新工科背景下基于慕課平臺翻轉(zhuǎn)教學模式在化工原理教學中的應用

盧翠紅

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂培養(yǎng)學生思維能力的一種新的教學組織形式?！痘ぴ怼肥侵匾膶I(yè)基礎課，對培養(yǎng)學生的工程實踐能力至關重要。本文以《化工原理》為載體，借助慕課平臺，通過翻轉(zhuǎn)課堂促進學生的自主學習，增強教師的動態(tài)跟蹤和過程性指導，進行化工原理教學內(nèi)容、教學方法、和考核方法的創(chuàng)新，在教學過程中融入課程總政元素，探索打造金課，培養(yǎng)學生工程思維能力，分析和解決復雜工程問題的能力。

關鍵詞：化工原理 翻轉(zhuǎn)教學模式 金課 工程思維能力

新工科是以立德樹人為引領，培養(yǎng)終身具有可持續(xù)國際競爭力、創(chuàng)造力、實踐力和領導力的卓越工程創(chuàng)新人才。“新工科”背景下，化工專業(yè)人才需具備更強的實踐能力與創(chuàng)新能力，這對高?；と瞬排囵B(yǎng)結構與質(zhì)量提出新的挑戰(zhàn)?！痘ぴ怼肥枪こ绦院軓姷膽谜n程，教學實踐中應注重對學生的工程思維、工程意識、分析和解決工程問題的能力的培養(yǎng)。翻轉(zhuǎn)課堂是一種信息時代新穎而有效的教學方法，以學生為中心，強調(diào)學生在課堂中交流討論、分享知識和思路，從而激發(fā)學習的積極主動性;教師則轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的設計者、指導者、幫助者和學習伙伴，提升學生自主學習能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。本文探索對化工原理課程進行翻轉(zhuǎn)課堂教學模式改革。

一、引導學生課下自主學習

翻轉(zhuǎn)課堂的實施需要信息技術的支持。學校與超星公司合作，超星學習通是面向智能手機、平板電腦等移動終端的移動學習專業(yè)平臺。學校建設有慕課教學平臺，化工原理課程已建設為在線開放課程，教師將教學內(nèi)容和知識點的PPT、視頻、動畫及課外作業(yè)等學習資源，將其上傳至慕課教學平臺，然后通過超星學習平臺引領學生課前的學習。平臺會統(tǒng)計學生的學習情況，教師關注平臺動態(tài)跟蹤了解學生預習情況。通過翻轉(zhuǎn)教學模式，學生課下可以利用碎片化時間個性化學習，反復學習資料，提高學生學習主動性和靈活性。

二、打造金課課堂

翻轉(zhuǎn)課堂的目的是打造金課課堂。翻轉(zhuǎn)課堂充分激發(fā)學生學習的主觀能動性，讓個性化的學習需求能夠被滿足，讓合作，探究、交流、展示成為課堂的主旋律。金課即高階課堂、對話課堂、開放課堂。重點在于創(chuàng)新思維、問題求解、決策、批判性思維、信息素養(yǎng)、團隊協(xié)作、自我管理和可持續(xù)發(fā)展等能力的培養(yǎng)。

化工原理的研究對象是單元操作。工程觀點是貫穿化工原理課程的主線。培養(yǎng)工程思維和解決工程實際問題的能力是化工原理課程的目的。在課前教師根據(jù)學生預習過程中出現(xiàn)的問題，確定學生的理解程度。課堂上對多數(shù)學生存在的共同問題進行講解和討論。設置課堂互動環(huán)節(jié)，在課堂上將問題現(xiàn)場發(fā)送給學生，學生現(xiàn)場解答，強化學生對基礎知識的掌握。課堂上以小組形式組織討論在網(wǎng)絡平臺上的思考題。學生在課程教學中帶著具體的任務來學習，如講解伯努利方程的應用，在網(wǎng)絡平臺上給學生出高階思維思考題“簡述伯努利原理，并解釋為什么地鐵、火車站站臺要設立安全黃線？”“飛機為什么能夠起飛？”;如講傳熱，給學生出思考題“為什么蓬松的棉花比硬硬的棉花更保暖？”，“如何加強暖氣片的傳熱”。這樣生活化的問題也是學生感興趣的點，激發(fā)學生積極學習思考的熱情。

