【我的云课堂】（10）案例互动式教学——让“化工原理”走进生活

　　

编者按： 按照学校“延迟开学、按时开课”总体要求，各学院逐项落实开学前各项准备工作，积极开展线上教学新模式，全力保障线上教学顺利进行。在云端，老师们恪尽职守，各显其能，确保教学进度和教学效果，形成了一些好的经验和做法。校园网现开设“我的云课堂”栏目予以展示，供大家借鉴学习。

化工原理课程是生物工程、化学工程及相近专业的一门工程类核心课程，是自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过度的入门课和桥梁，具有较强的实践性和工程性。课程以工业工程应用为背景，以单元操作过程为对象；以三传一反为原理框架。内容涉及的知识面广泛，原理复杂，设备类型多样，推导演绎过程抽象，计算公式繁杂，计算量大。属于“量大难啃”的硬课。课程的这些特点给在线开展“教”与“学”都带来了巨大挑战。

　　一、在线教学设计——五步法教学模式

　　针对课程的以上特点，遵循“兴趣是一切动力的源泉”这一原则，将化工原理实践性强、工程性强这两个特点和生活中的案例有机结合，课程采用“案例互动式教学法”。通过认真梳理课程内容，将线下课程以章节为单元的授课内容切割为若干个相对独立而又彼此联系的知识点，每个章节为一个大的主题，每个主题下设置多个知识点，每个知识点为一个教学案例，教学过程中以案例为导向，以学生课堂互动讨论为教学形式，以动画演绎为核心，以课后调研思考为契机，形成（1）学生对身边的问题有兴趣；（2）想知道为什么？（3）理论推导，恍然大悟；（4）实际调研，学有所用；（5）拓展思考，发现问题，如何解决？这样一个五步法的教学模式。

　　二、攻克在线教学三大难题

　　1.题材的选取要贴切、合适、难度适宜。既要贴近生活，学生感兴趣，但是又不能太简单，没有吸引力。这就得通过日常细致观察的积累和大量文献资料的查阅来储备充足的素材。

　　2.教学过程的组织要有节奏感。由于课程涉及大量的经验公式推导，内容比较枯燥难懂，学生容易疲劳走神，线下课程可以通过肢体语言、面部表情及板书吸引学生，引导学生完成。但是线上学生自学或者ppt播放效果都很差，如何在线上教学过程中“紧紧抓住学生的大脑一起运转”成为关键，因此每一个案例的设计要把握好节奏，有“舒缓”，有“紧迫”，有“热烈”，有“释然”，再这样起伏不定的音符下才能够带着学生一起遨游，一起探索，才能提高学习效率。

　　3.课堂教学的结果既要“落地”，也要“升华”。工科课程的学习最终是要锻炼学生的工程思维能力，教给学生解决实际工程问题的能力。因此每个知识点的设计，一定要引导学生回归到实践中，让他们能找到自己学习知识的“影子”，让学生获得成就感，在此基础上，每个知识点的结尾应该是开放的，能够引导、启发学生去发现与所学知识相关的实际问题，尝试用已有理论去分析问题，尝试解决问题，甚至提出自己的设想，开启学生在该领域的探索之门。

　　三、在线教学的实施

　　按照在线教学资源准备、平台资源利用、在线教学组织和教学过程、课后效果反馈流程进行，具体如下：

　　1. 在线教学资源准备。首先是教学内容的“碎”与“减”。由于在线教学不在教室不见面，降低了教师的吸引力，因此40分钟一节课时间太长了，无论教师用什么方法都无法达到原有的授课质量，必须要对核心内容进行精简，一堂课拆成15-30分钟一段来授课。不同类型的内容，颗粒度应该有所不同，这个叫“碎”；梳理出课堂内讲授和课堂外自学的教学内容，使之互为补充，这个叫“减”。其次是结合每个知识点进行案例内容的设计，根据实际情况选择合适的生活案例，一方面案例必须符合这节课的教学内容，另一方面必须贴近学生的生活。例如在流体流动原理讲解中我们设置的是小区供水问题；管路阻力计算中我们设置的是“汽车外形的演变史”问题；热传导计算中设置的是生活的保温杯问题；热对流计算中设置的是“空调”和“暖气片”问题，吸收设置的是“切洋葱”问题，精馏设置的是“祖先的酿酒”问题。再次是对重点知识的小视频和动画制作以及线上已有资源的整合。将课程教学中的公式推导过程通过录播制作成小视频，将涉及的设备结构和工作原理制作成动画。经过梳理和准备，生物工程专业的化工原理依据知识点共设置了64个教学案例，制作和下载了36个动画，录制了6个小视频。

　　2.平台资源的利用。化工原理作为一门历史悠久的基础课程，在线教学资源比较丰富，在备课阶段，教师通过提前观看这些教学资源，针对不同学校不同专业的教育背景，将这些教学资源进行分类鉴别，挑选出适合本专业学生的资源，嵌入到每个知识点中，提供给学生，让学生能高效的利用平台资源。

3.在线教学的组织形式和教学过程。每个知识点以案例形式展开，1节课的时间一定要把握好节奏，让学生在课堂节奏感的带动下融入其中，同时要重点突出，主题明确，才能提高学习效果。如案例引入和互动讨论部分，营造轻松氛围，鼓励学生畅所欲言；理论推导部分，老师提供思路，总体布局，让学生分组竞争，动手演绎，在线展示，增加紧迫感；接着老师进行总结、演绎过程，循循善诱，带入知识的实际应用；然后进行核心知识点的梳理和总结；最后提出实际问题，让学生课后参与调研，在衔接下一个知识点前进行讨论。

　　4. 软硬件的准备，提前热身。提前将教学资源包括视频、动画、电子版教材、平台资源信息、课件、教学日历、调研问题等资料发布给学生，并通过QQ群公告告知学生上课前的准备工作。保证每位同学在上课前明确知道如何上课，怎样上课？上课前通过直播间多次试播讲课内容，让学生提前“热身”，保证在上课期间软件、硬件都能正常运行。

　　四、在线教学效果

　　1. 出勤率高。化工原理在线课程自2月18日运行至今，近2个多月以来，生命学院生物工程专业2018级75名学生无一缺勤，不一样的授课方式，不一样的学习环境，却是引发了学生异常高涨的学习热情，取得了良好的教学效果。

　　2. 作业完成度好。对于每节课后的作业题，同学们都能认真完成，保质保量按时上交，并能在学习群中踊跃讨论、分享，存疑之处都在老师与学生、同学与同学的讨论间得到解决。

　　3. 课后师生互动不断。除了课堂上的踊跃发言和热烈讨论，课后同学们也会对课堂内容及课外材料进行思考，发散思维，踊跃提出疑惑、寻求解答，学习热情高涨。

　　在线教学是一个长期的工程，需要精心打磨，不断改进。所以尽管目前化工原理课程在线教学取得了良好效果，但是也存在不足，主要是不能通过视频直观的与学生互动，缺少表情、肢体语言的交流，仅凭声音、文字有时候不能准确把握学生的掌握程度，及时对上课进度做出调整。后期需要不断尝试其他功能更好的在线软件进一步提高在线教学的效果。