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基于SPOC的化工原理课程建设与思考

更新时间:2009-03-28

化工原理课程是化学工程类专业必修的专业基础课。其在各高校工科人才培养中的地位至关重要,不仅是学生的考研科目,而且是用人单位看重的具有专业背景的应用课程[1]。因此,不断的发展及改革课程教学模式,引入先进的教学理念和手段,与时俱进的提高化工原理课程的教学质量,一直是我校化工原理课程的建设目标。自2013年哈佛大学提出建设SPOC(Small Private Online Course,小规模限制性在线课程)课程的理念,SPOC迅速被国内高校所接受,并开始大规模建设,在近几届召开的“大学化学化工课程报告论坛”会议中,SPOC建设已然成为了热点话题[2~5]。我校自2015年启动化工原理课程SPOC建设工作,目前还在持续建设中。以下为我校化工原理SPOC建设的基本思路和取得的一些初步经验。

1 化工原理SPOC建设的必要性

在SPOC建设之前,我校化工原理的网络教学资源经多年建设已经初具规模,涉及教学日历、教学大纲、课程讲义、课件、例题习题库等。但必须看到,同其他大多数课程一样,化工原理一直沿用传统的教学模式,即课堂灌输式模式,对于具有知识点多杂、课程复杂难学等特点的化工原理而言,这种教学模式主要存在以下几点问题:(1)学生“填鸭式”的被动学习。众所周知,化工原理课程的重要性,但自高校课程教学改革以来,该课程学时数呈逐渐下降趋势,但课程内容并没有随之减少,绝大多数老师想方设法在有限的课时内把尽可能多的知识传授给学生。这样直接导致满堂灌式的填鸭教学:学生被动接受,主动性丧失,机械的学习应付考试,教师不可谓不努力,但效果确实一般。(2)学生“创新性”思维的缺失。也是源自于填鸭式教学,大量知识随堂讲授给学生,学生被动接受,学生本该天生具有的学习积极性和创造性都逐渐磨平或降低,没有充分的时间思考,体会不到学习的快乐,难以产生创新性思维。显然,这与当下时代要求的创新理念是不合拍的。

目前,佛山市已建立相关食品安全追溯系统,包括以“检测+追溯”为核心的食品安全监管体系的构建,“电子支付+检测追溯+食品安全责任保险”项目的开展,“放心肉菜示范超市”创建活动的开展,“互联网+智慧菜市场”的推行等。但现有的食品安全追溯系统在满足健康中国战略和食品安全战略要求方面仍有不足,缺乏对数据质量问题、标准不一问题、数据孤岛问题等,不能使数据与市民生活实现有效对接,挖掘、发挥其真正的价值。

与之相对应的,SPOC 教学模式倡导翻转课堂模式,首先在网络教学平台上提供优质的教学资源,供学生进行自主学习,师生可以线上线下互动交流;其次,课堂教学上,师生可进行直接的授课与交流。鉴于此,有必要将SPOC引入化工原理课程建设中,发挥SPOC教学模式的优势,用以弥补化工原理传统课堂教学的不足,从而提升课程的教学效果。

目前,全县还没有一家花椒深加工企业,产业链短,产品附加值不高,产品基本上是以原材料形式进入市场,椒农主要靠商贩到家收购,没有形成稳定的营销渠道和完善的销售网络,市场秩序混乱,市场开拓能力弱,价格波动大。同时,秦安花椒尚未形成品牌效应,不利于当地花椒知名度和市场知晓率的提高,加之部分农户和客商掺杂用假,影响了产品声誉和经济效益的提高。