除此之外還設置了課外拓展環(huán)節(jié)，注重學生高階能力的培養(yǎng)。例如在第二章流體輸送機械內(nèi)容講完后，要求學生完成課外拓展任務，從低位槽向高位槽輸送物料，給定液位和輸送能力，要求學生通過計算設計合理的輸送管路，完成的泵的選型并繪制圖紙。學生以小組為單位完成任務，在課堂上以PPT的形式完成小組匯報。這樣的拓展讓學生從記憶知識轉(zhuǎn)變到運用知識來解決問題，提高了學業(yè)的挑戰(zhàn)度，將以教為中心的教學轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心的教學，學生不再是知識的被動接受者，而是主動學習者、自主建構者和探索者。

三、案例分析討論

將案例教學法引入化工原理課堂，把實際生產(chǎn)中的真實情景加以典型化處理，形成供學生思考分析的案例，通過獨立研究和相互討論的方式，提高學生分析問題和解決問題的能力。

在講述第六章精餾內(nèi)容的時候，在慕課平臺討論區(qū)發(fā)布討論主題，要求學生查閱資料尋找精餾過程的節(jié)能途徑。學生課下以小組形式在互聯(lián)網(wǎng)收集資料，大量閱讀文獻，做成研究報告或PPT，每一個小組有一位同學代表小組在課堂上匯報，匯報后教師和學生一起討論分析引導并做總結，可以通過精餾過程的優(yōu)化如選擇經(jīng)濟合理的回流比，回收精餾裝置的余熱，減小操作裕度，合理地選擇操作流程，可以達到節(jié)能的目的。新技術的應用是節(jié)能更為行之有效的辦法，例如針對低濃度N，N一二甲基乙酰胺（DMAC）有機廢水的處理回收，目前比較節(jié)能的回收工藝一般采用多效精餾，但能耗還是偏高。而機械蒸汽再壓縮（MVR）熱泵蒸餾技術可達到大幅度節(jié)能的效果。案例分析教學可以培養(yǎng)學生應用基本概念和原理解決實際問題的能力和表達能力。

四、化工原理課程思政

課程思政是新時代“立德樹人”的要求。專業(yè)課教師利用其獨特學科思維優(yōu)勢，提煉專業(yè)課中蘊含的思政元素及價值理念，以專業(yè)知識承載思想教育，將其潛移默化為學生精神層面的價值指引?！罢n程思政”的獨特魅力與優(yōu)勢在于把知識與價值觀教育、能力培養(yǎng)有機結合起來，既能發(fā)揮“育人”的功能，又能提升學生的能力，使二者協(xié)調(diào)同步，相互促進。例如在講傳熱的時候強調(diào)節(jié)能，對學生加強新型能源和資源利用觀點和意識教育;在講精餾、吸收和沉降等單元操作教學內(nèi)容中滲透環(huán)保、健康、安全和法律等化工過程的理念;在教學案例中培養(yǎng)安全嚴謹?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)，厚植工程倫理、意志品格、耐挫能力、飽滿人格等德育元素;在名人故事中培養(yǎng)民族情懷。引導學生樹立正確的價值觀、人生觀和世界觀，正確認識中國國情，正確認識時代責任和歷史使命，激勵科技報國的家國情懷和使命擔當。

五、課后跟蹤輔導評價

課后教師在平臺建立題庫，隨時關注網(wǎng)絡平臺，學生借助網(wǎng)絡按時完成題庫作業(yè)，學生有疑問教師在線互動答疑。教師掌握學生的學習情況，教師對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的教學效果進行反饋和評價，對學生學習過程的各環(huán)節(jié)進行總結性評價，將過程性評價納入學生最終的考核。

結束語

化工原理翻轉(zhuǎn)課堂教學模式改革的核心是將教師以“教”為主轉(zhuǎn)變到學生以“學”為主，充分發(fā)揮學生在學習過程中的主體作用，賦予學生更多的學習自主權。培養(yǎng)學生的自主學習能力和綜合素質(zhì)，提升化工原理課程教學效果。學生從傳統(tǒng)課堂的被動學習者向翻轉(zhuǎn)課堂的自主學習者轉(zhuǎn)變需要一定過程。對于教師而言，不僅是觀念的改變，更是自身專業(yè)能力和素養(yǎng)上的一種挑戰(zhàn)。

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（作者單位：長沙理工大學化學化工學院）