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  摘要:为培养适应地方经济社会发展需要的高素质应用型人才,文章依托“超星学习通”教学平台,遵循“学生中心、产出导向、持续改进”的教育理念,在实践教学(化工实训)课程中建立线上线下混合式实践教学模式助力人才培养。经过“课前线上预习—课上线下教学—课后线上线下互动”的实践,产生了良好的实施效果。一方面提高了学生学习的主动性,培养其发现问题、分析问题和解决问题的能力,锻炼学生实践操作能力及综合运用知识能力,全面提升学生的综合素质;另一方面完善了人才培养过程管理与质量监控体系。

  关键词:应用型人才;混合式模式;实践教学

  0引言

  合肥师范学院化学工程与工艺专业人才培养目标是以满足化工、制药、能源、材料等行业发展的人才需求为导向,致力于培养具有较强的社会责任感、高尚的道德品质、积极主动的工作态度、扎实的专业知识和较强的实践动手能力、富有创新思维、拥有发现问题和解决实际问题的能力以及能够胜任化工及相关领域生产运行与技术管理、工程设计、技术开发和科学研究等工作岗位的高素质应用型人才。

  在应用型人才培养过程中,实践教学(化工实训)是化学工程与工艺专业独立设置的综合实践课程,总学时16学时,属于化学工程与工艺专业人才培养方案中重要的实践性教学课程。该课程与化工原理、化工工艺学、化工仪表及自动化、化工设计等专业核心课程知识密切关联并且应用性强,与工业实际生产衔接紧密,符合学校“应用型”办学定位,是培养适应地方经济社会发展需要的高素质应用型人才的必修课程。

  实践教学(化工实训)基于乙酸乙酯的合成与提纯,以项目式实施教学内容,该课程在书本理论知识和实际生产实践环节之间架桥铺路,可以让学生在校内体验实际生产过程,增强学生利用理论知识指导实际生产操作的能力,是学生从学校实验室走到工厂生产车间的纽带,为学生毕业后直接走上工作岗位,能胜任化工相关领域的生产、研究和设计工作打下了坚实的基础。

  1传统实践教学中存在的人才培养问题

  在传统的实践教学(化工实训)过程中,一般采用以下教学模式[1]:课前预习—课堂教学—课后实验报告。在课程实施和人才培养过程中,学生需要改进的问题如下。

  1.1学习主动性不足,实践动手能力弱

  虽然有课前预习要求,但传统预习资料主要依托实验讲义,其中实验目标和实验步骤中涉及众多学科的基础理论知识,对学生的专业素质要求高。部分学生由于专业基础知识薄弱导致预习效果不好,知识点无法消化,打击了他们的积极性,有些学生甚至不预习,暴露出学生学习主动性不足的问题。这就需要主讲教师在课堂教学环节中需花大量时间讲解相关基础知识,受限于课堂学时,留给学生实践练习的时间被压缩,不利于学生工程实践动手能力的提升。

  1.2独立思考能力欠佳,沟通交流互动少

  学生习惯于被动接受课堂上教师输出的知识点,不善于将书本理论知识与实践项目内容建立关联,也缺乏进一步思考课堂所学知识在工业界或学术界实际应用的动力,这种习惯于“被动填鸭式”的舒适区学习状态,无形中抑制了学生独立思考能力。在接下来具体操作化工单元项目时,有的学生似懂非懂、不懂装懂,有的学生碍于情面不好意思向老师同学请教,求知欲望没有得到彻底激发,生生互动和师生交流频次有待提高,这也不利于学生沟通能力、团队协作能力、领导力等素质的培养。

  1.3总结归纳能力不佳,灵活运用知识能力差

  一些学生即使做完实验后,头脑中没有建立实验项目的知识框架,他们的实践训练仅仅是“照葫芦画瓢”似的模仿老师的操作,并没实现知识的消化吸收再利用,实验报告复制讲义内容或同学之间互相抄袭,总结内容空洞,也没达到对所学知识入脑入心的目的,不能有效发现问题、分析问题和解决问题,也无法体现其对知识的再输出和灵活运用能力。

  为了解决上述问题,遵循“学生中心、产出导向、持续改进”的教育理念,在人才培养过程中坚持以学生“学”为中心[2],以化学工程与工艺专业人才培养目标为导向,全面提升学生综合素质以满足应用型人才培养需求,在实践教学(化工实训)课程中引入线上线下混合式实践教学模式。