2 化工原理SPOC的基本建设思路

众所周知,SPOC是建立在MOOC(慕课)基础上的教学模式,是以慕课(MOOC)给学生提供的网络优质教学资源为基础的,强调学生课下通过网络资源的自主学习。因此,SPOC课程建设首先要对网络教学资源进行规划和设计。化工原理作为专业基础课,在一般大学中普遍开设,并都建有网络教学平台,相关的资源十分丰富。学生面对网上浩如烟海的慕课教学资源和授课视频也会迷茫,究竟从哪里入手,在有限的时间内能达到最好的学习效果?。对此问题,我们提出避免重复建设,强调特色建设的想法。即教学平台应提供有特色的网络课堂教学视频,该视频不是课堂教学的翻版(各大名校教学网站上普遍具有化工原理大课堂教学视频,在此避免重复建设),而是15~20 min左右的微课程视频(15~20 min时间可以保证学生保有足够的注意力,提高自学效果),微课内容主要集中在化工原理各章节的难点、重点、重要例题、专业特色知识的讲授上。例如,吸收章节的双膜理论,该理论涉及吸收的传质阻力及吸收控制步骤等问题,是吸收章节重要的理论基础。但因课时有限,实际课堂上对该理论的讲解有限。我们将该理论作为一个知识点,单独讲解录制成一个微课程,供学生自学。再如,精馏章节的恒沸精馏、萃取精馏等,吸收章节的塔内返混、吸收剂再循环等,流体流动章节的非牛顿流体等知识点,虽然不是课程的主要内容,但在实际应用中很有可能遇到,为此也应制作为微课程,供想多学、好学的学生自学使用。总之,化工原理SPOC网络教学资源需要教师进行有的放矢的规划和设计,让学生能从中准确找到知识点,解决学习中遇到的问题。

  

图1 化工原理课程的SPOC 教学模式

化工原理SPOC建设的主旨是为了促进知识内化升华,使学生得到进步与发展。其混合教学模式主要分为三大阶段:(1)课前工作:首先必须认识到化工原理属于难度较大的理工类课程(化工原理连同物理化学、大学物理和高等数学,被学生称为四大“抓人”课程),因此课前准备工作是十分重要的。教师根据课堂和章节重点内容设计网上教学资源,并事先有针对性的对学生布置课前基本学习任务,学生根据教材、课件、网络资源自主的预习并提出相关问题,师生可在课前通过网上互动进行交流,老师基本掌握学生的预习情况和问题所在。(2)课堂工作:面对面组织课堂教学依然是最直接有效的传授方式。在随堂教学中,教师主要任务仍然是教授为主,以章节的主要难点及重点知识的传授为主。但要留下一定时间用于师生交流,回答及讨论学生的提问,启发学生的思维,提高其创新性能力的培养。(3)课后工作:学生通过线上线下交流,反映课堂学习效果,提出见解和问题供教师参考。教师依据作业、小测试、单元练习题、网上互动交流、练习巩固新知识的情况,对SPOC教学质量进行评估,并采取相应措施不断的调整和改进。上述三个阶段中,教师指导下的学生课下学习,以线上线下及课堂交流为主要手段,不断在实践中探索及发展,逐渐完善化工原理SPOC建设,提高教学效果。

3 实践与思考

毫无疑问,课堂教学仍然是化工原理最直接有效的授课方式。虽然SPOC教学强调翻转课堂教学模式,即主要学习过程由学生课下自主完成,课堂教学形成师生讨论学习、学生学为主、教师教为辅的模式。但实践中发现,该模式并不完全适用于我校化工原理课程。化工原理是难度大的理工课程,学生自学难度更大,该课程知识若主要依靠学生自学是远远不够的(所谓完全自学不来听课的学生基本都“挂科”了)。因此化工原理需要引入翻转课堂模式,但该模式需要因地制宜的进行调整。化工原理课堂教学中仍然以传统的教师教为主,师生讨论为辅,较之传统课堂教学增加师生讨论的时间比例。课程主要内容应以讲课方式传授给学生,学生课下自学过程中遇到的重点或者共性问题可以放在课堂中讨论,这样可兼顾传统教学与SPOC的优势,提高教学效果。

3.1 网络教学资源的规划与设计

SPOC属于新的教学模式,首先将化工原理作为SPOC建设试点课程,选取化学工程与工艺专业为建设试点班,选定扬州大学网络综合教学平台作为线上教学及建设平台。根据试点班SPOC课程的开展情况、经验及评估,再渐次开展其他专业的课程建设。目前进行的化工原理SPOC 建设的教学模式如图1 所示。

