高道偉 陳國(guó)柱

(濟(jì)南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,山東 濟(jì)南 250022)

2020—2022年,保證新冠疫情防控期間教學(xué)質(zhì)量,響應(yīng) “停課不停教、停課不停學(xué)”的號(hào)召[1]是當(dāng)時(shí)我國(guó)高校共同面臨的新挑戰(zhàn)。作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)最重要的專業(yè)課之一的“化工分離工程”,在疫情防控期間如何保證安全高效授課引起我校相關(guān)師生的重視。“化工分離工程”是工業(yè)生產(chǎn)工程中用于分離和提純混合物的工程學(xué)科,涉及“物理化學(xué)”“化工原理”“化工熱力學(xué)”等課程[2]。在時(shí)代的發(fā)展中,科技的進(jìn)步一直是社會(huì)發(fā)展的直接動(dòng)力,知識(shí)產(chǎn)權(quán)、資本、高端產(chǎn)品的制造一直是競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。作為人才培養(yǎng)的搖籃,大學(xué)的神圣使命一直是為國(guó)家的發(fā)展培育建設(shè)創(chuàng)新型人才[3]。

工程教育專業(yè)認(rèn)證不僅對(duì)學(xué)校的發(fā)展有著重要的意義,并且對(duì)學(xué)生未來(lái)的發(fā)展與就業(yè)也有著重要的意義。通過(guò)網(wǎng)頁(yè)專欄、微信公眾號(hào)、文化長(zhǎng)廊、宣傳橫幅等的宣傳教育,讓學(xué)生了解專業(yè)認(rèn)證對(duì)于學(xué)生以及學(xué)校的重要意義。將專業(yè)培養(yǎng)方案上傳至學(xué)院官網(wǎng),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)、講座、校園招聘等活動(dòng),使學(xué)生重視工程教育專業(yè)認(rèn)證工作。積極引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與大學(xué)生知識(shí)競(jìng)賽,讓各個(gè)年級(jí)的學(xué)生積極主動(dòng)參與到競(jìng)賽中,自發(fā)組成團(tuán)隊(duì)進(jìn)行參賽。通過(guò)主動(dòng)參與知識(shí)競(jìng)賽,不僅可以讓學(xué)生所學(xué)知識(shí)得到鞏固,在書(shū)面知識(shí)得到實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力也會(huì)得到相應(yīng)的鍛煉,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生的工程思維能力得到了鍛煉,也可以使校園到企業(yè)的距離不斷縮短,有效提高學(xué)生的素養(yǎng)。

“互聯(lián)網(wǎng)+”是當(dāng)前時(shí)代背景下的互聯(lián)網(wǎng)新形態(tài),傳統(tǒng)領(lǐng)域通過(guò)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了新形勢(shì)下的快速發(fā)展與優(yōu)化升級(jí)。在科技快速發(fā)展的時(shí)代背景下,課堂教學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相互結(jié)合,對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí),傳統(tǒng)的教學(xué)方式也受到了新的挑戰(zhàn)。化工分離工程在現(xiàn)代工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,并隨著化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展,化工實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜物料的分離提純技術(shù)也越來(lái)越得到重視。因此,“化工分離工程”也成為高等院校化工專業(yè)的主干課程[4]。在復(fù)雜的疫情形勢(shì)下,響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,安全高效地培養(yǎng)熟練掌握化工分離專業(yè)技能,具有分析設(shè)計(jì)能力,有自主探索、求知解惑的良好習(xí)慣,能夠適應(yīng)當(dāng)代化工分離技術(shù)發(fā)展需求的大學(xué)生是課程的培養(yǎng)目標(biāo)。

根據(jù)化工分離課程的特點(diǎn),作者介紹了新冠肺炎疫情防控形勢(shì)下互聯(lián)網(wǎng)與教育相結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)新模式。在線下教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)的情況下,運(yùn)用新型的慕課、雨課堂等多種在線教學(xué)方式,不僅能實(shí)現(xiàn)疫情形勢(shì)下的授課,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,挖掘?qū)W生的潛能,讓學(xué)生能積極主動(dòng)地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。這不僅僅是當(dāng)前教學(xué)的新模式,還會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)上授課的主要形式,帶動(dòng)新時(shí)代教學(xué)改革。

