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是評(píng)價(jià)學(xué)生分析問題、解決問題能力的重要依據(jù)。由于受場(chǎng)地、設(shè)備及時(shí)間的限制，通常一個(gè)單元操作是由多名同學(xué)共同合作完成。以一個(gè)教學(xué)班級(jí)40人為例，在傳熱實(shí)驗(yàn)單元操作中，為了達(dá)到冷熱流體換熱完全，必須使兩者之間有足夠的接觸時(shí)間，因此，在調(diào)節(jié)完空氣流量之后，往往需要等待3～5 mim。一個(gè)單元操作，至少要進(jìn)行6～8組數(shù)據(jù)的測(cè)量與采集，需要近40 mim才能完成實(shí)驗(yàn)。一堂實(shí)驗(yàn)課為3 h，教師講授近1 h，剩余的兩個(gè)小時(shí)根本無法保證每個(gè)同學(xué)都能動(dòng)手操作，就會(huì)造成多名同學(xué)共用一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，出現(xiàn)相互抄襲的現(xiàn)象，內(nèi)容大同小異，因此，提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不能真實(shí)反映每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。期末考核則主要為實(shí)驗(yàn)操作，在有限的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生僅僅做到依葫蘆畫瓢，簡(jiǎn)單的模仿操作，至于為什么這么做？如果改進(jìn)？學(xué)生并沒有深刻認(rèn)識(shí)與理解。不能真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)際操作水平、分析與解決工程問題的能力，也無法評(píng)價(jià)是否達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

2 《化工原理實(shí)驗(yàn)》混合式教學(xué)的改革

單一的線下教學(xué)模式，以教師為中心，學(xué)生缺乏自主性學(xué)習(xí)；線上教學(xué)模式，教學(xué)方式靈活，不受時(shí)間和空間的限制，可提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，但對(duì)于《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程而言，僅用線上教學(xué)無法完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。將線上線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行整合，采用混合式教學(xué)模式，有利于促進(jìn)《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程的良性發(fā)展。

2.1 建設(shè)線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，提高預(yù)習(xí)效果

以超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為依托，將線上線下教學(xué)方式相結(jié)合，針對(duì)每一個(gè)單元操作，制作相應(yīng)的線上資源，拍攝教學(xué)視頻，進(jìn)行混合式教學(xué)。線上課程的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、設(shè)備裝置、操作流程及步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析等幾個(gè)部分，其中，重點(diǎn)是教學(xué)視頻的拍攝。根據(jù)我?！痘ぴ韺?shí)驗(yàn)》培養(yǎng)計(jì)劃，該課程主要包括流體流動(dòng)與輸送、傳熱和傳質(zhì)這三大類，共涉及八個(gè)化工單元操作。利用本校的實(shí)驗(yàn)裝置，教師將八個(gè)單元操作的實(shí)驗(yàn)裝置、流程以及操作過程部分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄制，每段視頻不超過10 min，有助于學(xué)生更直觀地了解單元操作過程。以傳熱綜合實(shí)驗(yàn)為例，視頻教學(xué)可分為三段：第一段，任課教師對(duì)傳熱實(shí)驗(yàn)所涉及的裝置設(shè)備(如，套管換熱器、鼓風(fēng)機(jī)、蒸汽發(fā)生器等)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，主要介紹設(shè)備的構(gòu)造、設(shè)備的作用等，時(shí)間控制在3～5 min；第二段，教師對(duì)傳熱單元操作流程進(jìn)行詳細(xì)介紹，讓學(xué)生了解先做什么，后做什么，接著做什么，做到心中有數(shù)；第三段，教師開始實(shí)際單元操作演示，在演示過程中，教師可就當(dāng)前的步驟進(jìn)行發(fā)散性提問，尤其是對(duì)于需要注意的事項(xiàng)，要多加講解，多問幾個(gè)為什么，啟發(fā)學(xué)生多思考、積極思考，讓學(xué)生通過線上預(yù)習(xí)帶著疑問進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課。每堂實(shí)驗(yàn)課前，教師通過超星APP發(fā)送教學(xué)資料，學(xué)生通過分享的二維碼進(jìn)入學(xué)習(xí)平臺(tái)后，即可不受時(shí)間和空間的限制，提前自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過理論內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)視頻預(yù)習(xí)，初步了解每個(gè)單元操作的基本原理、設(shè)備裝置及操作過程，并可帶著問題進(jìn)入線下實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，提高預(yù)習(xí)的效果，有助于促進(jìn)課堂教學(xué)的有效性。

