化工原理实验网络教学平台建设探究

2023-02-12

化工原理实验是我院应用化学、化学工程与工艺、材料科学与工程和环境工程专业实践教学的重要课程。该课程对学生专业知识的掌握, 动手能力的提高以及工程领域的应用都提出了一定要求[1]。当前, 该实验课程所采用的授课方式还是传统的课堂式教学。在当今信息技术与课堂教学的融合程度越来越深的背景下, 微课、慕课、翻转式教育的概念应运而生。[2,3]相比较下, 单纯的课堂式教学的短板已经越来越清晰。第一, 课前教师要求学生针对讲义进行预习, 但这种口头式的要求很难对学生的预习情况进行有效监督, 也不能进一步评价学生的预习效果。第二, 平面化的讲义不能将实验装置的内部结构及流程生动地展示在学生面前, 很难激发学生主动学习的积极性, 甚至会出现学生面对真实的仪器仍不知所措的情形。第三, 实验过程中采用小组式教学, 每小组的学生数不超过4人。在这种情况下, 经常会出现动手能力较强的学生主导本小组实验的现象, 而部分学习积极性较差的学生有被动式参与学习的迹象, 很难保证每一个学生的动手能力都得到了锻炼。第四, 学生完成实验报告后不能得到及时的反馈, 完成质量较高的实验报告缺少展示平台, 无法促进学生间的相互学习。更重要的是实验课程不同于理论课程, 缺乏对学生的考核依据。因此笔者认为, 化工原理实验课程需要针对以上问题进行优化设计, 构建多元化的网络学习平台, 实现课堂教学与网络教学的有机结合, 以更好的提升学生的学习效果。

一、混合式教学的优势

目前, 石河子大学正在大力推进混合式教学改革, 我院一些混合式教学改革也取得了比较好的结果。[4]相较于传统的课堂式教学, 混合式教学的优点很突出: (1) 网上教学平台合理的结构设计能够保证每一位同学都参与进来, 并能对学生的学习效果进行有效监督、评价; (2) 多元化的网络学习平台建设能够很好的激发学生的学习积极性; (3) 通过网络平台的学习, 学生能对重点、难点知识一目了然, 提高学生的学习效率; (4) 网络教学平台能够有效增强学生与老师间的信息反馈、学生与学生间的互相交流, 有利于营造良好的学习氛围。

二、化工原理混合式教学网络教学平台建设

鉴于我院在混合式教育中取得的成果, 笔者认为化工原理实验课程可以以这些成功的混合式教学改革案例为借鉴, 构建课前、课中、课后——三位一体的网络教学平台 (见图1) 。对于网络教学平台的设计可以相对有趣一些, 要多花心思, 善于分析学习体验者的心理状态。

课前、课中、课后三位一体, 并不是将化工原理实验的网络教学简单地分为三个部分。而是将这三部分都以学习指数的形式与学生的平时成绩关联。有了平时成绩的约束, 学生的学习行为可以得到较好的监督。每完成三个部分中所设定的任一环节的内容, 都会立即看到学习指数混动条的增长。这种及时的反馈能够给学生一种对网络教学平台的可控感, 有利于激发学生学习的积极性。每一部分, 都会设定相对宽松的学习时间, 学习时间的设定是让学生拥有以约束为前提的学习自由。下面, 将针对网络平台的建设进行详细描述。

(一) 课前

这一单元作为课程的导航部分, 要以简洁的文字让学生明确本次实验的实验目的和实验原理。对于这两个环节, 可以设定简单的任务卡, 通过学生在诸多任务卡中正确领取本次课程的任务卡的形式来检验学生对于本次课程的初步了解。其次, 为了加强学生的学习效果, 教师可将本节课程的实验内容提前录制后上传至网络平台, 让学生能够提前熟悉实验的内容。再次, 现在的实验操作过程是简单的文字说明加上平面图, 但是平面化的视觉效果并不能给学生带来更好的学习体验。以化工原理实验中的精馏实验为例, 虽然讲义中对实验操作就成的描述足够简洁, 但是上课中发现学生对于仪器的了解及操作流程的熟悉程度仍然很低。因此, 可以通过动画或者视频的方式向学生进行规范的实验操作过程的展示, 让学生对实验仪器的操作方法产生正确、深刻的认识。学习完毕, 可以通过游戏闯关的形式让学生进行上课前的仪器操作模拟, 注意难度适宜, 要让学生体验到完成学习任务的成就感。有了课前的仪器操作模拟, 学生就不再会出现面对仪器不知所措的现象, 动手能力可得到大幅提升。另外, 有了这些规范操作的视频, 学生在期末考试时也能更准确的进行复习。