1 “化工分離工程”課程當(dāng)前存在的問(wèn)題

“化工分離工程”是我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程主要內(nèi)容為恒沸精餾、萃取精餾、反應(yīng)精餾、分子蒸餾、雙水相萃取、吸附、離子交換膜等分離技術(shù),采用32學(xué)時(shí)的授課時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行理論教學(xué)[5]。該課程長(zhǎng)期以來(lái)使用課堂授課方式進(jìn)行教學(xué),目標(biāo)是使學(xué)生掌握分離技術(shù)的基本原理、傳質(zhì)機(jī)理等基礎(chǔ)知識(shí);熟悉分離技術(shù)的特點(diǎn)、分離設(shè)備的工作原理、基本構(gòu)成及應(yīng)用;了解國(guó)內(nèi)外分離技術(shù)發(fā)展新動(dòng)態(tài)[3];了解化工分離技術(shù)在實(shí)際化工生產(chǎn)中的應(yīng)用;能夠?qū)?shí)際分離問(wèn)題進(jìn)行分析、識(shí)別;能夠熟練運(yùn)用化工模擬軟件對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中混合物的分離進(jìn)行模擬、優(yōu)化。然而在疫情形勢(shì)下,如何充分運(yùn)用線上教學(xué)優(yōu)勢(shì),響應(yīng)國(guó)家號(hào)召并保證教學(xué)質(zhì)量,完成教學(xué)任務(wù)成為教學(xué)的新挑戰(zhàn)。疫情形勢(shì)下的“化工分離工程”課程的教學(xué)問(wèn)題如下。

1.1 教學(xué)方法陳舊單一且難以保證聽(tīng)課效率

“化工分離工程”教師授課更加側(cè)重課本知識(shí),所涉及的公式不僅復(fù)雜,而且繁多,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)比較吃力,需要長(zhǎng)時(shí)間集中精力學(xué)習(xí)。教學(xué)內(nèi)容多著重采用課本重點(diǎn)內(nèi)容[6],在網(wǎng)課教學(xué)中與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)類似,沒(méi)有新意,難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)常發(fā)生老師長(zhǎng)篇大論而學(xué)生不認(rèn)真聽(tīng)講的情況,使教學(xué)效果不佳。

1.2 課程計(jì)算復(fù)雜且學(xué)生注意力不集中

“化工分離工程”課程在授課過(guò)程中有知識(shí)體系復(fù)雜、計(jì)算公式多而散、教學(xué)過(guò)程多以公式推導(dǎo)為主等特點(diǎn)。課件難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,且課本知識(shí)點(diǎn)如精餾、萃取等分離方法,基本原理與計(jì)算過(guò)程都比較繁冗復(fù)雜,學(xué)生在上網(wǎng)課過(guò)程中容易失去興趣,沒(méi)有積極主動(dòng)用公式解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)力,更多在期末考核前進(jìn)行突擊記憶以應(yīng)對(duì)期末考試。

1.3 學(xué)生缺乏自主探索、求知解惑的能力

學(xué)生經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期固定學(xué)習(xí)后,在學(xué)習(xí)過(guò)程中更習(xí)慣于聽(tīng)從老師講授課本內(nèi)容,而不是自主對(duì)課本知識(shí)進(jìn)行探索。在長(zhǎng)期枯燥的學(xué)習(xí)氛圍下,求知欲不斷下降,學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性與創(chuàng)新能力不再像最初接觸時(shí)濃厚。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人,是學(xué)習(xí)的主體。如何讓學(xué)生最大程度提升學(xué)習(xí)興趣,在課堂中加入到與教師、與同學(xué)的互動(dòng)中來(lái),充分挖掘自己的學(xué)習(xí)潛能,是每一位教師需要孜孜不倦進(jìn)行思考、探索與總結(jié)的。

如今社會(huì)的發(fā)展日新月異,互聯(lián)網(wǎng)信息更迭也十分迅速?；ヂ?lián)網(wǎng)信息總量大、更新快,在線上教學(xué)的過(guò)程中學(xué)生容易受到影響。線上教學(xué)時(shí),學(xué)生活動(dòng)相對(duì)自由,更容易受到游戲、短視頻等娛樂(lè)項(xiàng)目的誘惑。如何讓學(xué)生拒絕誘惑,自主學(xué)習(xí)成為目前教學(xué)的新問(wèn)題。

1.4 網(wǎng)絡(luò)授課缺乏課程知識(shí)與工程實(shí)際的聯(lián)系

網(wǎng)絡(luò)授課時(shí)使用課堂PPT授課,課后學(xué)生完成習(xí)題的授課模式。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有實(shí)際案例將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行施展,且在疫情形勢(shì)嚴(yán)峻復(fù)雜的情況下也難以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行正常的工廠實(shí)習(xí),以了解實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程中如何使用分離知識(shí)進(jìn)行實(shí)際混合物的分離。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)生難免會(huì)感覺(jué)所學(xué)知識(shí)更加抽象,學(xué)習(xí)興趣也隨之下降。

