張楠

（安陽(yáng)工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000）

智慧教育的真諦就是通過(guò)構(gòu)建技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓教師能夠施展高效的教學(xué)方法，讓學(xué)生能夠獲得適宜的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)和美好的發(fā)展體驗(yàn)，使其由不能變?yōu)榭赡?，由小能變?yōu)榇竽?，從而培養(yǎng)具有良好的價(jià)值取向、較強(qiáng)的行動(dòng)能力、較好的思維品質(zhì)、較深的創(chuàng)造潛能的人才［1］。

國(guó)內(nèi)著名教育技術(shù)專(zhuān)家祝智庭教授認(rèn)為“智慧教育是當(dāng)代教育信息化的新境界，是素質(zhì)教育在信息時(shí)代、知識(shí)時(shí)代和數(shù)字時(shí)代的深化與提升”。智慧教育已成為當(dāng)前國(guó)際社會(huì)教育信息化推進(jìn)過(guò)程中的重要發(fā)展戰(zhàn)略和長(zhǎng)期任務(wù)。

“化工原理”作為學(xué)生工程能力培養(yǎng)、工程思維構(gòu)筑和工程責(zé)任養(yǎng)成的第一道階梯，其智慧教學(xué)策略的構(gòu)建既是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，又對(duì)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才培養(yǎng)及檢驗(yàn)至關(guān)重要［2］。

1 “導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式的內(nèi)涵

“化工原理”課程以化工工藝流程中的物理性單元操作為講解對(duì)象，主要對(duì)其操作原理、過(guò)程特性、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工程設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行介紹。因課程具有“五多”，即參數(shù)多，公式多，圖表多，設(shè)備多，學(xué)科融合多等特點(diǎn)，學(xué)生記憶理解不深，學(xué)習(xí)起來(lái)較為吃力，易導(dǎo)致興趣缺乏。為充分提高學(xué)生的課程接納度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)、研究興趣，并做好理論指導(dǎo)實(shí)踐的應(yīng)用，課程設(shè)計(jì)采用了“導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式教學(xué)策略，具體介紹如下：

1.1 “導(dǎo)”：案例導(dǎo)學(xué)、引導(dǎo)式互動(dòng)

學(xué)習(xí)動(dòng)力的激發(fā)首先需要明確學(xué)習(xí)的目的和最終收獲，以案例導(dǎo)學(xué)，生動(dòng)體現(xiàn)了課程知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，案例的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值更易撥動(dòng)學(xué)生心弦，令其向往；而引導(dǎo)式互動(dòng)，以“導(dǎo)”代“講”，側(cè)重于在知識(shí)推演過(guò)程中一步步塑造學(xué)生的工程思維，一點(diǎn)點(diǎn)糾正其認(rèn)知偏差，最終形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確的工程觀和研究觀，而“導(dǎo)”的互動(dòng)過(guò)程也能使學(xué)生在自己越發(fā)純熟地逼近正確結(jié)論時(shí)，形成充實(shí)的勝利感，體驗(yàn)到“學(xué)有所成”的快樂(lè)，從內(nèi)在激發(fā)其學(xué)習(xí)、挑戰(zhàn)的欲望。

1.2 “練”：以案例剖析、項(xiàng)目化作業(yè)來(lái)鍛煉學(xué)生的知識(shí)消化水平和工程實(shí)踐能力

設(shè)置拓展訓(xùn)練、項(xiàng)目化作業(yè)，以生活或生產(chǎn)中的小問(wèn)題為切入點(diǎn)，要求學(xué)生以課程中所學(xué)知識(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行剖析，以此來(lái)鍛煉同學(xué)們的理論指導(dǎo)實(shí)踐能力，同時(shí)植入“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)目標(biāo)，充分激發(fā)同學(xué)們自學(xué)自練的熱情，養(yǎng)成他們以專(zhuān)業(yè)眼光看生活、看發(fā)展、看世界的習(xí)慣，徹底扭轉(zhuǎn)“學(xué)習(xí)是為了分?jǐn)?shù)”的低階認(rèn)知。