(二) 课中

课中可设定课堂签到、课堂讨论环节。由于实验课程均分成小组进行, 因此这两个环节均可以小组的形式开展。比如课堂签到、课堂讨论均需要小组的每一个成员完成后, 才能实现学习指数的增长。这种设计有助于学生间的互相督促, 也可以增强学生的集体荣誉感, 能够在学生间营造良好的学习氛围。

除此之外, 教师可在网络平台上放置实验报告的参考模板及本次实验的安全注意事项。当然, 并不是要求所有学生都要按照模板完成相似的实验报告。而是将实验报告的组成要素以及注意事项告知学生, 学生可以在此基础上进行完善、创新。安全问题也一直是化工类院校非常重视的工作, 教师可在该环节将本次课程的安全注意事项告知学生, 并进行相应的安全知识检测, 帮助学生养成良好的实验习惯。

(三) 课后

课后教师批改完实验报告后, 可在网络平台上给大家一个关于实验结果的反馈, 也可将本次实验中完成较好的实验报告进行发布分享, 并就实验报告中的亮点以及学生们的存疑点与学生进行在线交流, 让学生间彼此借鉴, 鼓励学生相互学习。

课后很重要的一个环节是课程拓展。课堂的时间十分有限, 加之现在科技的发展日新月异, 让学生第一时间了解到与本门课程相关的科技前沿发展动态能够更好地激发学生的学习动力。此环节可以是教师上传分享, 也可是学生自主查阅文献后上传分享, 让学生了解更多的信息, 不仅可以提升本门课程的学习效果, 也可以开阔学生的眼界。

最后要设立课程建议环节, 学生才是学习过程的体验者, 任何教学模式都不是完美无缺的, 让学生在学习结束后针对本次课程提出合理的建设意见, 这也是以学生为中心的教学思想的体现。不断地优化网络教学平台, 可以实现化工原理实验课程的动态式发展。

三、建设网络教学平台面对的挑战

引水方知开源不易, 要建设化工原理实验网络教学平台, 不仅需要学院层面的顶层设计, [5]也需要教师学习多方面的知识, 尤其是媒体、网络方面的技术知识。同时, 也需要教师在工作之余付出很多精力, 这对教师来说是一个很大的挑战。对于学生而言, 要想取得好的学习效果, 也需要在课外花费更多的学习时间。但是, 我校已经拥有了相对成熟的网络教学平台, 促进课堂教学的信息化技术建设也已趋于常态。同时, 我校也有许多成功的案例可以借鉴, 通过与这些教师的交流, 也可避免一些工作上的误区, 缩短平台的建设周期。一旦平台建设成功, 就可以实现化工原理实验课程可持续、可再生的生态式发展。

四、结语

众所周知, 国家对于高等学校的本科教学工作一向都很重视。作为高校教师, 我们每一个人对于完善教学管理、推动教学改革、提高教学质量都有着义不容辞的责任。化工原理网络教学平台的建设设想, 正是以学生为中心、为提高学生教学质量而提出的混合式教学改革设想。化工原理实验课程是应用化学、化学工程与工艺、材料科学与工程和环境工程专业实践教学的重要课程。该课程网络教学平台的建设, 将很大程度上提升学生对专业知识的掌握能力, 实验动手能力。同时, 也能进一步推动学院本科教学质量的内涵式发展。

摘要：化工原理实验课程是我院本科实践教学的一门重要课程, 针对本门课程传统式教学的弊端, 笔者提出了构建化工原理实验网络教学平台的设想。该网络教学平台的建设, 将很大程度上提升学生对专业知识的掌握能力、实验动手能力。同时, 也能推动学院本科教学质量的内涵式发展。

关键词：化工原理实验,网络教学平台,混合式教学