因此如何改變網(wǎng)絡(luò)授課仍按照傳統(tǒng)授課方式進(jìn)行、改善“化工分離工程”授課過(guò)程中存在的問(wèn)題是亟待解決的問(wèn)題。作者結(jié)合濟(jì)南大學(xué)“化工分離工程”課程在實(shí)際授課過(guò)程中的問(wèn)題,提出以下幾點(diǎn)建議以完成“化工分離工程”授課目標(biāo),響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,在完成授課目標(biāo)的前提下保證學(xué)生安全與素養(yǎng)提升。

2 “化工分離工程”教學(xué)改革與實(shí)踐

在“化工分離工程”這門(mén)涉及大量公式推導(dǎo)、知識(shí)點(diǎn)等內(nèi)容的課程中,課堂教學(xué)是完成教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在線上教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生進(jìn)入相應(yīng)的課堂中進(jìn)行學(xué)習(xí),教師開(kāi)啟相應(yīng)課堂進(jìn)行授課,學(xué)生與老師同步進(jìn)行一門(mén)課程的學(xué)習(xí)與授課,老師可及時(shí)調(diào)節(jié)課堂氣氛,通過(guò)設(shè)置隨堂習(xí)題、邀請(qǐng)學(xué)生發(fā)送彈幕提出問(wèn)題、對(duì)表現(xiàn)好的同學(xué)發(fā)放紅包等小技巧緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力[7]?！盎し蛛x工程”授課時(shí),計(jì)算量大,教學(xué)內(nèi)容晦澀難懂,學(xué)生難以對(duì)抽象的知識(shí)進(jìn)行形象的理解,教師可在授課過(guò)程中穿插科研實(shí)例,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)方式不斷改革發(fā)展的今天,學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體,老師應(yīng)該成為學(xué)生前進(jìn)道路上的引路人、協(xié)助者,教師要從根本上實(shí)現(xiàn)自己身份的改變,根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易程度進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)發(fā)展與超越。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,運(yùn)用新興教學(xué)模式

目前網(wǎng)上教學(xué)多采用PPT播放形式,主要以課本內(nèi)容為主,無(wú)法充分發(fā)揮多媒體授課的優(yōu)勢(shì)?？稍谡n本內(nèi)容的基礎(chǔ)上多穿插音像視頻,以圖片及動(dòng)畫(huà)的形式向?qū)W生展示更加生動(dòng)形象的知識(shí)點(diǎn)[8],以生動(dòng)有趣的形式展示晦澀抽象的知識(shí),激發(fā)學(xué)生對(duì)“化工分離工程”的學(xué)習(xí)興趣。

在教學(xué)內(nèi)容上可以將與交叉學(xué)科(如化工熱力學(xué)等)課程相重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行刪減,增加實(shí)際生產(chǎn)中碰到的分離設(shè)備故障實(shí)例、化工分離實(shí)際案例等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),增強(qiáng)課程理論與實(shí)際工作的聯(lián)系,使學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)充分運(yùn)用,提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

2.2 熟練使用網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行高效授課

在網(wǎng)課期間,由于“化工分離工程”課程的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)復(fù)雜,公式的運(yùn)用需靈活熟練掌握方能解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,但由于無(wú)法像課堂授課一樣可以實(shí)時(shí)看到學(xué)生的狀態(tài),學(xué)習(xí)與否全靠學(xué)生自覺(jué)。因此在授課前可以錄制與課程相關(guān)的教學(xué)視頻方便學(xué)生課前預(yù)習(xí),以便其對(duì)課程內(nèi)容有所了解。授課過(guò)程中穿插簡(jiǎn)單的問(wèn)題提問(wèn)與實(shí)際案例解答,既便于學(xué)生及時(shí)掌握知識(shí),也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力。利用多種實(shí)時(shí)會(huì)議軟件(如騰訊會(huì)議、QQ課堂、雨課堂等)進(jìn)行直播授課,在上網(wǎng)課的過(guò)程中,學(xué)生也能像教室授課一樣及時(shí)反映問(wèn)題,提高授課效率。老師也可將上課內(nèi)容以錄屏方式保存以便學(xué)生反復(fù)觀看,更有利于學(xué)生課后復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)。課后學(xué)生以網(wǎng)上錄屏方式提交報(bào)告,并建立一個(gè)問(wèn)題討論平臺(tái)方便同學(xué)之間互相討論問(wèn)題,及時(shí)交流收獲。