  2线上线下混合式教学模式助力人才培养

  依托“超星学习通”教学平台,构建“课前线上预习—课上线下教学—课后线上线下互动”的混合式实践教学模式[3-6],各阶段教学活动及人才素质培养目标如图1所示。
 

 
  2.1课前

  为了提升学生学习主动性,夯实其专业基础知识,课前学习主要为线上学习。主讲教师在学习通平台建立实践教学(化工实训)课程线上学习空间,完成了学校自建的乙酸乙酯化工实训项目,针对每一项目提供实训教学微视频,包含实训项目的工艺流程、主要仪器设备、操作步骤、实训时的注意事项、实训安全问题等内容,学生可按照学习通章节资源进行课前自主学习。为进一步拓宽学生的知识领域,夯实专业基础知识,主讲教师还提供了实训所用仪器设备结构及原理演示图、与实训项目相关的文献、资料的链接网址,便于学生全方位了解待做实践项目。同时,预留讨论话题,列出实训项目的任务清单,利于学生课前做到心中有数,课堂学习更具有目标性。

  2.2课上

  课堂时间主要是学生操作和师生交流互动,创建适合学生操作和有效交流互动的实训环境,有利于激发学生实训的兴趣和激情,提高学生综合素质的培养。

  2.2.1实践操作,个性化指导,增强工程实践能力

  主讲教师在线下课堂工作职责主要是梳理实训项目中涉及的知识点及其互为关联关系,引导学生举一反三、触类旁通、培养创新思维,指导实践操作。在线上线下教学模式中,课堂活动是知识消化吸收的助推器。由于在课前,学生已预学习相关知识,来到线下课堂,教师则可带领学生进入实训场所进行实训操作。教师首先交代实训任务及注意事项,确定实训方案后,学生开始实训操作。教师可将实训学生分成若干小组,团队成员之间沟通协作共同完成某一任务。在完成任务的过程中,学生通过课前学习,已经对反应釜、中和釜、萃取塔、精馏塔、物料管道、流体输送泵、换热器等设备的结构和原理有所了解,视频教学中观看了温度、压力、流量、物位等参数的控制方法,待自己操作时,学生之间可以互相提醒,交流探讨,充分发挥主观能动性来完成操作,教师则可深入到学生中间,鼓励学生在课堂上独立操作,深入探究工艺操作原理。教师通过观察,针对学生的实际操作情况进行个性化指导和点拨,学生对课前预习中不懂的地方可以通过师生、生生互动交流解决。通过这种教学方式,真正实现了个性化指导,学生工程实践能力也可得到有效提升。

  2.2.2圆桌讨论,深入交流,提升沟通交流能力

  在操作项目完成之后,师生们可以共聚学习桌边,针对课前预留的讨论话题进行深入交流探讨。学生经过独立操作、协作学习之后,教师要鼓励学生对讨论话题进行有深度的交流。例如在乙酸乙酯的合成过程中,如何使乙酸和乙醇生产乙酸乙酯的这一可逆反应向正方向进行得更彻底。个人或小组团队回顾实际操作过程,反思操作过程的合理性,探讨是否还有更有效的方法来解决这一问题。让学生大胆去表达,训练学生的信心和胆量,提高其沟通交流能力和团队领导力。

  2.2.3项目总结,自主反思,提高总结归纳能力

  在课堂活动的最后,由教师引导学生总结实训项目内容。教师可引导学生反思和总结自己在实训环节中做得好的地方以及不足之处,同时鼓励学生说出不理解的地方或教师自主提出学生忽略的问题。例如乙醇回流管道为什么要做成“U”形,这样的问题大部分学生可能没有重视,教师则可提出,引导学生一起思考,最后解决这个疑惑。通过教师积极正确的引导,便于提高学生自我总结和反思能力,学生的反馈也利于教师不断地提升教学效果。

  2.3课后

  经过课堂活动之后,学生对实训项目有了更深层次的理解,接下来可通过作业及考核等内容来提升学生独立思考和运用知识解决问题的能力,做到学以致用。学生的表现情况是对知识消化吸收的直接反馈,可体现线上线下混合式实践教学模式的实施效果[7]。课后活动主要包括以下内容。

  2.3.1再设计工艺流程图的绘制与新项目,提升灵活运用知识能力

  学生在完成任务后,需寻找物料流入与流出方向,工艺管线、判断工艺路线上各种阀门零部件的工作状态是否合适。在这一系列的操作过程中,学生清楚了生产工艺过程。但从未来职业的发展角度来说,如果想成为一名工程师,不但要学会看懂工艺布局,还要自己会布置工艺管线,绘制工艺流程图。因此,课后,学生需根据实际生产特点将其电子版的工艺流程图绘制出来。为了培养举一反三的能力,教师可布置相关知识点的化工设计比赛项目工作,让学生对生产工艺进行再设计,从而训练学生学以致用的能力,达到对所学知识的真正运用。