1.3 “鑄”：鑄追求卓越、追求創(chuàng)新、勇挑重?fù)?dān)的工匠魂

2019年8 月，中辦、國(guó)辦印發(fā)了《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》，進(jìn)一步明確了教育“立德樹(shù)人、鑄魂育人”的總體要求。工科類(lèi)課程的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)，不僅要注重思政切入的合理與自然，更要結(jié)合課程特點(diǎn)，做好學(xué)生人生觀、價(jià)值觀引導(dǎo)，做好“德育”與“智育”的平衡[2]。

“化工原理”課程注重化工工程設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化能力的培養(yǎng)，是化工行業(yè)工匠養(yǎng)成的“第一?？圩印?。在教學(xué)各環(huán)節(jié)中，要明晰工程倫理，明確工程素養(yǎng)，努力將追求卓越、追求創(chuàng)新、勇挑重?fù)?dān)的思政化為綿綿細(xì)雨，力爭(zhēng)潤(rùn)物無(wú)聲。

1.4 “拔”：通過(guò)“1+N”式拔尖計(jì)劃（科教融合+N項(xiàng)專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽），挑選適宜的人才進(jìn)行后期分類(lèi)培養(yǎng)

實(shí)施科教融合式教學(xué)，即以科技前沿信息或研發(fā)主要成果為載體，闡明理論在生產(chǎn)、在發(fā)展中的有力指導(dǎo)作用，并明確國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略要?jiǎng)?wù)的完成，從來(lái)都需要依賴(lài)“已知”在“未知”中尋找突破和創(chuàng)造，而這些必須依賴(lài)于堅(jiān)實(shí)的理論和變通的思維，以此激發(fā)同學(xué)們對(duì)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)形成新的認(rèn)知和反思。

同時(shí)，我學(xué)院積極參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)化工原理暨化工實(shí)驗(yàn)大賽、節(jié)能環(huán)保大賽和大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等專(zhuān)業(yè)相關(guān)賽事，各類(lèi)大賽的參與不僅有助于完成對(duì)學(xué)生課程知識(shí)掌握情況的綜合檢驗(yàn)和提高，也有助于完成創(chuàng)新型人才、卓越工程技術(shù)人才和工藝設(shè)計(jì)人才的分類(lèi)培養(yǎng)，能有效縮短他們就業(yè)后的崗位融入。

2 “導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式教學(xué)實(shí)施

“導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式教學(xué)以我學(xué)院2019級(jí)化學(xué)工程與工藝2班為試驗(yàn)班級(jí)，結(jié)合學(xué)院一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)和工程認(rèn)證工作需要，課程采用了線上線下混合式教學(xué)模式，除了在專(zhuān)業(yè)知識(shí)講授過(guò)程中進(jìn)行知識(shí)體系的分解重整外，更對(duì)課程教學(xué)方法、效果檢驗(yàn)手段等做出了系列調(diào)整，以期充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新挑戰(zhàn)意識(shí)，具體做法如下：

2.1 課程教學(xué)以“設(shè)計(jì)”和“優(yōu)化”為主線

因“化工原理”課程具有強(qiáng)工程性特點(diǎn)，故而在知識(shí)架構(gòu)上，各章節(jié)知識(shí)內(nèi)容系統(tǒng)整理為若干工程設(shè)計(jì)或工藝優(yōu)化任務(wù)，以任務(wù)分析、解決為課程推進(jìn)。

其中工程設(shè)計(jì)教學(xué)側(cè)重于設(shè)計(jì)思路的展開(kāi)、工程設(shè)計(jì)計(jì)算、流體力學(xué)校驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)性分析等內(nèi)容，在案例化教學(xué)輔助下，著重于從分析的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性上培養(yǎng)學(xué)生的工程邏輯思維，如吸收劑的設(shè)計(jì)任務(wù)，下分為吸收劑類(lèi)型選擇、用量選擇、吸收劑入口濃度設(shè)計(jì)3項(xiàng)小任務(wù)，同學(xué)們需要在老師的引領(lǐng)下依次攻克各設(shè)計(jì)任務(wù)的要點(diǎn)和難點(diǎn)，在此過(guò)程中理解、吃透知識(shí)內(nèi)涵，并熟悉工程師的研發(fā)心路。