2.2 充分利用線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，豐富課堂教學(xué)

線下實(shí)驗(yàn)課中，教師可采用提問的方式，了解學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，并進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生多思考，更有效地完成實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)。以精餾實(shí)驗(yàn)為例，在學(xué)生提前線上預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師通過超星教學(xué)平臺(tái)介紹精餾實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，檢查學(xué)生操作是否得當(dāng)，并對(duì)錯(cuò)誤的操作給予糾正和指導(dǎo)，在這個(gè)過程中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)提問和指導(dǎo)。比如，精餾的目的是什么？在精餾塔穩(wěn)定操作的條件下，塔內(nèi)溫度沿塔高的是如何變化的？在精餾塔操作過程中，若出現(xiàn)液泛或者漏液現(xiàn)象該采取什么措施？等等。課堂教學(xué)中，學(xué)生有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，同時(shí)，學(xué)生帶著疑問進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過數(shù)據(jù)處理與分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的可行性，可加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果。課后，教師還可在超星平臺(tái)中設(shè)立交流討論區(qū)，通過線上互動(dòng)的方式，對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題及待解決的問題進(jìn)行討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與學(xué)習(xí)興趣，反哺教師的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過線上線下混合式教學(xué)，促使教師改變過去陳舊的教學(xué)方法，提高教學(xué)設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與課堂參與性，提升教學(xué)的有效性。

2.3 構(gòu)建線上線下評(píng)價(jià)體系，完善考核標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)線下教學(xué)中，《化工原理實(shí)驗(yàn)》考核標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于結(jié)果考核，而未將過程考核納入其范疇。過程考核在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有很重要的地位，因此，需將《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程評(píng)價(jià)體系貫穿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個(gè)過程中，才能全面反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，操作技能的掌握，分析問題以及解決問題的能力，才能使評(píng)價(jià)體系更加客觀，以推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)足發(fā)展。

在混合式教學(xué)模式下，評(píng)價(jià)體系由過程考核和結(jié)果考核兩個(gè)部分組成。過程考核為了促使學(xué)生注重平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，其考核主要依據(jù)學(xué)生三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定：(1)在線學(xué)習(xí)的情況，包括在線學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、視頻觀看次數(shù)、在線學(xué)習(xí)效果等，這部分占比為30%；(2)在線討論情況，課后參與在線討論次數(shù)，討論質(zhì)量等，占比30%；(3)線下實(shí)驗(yàn)操作過程，主要考察學(xué)生操作的正確性、對(duì)操作相關(guān)問題的回答情況、數(shù)據(jù)采集的合理性等，占比40%。結(jié)果考核則從實(shí)驗(yàn)報(bào)告(40%)和期末考核(60%)兩方面來進(jìn)行評(píng)價(jià)，期末考核區(qū)別于傳統(tǒng)的考核模式，通過期末試卷的模式進(jìn)行考核。試卷內(nèi)容由實(shí)驗(yàn)原理、裝置設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)操作等構(gòu)成。學(xué)生最終成績(jī)?cè)u(píng)定中，過程考核占比50%，結(jié)果考核占比50%。通過構(gòu)建線上線下課程評(píng)價(jià)體系，既能客觀反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，又較好地完善了考核標(biāo)準(zhǔn)，促使學(xué)生在《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、課后分析以及報(bào)告總結(jié)等方面能投入更多的精力，不斷推動(dòng)《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革的發(fā)展。

3 結(jié) 語

《化工原理實(shí)驗(yàn)》是一門以化工實(shí)際工程問題為研究對(duì)象，以化工單元操作為主要內(nèi)容、以培養(yǎng)學(xué)生具有分析能力和解決實(shí)際工程問題能力為特點(diǎn)的實(shí)踐類課程。傳統(tǒng)的《化工原理實(shí)驗(yàn)》多以教師為中心，學(xué)生自主學(xué)習(xí)不夠，教學(xué)效果不理想。將線上教學(xué)模式引入《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)中，將線上線下的教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分利用混合式教學(xué)模式，拓寬了學(xué)生的學(xué)習(xí)維度，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率，豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，完善了課程評(píng)價(jià)體系，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可大幅度提升《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革的發(fā)展。