  2.3.2以学生为主体,录制项目微视频,激发使命感和责任感

  期末考核以学生为主体进行微视频资源的录制:由于乙酸乙酯合成与提纯工段实践教学微视频是开展线上学习的重要资料,在整个实训环节指导中发挥重要的作用。但这些微视频资源的创建,要打破传统依赖任课教师录播资源的惯例,突出以学生为主体的教学理念。要求学生上完课后,根据自己的理解录播特定工段的工艺流程及操作要点,作为视频资源上传至网络学习平台,供同届同学之间相互交流学习或作为微视频资源,待下一届学弟学妹们线上学习使用。这样的做法激发了学生学习热情,赋予其使命感和责任感。学生们为了在同学和学弟学妹们面前树立良好的形象,在实践过程中主动获取知识的积极性增加,遇到问题有强烈弄明白其原理的欲望,学习热情大幅提高,也提升了学生对课程知识的消化理解。

  2.3.3创建教学互动平台,加强课后交流,有助于优化人才培养策略

  学生把自己的实训成果、设计作业,实训心得或者问题分享在学习通教学空间,教师可线上修改作业,与同学互动交流,答疑解惑[8]。教师也可根据学生提供的各种反馈信息,及时掌握学生状态,开展教学效果反馈与评价,从中发现问题并不断调整和优化教学策略。

  3线上线下混合式实践教学模式的实施效果

  3.1全面提升学生综合素质


  对比传统教学模式,线上线下混合式教学模式突出以“学生”为中心,教师课前以视频、PPT等形式提供丰富的学习资源,满足学生深入了解待做实训项目内容的需求,学生可打破时空限制,随时随地学习。课堂上教师引导学生将多学科知识点关联并综合应用于具体实训环节,学生动手实践时知其然并知其所以然;通过个性化指导和圆桌会议交流讨论,充分调动学生的交流欲望并提升其主动思考能力,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力。同时将所学知识运用于化工学科竞赛实际案例中,在竞赛任务的驱动下,团队成员协作互助,主动思考,搜集并总结归纳各类资料,运用多种文档及绘图软件完成竞赛任务书内容的撰写,并进行公开演讲答辩。这一过程中学生的综合素质得到全面提升,他们也取得了良好的竞赛成绩。如学生在2023年全国大学生化工设计大赛中荣获华中赛区一等奖1项,国家二等奖1项。

  3.2助力课程建设,完善人才培养过程管理与质量监控体系

  本课程在前期线上线下混合式课程建设过程中,提供了实训项目微视频,实训所用仪器设备结构及原理演示图,实训项目相关的课外文献、资料,与实训知识点相关联的化工设计比赛项目习题等,可打破时空限制,供学生课前课后学习。利用网络教学平台,完整记录教学过程和学生学习情况,实现过程可回溯,材料可追溯。教师通过撰写实践教学(化工实训)课程分析报告,监测本课程人才目标达成和支撑毕业要求达成情况,及时诊断教学效果,不断改进人才培养方法。
 

 
  4结语

  根据新时代新工科对应用型人才的培养要求,结合“互联网+”等信息技术的发展趋势,通过在实践教学(化工实训)课程中开展线上线下混合式教学助力人才培养。教学目标明确、教学方法多样、教学活动丰富,利用线上线下混合式教学方法建立多元化考核模式,以学生为中心,培养学生主动思考问题,分析问题和解决问题的能力,强化团队合作能力和改革创新能力的培养,全面提升学生的综合素质。但是更高质量教学内容的建设还有待进一步的优化完善,线上线下混合式教学改革助力人才培养的探索之路依然任重而道远。

  参考文献:

  [1]田文,吉俊懿,刘长军,等.新工科时代化工原理实验线上线下混合式教学[J].实验科学与技术,2023,21(2):88-91.

  [2]章建东,吴莹,严吉林,等.线上线下混合式实验教学模式的改革与探索[J].大学化学,2022,37(2):15-22.

  [3]左广玲,叶红勇,李入林,等.基于学习通平台的“化工原理”线上线下混合式教学探索与实践[J].安徽化工,2022,48(2):133-137.

  [4]王睿鹏,韦海成,朱新杰,等.线上线下混合式金工实训课程教学改革探索[J].科教文汇,2023,579(3):99-103.

  [5]高锦红,范建训.混合式教学模式在物理化学实验课程中的应用[J].云南化工,2023,50(10):159-161.

  [6]李昌新,张庆武.“互联网+”的线上线下混合式教学模式研究[J].科教文汇,2021,517(1):80-81.

  [7]王玉周,马杨豹,李玥,等.“互联网+”视域下“高分子物理”线上/线下混合式课程教学实践[J].安徽化工,2023,49(5):179-186.

  [8]肖东彩.线上线下混合式教学方法在《化工仪表及自动化》课程中的改革与实践[J].山东化工,2020,49(22):180-182,184.
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