3.2 课堂教学安排

化工原理SPOC建设实施以来,我们针对化工原理课程特点,并结合SPOC教学模式,阐述SPOC实践中的问题和经验。

3.3 师生互动及考核方式

SPOC教学模式可简单理解为SPOC=慕课+补充交流的模式[6],慕课最大的问题是无法对学生进行有效管理,缺乏补充交流,导致学习通过率非常低。因此,师生互动及考核方式对化工原理SPOC建设是非常重要的一环。对于师生互动,教师应起到主导作用,毕竟任课教师对化工原理课程的熟悉程度远超过初次接触的学生。教师在课堂教学前可通过教学平台对学生布置预习及自习任务,分派相应的问题供学生先行思考,便于日后课堂及线上讨论。除不定期的在教学平台和学生讨论交流以外,教师在每周安排1-2次答疑,集中解决学生自学过程中遇到的问题,实践表明,师生互动性与SPOC教学效果呈现正比例关系。其次,对于考核方式,SPOC强调学生的课下自学,自学质量直接决定SPOC效果的高低。另一方面,学好化工原理是一个艰苦的过程,学生自身水平、学习主动性参差不一,那种具有高度学习自觉性的学生毕竟是少部分,大多数中等学生的学习是需要有些压力,并辅以考核才能转化为动力的。因此很有必要对学生进行细化考核。鉴于此,教师通过网络平台上布置的预习任务、作业等要定期检查和抽查,单元练习要以作业的方式定期提交并打分,课堂讨论部分对学生进行抽检提问,结合线上线下交流情况,教师对学生做出评估并纳入考核,计入课程的平时成绩。实践表明,学生的平时成绩与期末考试成绩基本成正比关系,即平时在SPOC课下投入多的学生,成绩也较好,师生交流和考核可以明显给予学生平时学习的压力和动力,提高SPOC建设的效果。同时也应看到,化工原理SPOC课程建设需要教师投入大量时间和精力,目前高校教师普遍面临教学、科研、职称等多种任务及压力,在日益重视科研的今天,任课教师如何在科研、教学中取得平衡,持续有效的进行课程建设,这是目前及今后化工原理SPOC建设面临的一个重要问题。

4 结

通过分析传统课堂教学中存在的弊端,分析了化工原理课程进行SPOC建设的必要性,阐述了我校化工原理SPOC课程建设的基本思路及混合教学模式。经实践及思考后,提出对SPOC教学平台的网络教学资源应该有的放矢的规划和设计,通过特色建设微课等方式提高学生学习兴趣及效果;化工原理翻转课堂应仍以教师教为主,师生讨论为辅的模式进行;应增加师生交流及互动性,强化SPOC课下考核,提高学生课下的学习主动性,从而全面提高化工原理SPOC课程的建设质量及教学效果。

肺癌 SUN等[4]发现在接受顺铂化疗的非小细胞肺癌患者的不良反应中,lncRNA-XIST基因是一个潜在的靶点,lncRNA-XIST/miR-17/自噬通路可能提供了治疗耐药的非小细胞肺癌的新靶点。lncRNA糖基化终产物特异受体通过增强自噬促进了肺癌细胞凋亡[5]。

参考文献

[1] 叶长燊,邱挺,李玲 等. 化工原理课程体系中工程素质与能力的培养[J]. 化工高等教育,2016,149(3):57~63.

[2] 张超,梁玉祥. “慕课”浪潮下化工原理教学改革的新思路[J]. 高等教育发展研究,2015,32(1):26~28.

[3] 赵祯霞,童张法. “慕课”时代带给化工专业本科教学的机遇和挑战[J]. 广州化工,2014,42(21):238~239.

[4] 郭晓艳,段红玲,王兰娟 等. 基于SPOC教学模式的课程教学设计—以化工原理为例[J]. 高教专区,2016,24:95~97.

[5] 徐小凤,王祖源. 基于SPOC的大学物理课程实践效果研究—以同济大学的物理课程为例[J]. 现代教育技术,2016,26(3):87~93.

[6] 徐葳,贾永政,阿曼多·福克斯 等.从MOOC到SPOC—基于加州大学伯克利分校和清华大学MOOC实践的学术对话[J].现代远程教育研究,2014(4):13~22.

 
张淮浩,赵静,郑珍珍
《化工时刊》 2018年第04期
《化工时刊》2018年第04期文献

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