工藝優(yōu)化教學(xué)側(cè)重于難點(diǎn)的挖掘、優(yōu)化措施的設(shè)計(jì)、可行性分析等，著重于從論證的合理性、嚴(yán)密性、卓越性上進(jìn)行教育，仍以吸收劑用量選擇為例，適宜用量的確定既關(guān)乎傳質(zhì)過(guò)程的高效性、工藝的經(jīng)濟(jì)性，又在一定程度上影響著操作的安全性，優(yōu)化需要綜合考慮，絕不能“以一概全”“罔顧安全”，故而在教學(xué)上，需要逐項(xiàng)分析，并提醒大家重視。

2.2 教學(xué)模式采用“線上線下混合式”

2.2.1 線上教學(xué)建設(shè)

線上教學(xué)建設(shè)包含知識(shí)講解視頻、設(shè)備三維結(jié)構(gòu)視頻、要點(diǎn)隨堂測(cè)試和開(kāi)放性作業(yè)四項(xiàng)內(nèi)容。

其中知識(shí)講解視頻側(cè)重于課程重點(diǎn)和要點(diǎn)的膠囊式講解，內(nèi)容經(jīng)提煉重整，短小精悍，更加系統(tǒng)，以梳理知識(shí)構(gòu)架、強(qiáng)化內(nèi)容理解和工程思維養(yǎng)成為主要任務(wù)，配合設(shè)備三維結(jié)構(gòu)視頻，學(xué)生可作為課前預(yù)習(xí)或課后復(fù)習(xí)之用。

要點(diǎn)隨堂測(cè)試是“導(dǎo)、練”的依助手段，借助于“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，課前發(fā)布上節(jié)要點(diǎn)測(cè)試，課中發(fā)布案例解析問(wèn)題，其信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果既能使教師及時(shí)了解學(xué)生知識(shí)消化狀況，也能發(fā)現(xiàn)學(xué)生在工程實(shí)踐中的思想意識(shí)問(wèn)題，有助于依據(jù)結(jié)果去進(jìn)行課程進(jìn)度調(diào)整或針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練。

開(kāi)放性作業(yè)包括拓展訓(xùn)練和項(xiàng)目化作業(yè)兩種形式，既是“練”的主要依靠，也為“拔”提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，其內(nèi)容主要以化工生產(chǎn)或日常生活中常見(jiàn)的案例為基礎(chǔ)，要求同學(xué)們利用所學(xué)內(nèi)容分析并解決提出的問(wèn)題，如“拓展訓(xùn)練—霧森系統(tǒng)”，即要求同學(xué)們?cè)谡莆諠穸群蛧婌F器基礎(chǔ)的情況下，分析其設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和增濕具體機(jī)理；或如“項(xiàng)目化作業(yè)—市售家用暖氣片綜合性能分析”，則要求大家依據(jù)傳熱章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，系統(tǒng)分析市售暖氣片的各種優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而提出綜合性改良建議。通過(guò)觀察同學(xué)們?cè)趩?wèn)題核心信息挖掘、困點(diǎn)解析、突破點(diǎn)確定、解決方案提出等各環(huán)節(jié)的具體表現(xiàn)，從中遴選出對(duì)課程知識(shí)掌握良好、具備較高的工程設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化能力，同時(shí)思維開(kāi)闊、勇于創(chuàng)新的同學(xué)進(jìn)入專(zhuān)業(yè)賽事的選拔培養(yǎng)過(guò)程。

2.2.2 線下教學(xué)模式

線下教學(xué)采用“半翻轉(zhuǎn)”式課堂模式來(lái)實(shí)現(xiàn)“導(dǎo)”的教學(xué)策略，老師根據(jù)知識(shí)講授進(jìn)程不斷提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析并提煉出結(jié)論，由學(xué)生推理演繹出課程內(nèi)容，如吸收劑類(lèi)型選擇，設(shè)問(wèn)“大家覺(jué)得吸收劑選擇時(shí)要注意哪些問(wèn)題呢？”讓同學(xué)們按自己的設(shè)計(jì)思路提出原則，老師依次點(diǎn)評(píng)，如有遺漏再提出遺漏點(diǎn)，讓學(xué)生們分析這個(gè)原則如何把握，最終整理出吸收劑類(lèi)型選擇的所有原則。學(xué)生參與度極高的“通關(guān)式”教學(xué)形式有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興奮度和自覺(jué)度，能活躍課堂氛圍，形成激勵(lì)性的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)方式變革

為充分、全面、科學(xué)地考查“導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式教學(xué)培養(yǎng)效果，在課程的考核方式上，我們擴(kuò)展了考試手段，測(cè)試內(nèi)容也更具開(kāi)放性。