在線上教學(xué)中,QQ群課堂等教學(xué)軟件可以全程錄屏,回放功能可以無(wú)限使用。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中如果有疑問(wèn)可以進(jìn)行反復(fù)觀看從而解惑。群課堂授課時(shí)也可以在群內(nèi)發(fā)布問(wèn)題,讓學(xué)生以投票以及課堂作業(yè)的形式對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行反饋,可以得到學(xué)生的預(yù)習(xí)以及知識(shí)的掌握情況,使教師能及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,調(diào)整自己的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中可以發(fā)送彈幕,讓老師即時(shí)看到自己想問(wèn)的問(wèn)題,減少了面對(duì)面交流時(shí),學(xué)生不好意思提問(wèn)情況的發(fā)生。線上教學(xué)時(shí),教學(xué)資料的分享與教學(xué)視頻的可回放功能使得學(xué)生有更充足的時(shí)間進(jìn)行所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生學(xué)習(xí)為主,老師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。

2.3 提高學(xué)生求知欲

首先是通過(guò)適當(dāng)?shù)奶釂?wèn)來(lái)激發(fā)學(xué)生求知欲。通過(guò)提問(wèn),學(xué)生能主動(dòng)構(gòu)建已有認(rèn)知,從經(jīng)驗(yàn)提煉出理論,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)事物間關(guān)聯(lián),通過(guò)已有知識(shí)探索新的可能性。提問(wèn)不應(yīng)僅僅只是應(yīng)付于形式化的“是么”“是吧”“是”,而需要真正引發(fā)學(xué)生思考,特別是發(fā)散性、多元化思考。

其次是采用任務(wù)和活動(dòng)形式的教學(xué)方法。在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)知識(shí),學(xué)生對(duì)一部分內(nèi)容已有一些基礎(chǔ)認(rèn)知時(shí),采用任務(wù)形式的教學(xué)方法能較快提升學(xué)生歸納總結(jié)知識(shí)、融會(huì)貫通理論與實(shí)踐的能力。好的任務(wù)模式能充分提升學(xué)生的積極性與參與感,使得課堂生動(dòng)有趣,不再是枯燥無(wú)味與陌生的知識(shí),而是可以親眼看到、自己參與的學(xué)習(xí)過(guò)程。這能使理論知識(shí)更快落地,也是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的最佳途徑之一。任務(wù)與活動(dòng)過(guò)程中也能充分發(fā)展學(xué)生互幫互助、相互分享與交流的能力,提高學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)能力與人際協(xié)調(diào)溝通能力,提升學(xué)生的表達(dá)能力與語(yǔ)言總結(jié)溝通能力。

2.4 提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力

疫情防控期間,學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐會(huì)受到一定的影響,無(wú)法到化工廠進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,理論知識(shí)只能停留在書(shū)本上。因此在授課過(guò)程中,可以在知識(shí)點(diǎn)中穿插實(shí)際化工生產(chǎn)車(chē)間及設(shè)備的圖片,鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在公式講解過(guò)程中,使用實(shí)際化工生產(chǎn)中分離混合物的相應(yīng)案例,讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中充分掌握知識(shí)點(diǎn),使理論知識(shí)不僅僅停留在書(shū)本上,更能體現(xiàn)在社會(huì)生活中。

收集工廠現(xiàn)場(chǎng)分離設(shè)備存在的問(wèn)題,提取工廠數(shù)據(jù),讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)程序進(jìn)行計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生解決工廠中實(shí)際的分離問(wèn)題的能力。

在目前的教學(xué)中,仍然有一些問(wèn)題需要教師關(guān)注:一是線上教學(xué)過(guò)程中,老師無(wú)法看到學(xué)生是否在認(rèn)真聽(tīng)課,學(xué)生可能將教學(xué)軟件掛后臺(tái)而去干別的事情。二是長(zhǎng)期使用電子產(chǎn)品引起學(xué)生身體問(wèn)題,如視力下降、長(zhǎng)期低頭聽(tīng)課使頸肩負(fù)擔(dān)過(guò)重引起頸肩酸痛等問(wèn)題。這些問(wèn)題也是老師需要注意的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

事實(shí)證明,在疫情防控期間采用線上授課的方式是完全可行的,以直播授課的方式替代傳統(tǒng)的教學(xué)方式也可以充分實(shí)現(xiàn)“化工分離工程”的教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)疫情防控期間“化工分離工程”課程授課存在的問(wèn)題,教師通過(guò)在線教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,積累了疫情防控下教學(xué)的豐富經(jīng)驗(yàn),掌握了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具的熟練運(yùn)用,為當(dāng)前形勢(shì)下教學(xué)改革提供了經(jīng)驗(yàn)?；し蛛x教研組進(jìn)行了相關(guān)討論與研究,結(jié)合本校教學(xué)實(shí)例,提出優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,利用新興教學(xué)模式,使用網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行高效授課,將實(shí)際案例與理論知識(shí)相結(jié)合從而完成教學(xué)任務(wù),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高網(wǎng)絡(luò)授課效率,完成國(guó)家號(hào)召,讓學(xué)生不僅能保證身體健康,還能高效完成學(xué)業(yè)。