新工科背景下基于慕課平臺翻轉教學模式在化工原理教學中的應用

盧翠紅

摘要：翻轉課堂培養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基礎課，對培養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，通過翻轉課堂促進學生的自主學習，增強教師的動態跟蹤和過程性指導，進行化工原理教學內容、教學方法、和考核方法的創新，在教學過程中融入課程總政元素，探索打造金課，培養學生工程思維能力，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，培養終身具有可持續國際競爭力、創造力、實踐力和領導力的卓越工程創新人才?！靶鹿た啤北尘跋?，化工專業人才需具備更強的實踐能力與創新能力，這對高?；と瞬排囵B結構與質量提出新的挑戰?！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。翻轉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，強調學生在課堂中交流討論、分享知識和思路，從而激發學習的積極主動性;教師則轉變為學生學習的設計者、指導者、幫助者和學習伙伴，提升學生自主學習能力，培養學生創新思維能力。本文探索對化工原理課程進行翻轉課堂教學模式改革。

一、引導學生課下自主學習

翻轉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，教師將教學內容和知識點的PPT、視頻、動畫及課外作業等學習資源，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。平臺會統計學生的學習情況，教師關注平臺動態跟蹤了解學生預習情況。通過翻轉教學模式，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

翻轉課堂的目的是打造金課課堂。翻轉課堂充分激發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。重點在于創新思維、問題求解、決策、批判性思維、信息素養、團隊協作、自我管理和可持續發展等能力的培養。

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。在課前教師根據學生預習過程中出現的問題，確定學生的理解程度。課堂上對多數學生存在的共同問題進行講解和討論。設置課堂互動環節，在課堂上將問題現場發送給學生，學生現場解答，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，激發學生積極學習思考的熱情。

除此之外還設置了課外拓展環節，注重學生高階能力的培養。例如在第二章流體輸送機械內容講完后，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變到運用知識來解決問題，提高了學業的挑戰度，將以教為中心的教學轉變為以學生為中心的教學，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容的時候，在慕課平臺討論區發布討論主題，要求學生查閱資料尋找精餾過程的節能途徑。學生課下以小組形式在互聯網收集資料，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化如選擇經濟合理的回流比，回收精餾裝置的余熱，減小操作裕度，合理地選擇操作流程，可以達到節能的目的。新技術的應用是節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能的效果。案例分析教學可以培養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。專業課教師利用其獨特學科思維優勢，提煉專業課中蘊含的思政元素及價值理念，以專業知識承載思想教育，將其潛移默化為學生精神層面的價值指引?！罢n程思政”的獨特魅力與優勢在于把知識與價值觀教育、能力培養有機結合起來，既能發揮“育人”的功能，又能提升學生的能力，使二者協調同步，相互促進。例如在講傳熱的時候強調節能，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容中滲透環保、健康、安全和法律等化工過程的理念;在教學案例中培養安全嚴謹的職業素養，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，隨時關注網絡平臺，學生借助網絡按時完成題庫作業，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節進行總結性評價，將過程性評價納入學生最終的考核。

結束語

化工原理翻轉課堂教學模式改革的核心是將教師以“教”為主轉變到學生以“學”為主，充分發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。培養學生的自主學習能力和綜合素質，提升化工原理課程教學效果。學生從傳統課堂的被動學習者向翻轉課堂的自主學習者轉變需要一定過程。對于教師而言，不僅是觀念的改變，更是自身專業能力和素養上的一種挑戰。

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（作者單位：長沙理工大學化學化工學院）