目前，學(xué)生的課程綜合成績(jī)?yōu)椤?/6”制，即線上成績(jī)占比40%，線下成績(jī)占比60%；客觀題占比40%，主觀題占比60%。線上成績(jī)包含線上資源學(xué)習(xí)完成度2%，隨堂測(cè)試完成情況2%，拓展訓(xùn)練及項(xiàng)目化作業(yè)完成情況6%，線上期中考試成績(jī)30%等4部分；線下成績(jī)?yōu)槠谀┕P試成績(jī)。期中及期末題型設(shè)置包含填空、單選、多選、判斷、計(jì)算及問(wèn)答5類(lèi)，從基礎(chǔ)原理、操作特性、設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算、過(guò)程優(yōu)化、課程思政等多層面對(duì)同學(xué)們的課程掌握情況進(jìn)行考核、評(píng)價(jià)。

同時(shí)，期末考試班級(jí)前3的同學(xué)被直接推薦進(jìn)入全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽備戰(zhàn)組和全國(guó)化工原理暨化工實(shí)驗(yàn)大賽備戰(zhàn)組；拓展訓(xùn)練及項(xiàng)目化作業(yè)完成質(zhì)量佳，具備創(chuàng)新思維的同學(xué)被推薦進(jìn)入教師科研團(tuán)隊(duì)或教科研項(xiàng)目組工作，這也為“拔”提供了很好的落腳點(diǎn)。

3 實(shí)施效果

3.1 活化學(xué)習(xí)氛圍，主動(dòng)學(xué)習(xí)比例大幅提升，教學(xué)效果明顯提高

“導(dǎo)、練、鑄、拔”四位一體式智慧教學(xué)策略以學(xué)生的分類(lèi)成才為導(dǎo)向，尊重了學(xué)生的學(xué)習(xí)主導(dǎo)地位；靈活、有趣的“半翻轉(zhuǎn)式”課堂形式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氛圍；而多種類(lèi)別的開(kāi)放式作業(yè)形式，也迎合了同學(xué)們愛(ài)挑戰(zhàn)、追求價(jià)值實(shí)現(xiàn)的心理，故而在活化學(xué)習(xí)氛圍上取得了較好效果，該班學(xué)生線上教學(xué)完成度達(dá)到了普通教學(xué)班學(xué)生完成度約2倍，作業(yè)質(zhì)量相對(duì)較高，期末教學(xué)成績(jī)平均分高于普通教學(xué)班近7分，很好地體現(xiàn)了教學(xué)策略的成果。

3.2 多角度、多媒介的教輔工具、教學(xué)案例運(yùn)用激發(fā)學(xué)生去創(chuàng)新、去奮斗

在科教融合過(guò)程中，fluent流體力學(xué)計(jì)算軟件和Aspen Plus軟件對(duì)設(shè)備的模擬、設(shè)計(jì)和優(yōu)化，不僅強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解，也在一定程度上激發(fā)了學(xué)生對(duì)于掌握更高層次信息技術(shù)能力的興趣和與時(shí)俱進(jìn)的求知欲；各種國(guó)家高精尖項(xiàng)目的教學(xué)案例的引用，也極大地豐富了學(xué)生的視野，點(diǎn)燃了同學(xué)們的學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)熱情。

3.3 教賽相長(zhǎng)，教研相長(zhǎng)，實(shí)戰(zhàn)豐富并創(chuàng)新了課程認(rèn)知

在理論與實(shí)踐的交互指導(dǎo)、激勵(lì)上升中，學(xué)生對(duì)于課程知識(shí)內(nèi)容掌握漸深，更具備了良好的創(chuàng)新、追求卓越的品質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生參加2019年全國(guó)大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽全國(guó)總決賽，獲得一等獎(jiǎng)；參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽7屆，獲二等獎(jiǎng)7次。大賽中同學(xué)們展現(xiàn)出了工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，對(duì)手學(xué)校的教學(xué)培養(yǎng)方式及效果也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)教師對(duì)課程建設(shè)的新認(rèn)知和新思考，促成了多項(xiàng)教學(xué)成果及教學(xué)質(zhì)量工程的誕生，實(shí)現(xiàn)了師生共進(jìn)的雙贏局面。