大学化学, 2018, 33(11): 42-46 doi: 10.3866/PKU.DXHX201807018

教育专题

闯关式与翻转式结合的课堂教学方法——以化工原理课程为例

徐竹莹, 岑明春, 徐佳迪, 胡鸿雨,

The Combination of Open and Flip Classroom in Teaching:Taking the Principles of Chemical Engineering Course as an Example

XU Zhuying, CEN Mingchun, XU Jiadi, HU Hongyu,

通讯作者: 胡鸿雨, Email: huhongyu22@126.com

收稿日期: 2018-07-9  

基金资助: 浙江师范大学行知学院教学改革研究项目

Received: 2018-07-9  

Fund supported: 浙江师范大学行知学院教学改革研究项目

摘要

翻转式课堂和闯关式课堂都是提高教学效率的新的教学模式。本文主要从翻转课堂和闯关式学习策略两者相结合的理念出发,以化工原理课程为载体,蒸馏章节为例阐述了该教学模式的实施过程。根据化工原理课程的特点,设计介绍了翻转式课堂和闯关式课堂结合融入该课的教学方法及取得的效果,主要包括教学分析、教学策略、教学过程、成效特色四个方面,研究出了一种适合本科学生学习特点的教学方法与模式,旨在为教学者提供参考意见。

关键词: 翻转式课堂 ; 闯关式课堂 ; 化工原理 ; 教学方法

Abstract

Flipped classroom and open classroom are both new teaching modes to improve the efficiency of teaching. Based on the combination of these two teaching strategies and the principles of chemical engineering course, this article uses the distillation section as an example to illustrate the implement process of this teaching mode. In light of the characteristics of the principles of chemical engineering course, we design and introduce the combination of the flipped and open classroom into teaching, and results of this strategy, mainly including teaching analysis, teaching strategy, teaching process and effectiveness. We come up with teaching methods and modes that are well suited to the learning characteristics of undergraduates, aiming to provide references.

Keywords: Flipped classroom ; Open classroom ; Principles of chemical engineering ; Teaching mode

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徐竹莹, 岑明春, 徐佳迪, 胡鸿雨. 闯关式与翻转式结合的课堂教学方法——以化工原理课程为例. 大学化学[J], 2018, 33(11): 42-46 doi:10.3866/PKU.DXHX201807018

XU Zhuying, CEN Mingchun, XU Jiadi, HU Hongyu. The Combination of Open and Flip Classroom in Teaching:Taking the Principles of Chemical Engineering Course as an Example. University Chemistry[J], 2018, 33(11): 42-46 doi:10.3866/PKU.DXHX201807018

在传统教学模式中,教师是教学活动的中心,扮演着知识传授者的角色,学生则处于被动接受的地位。这种教学模式忽视了学生的认知主体作用,不利于培养学生的创新思维和创新能力[1]。随着信息技术和教学理念的不断发展与更新,翻转式课堂(flipped classroom)逐渐进入我们的视线,其充分实现了传统课堂中知识传授与知识内化两个阶段的颠倒[2];翻转式课堂是一种新型教学模式,即学生观看视频自学课程与教师课堂讲解结合,于是在课堂上,他们能够更好地把精力集中在巩固知识点及与教师同学的交流上[3]。另外,常规课堂不乏逃课、睡课、玩手机现象,学生学习兴趣和动力低下,状态不佳;学生学习效率及教师教学工作效率低;学生自学能力差、创新意识不强、缺乏质疑精神、实践应用能力不足等原因导致做题时无从下手。针对以上问题,笔者将同时结合闯关的模式进行研究。闯关式课堂(open classroom)是借鉴游戏闯关的思想进行的高校课堂教学改革,主要包括关卡体系、闯关机制、闯关方式等内容设计。这一模式具有增进师生交流、激发学生学习兴趣、提升学生自学和综合运用课程知识能力等优势。以下将从教学分析、教学策略、教学过程、成效特色四个方面展开分析。

1 教学分析

化工原理是化学工程与工艺专业一门非常重要的专业基础课[4]。它是综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化学加工类生产中各种物理过程的工程学科,承担着工程科学与工程技术的双重教育任务,具有承前启后的作用[5],同时是化工、石油、生命科学工程等化工类相关专业的主干课程[6],在理论和实践的衔接中起着重要的桥梁作用[7]。故针对该课程设计翻转课堂教学实施模式,开展具体“翻转内容”的研究,建设“闯关式翻转课堂”相关教学资源[2]。旨在通过闯关式与翻转式结合的课堂教学方法,增强学生自主学习能力,激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,提高教学效率[8]

2 教学策略

根据教学内容要求及本科学生学习特点,笔者以蒸馏一章为例,设计化工原理教学策略。本次课程教授对象为浙江师范大学行知学院应用化学专业15级学生,学生的信息获取能力和自主学习能力相近,同时学校的基本硬件与软件设施完整。因此,可以保证闯关式与翻转式相结合的课堂教学有效开展。

2.1 闯关式课堂教学

闯关式课堂教学设计策略如表1所示。

表1   闯关式课堂教学设计策略

闯关型课堂教学设计策略 实施方法与途径
网络学习策略 建设完善课程网站、知识点视频等学习资源
关卡设计策略 设计关卡,明确学习任务
能力提升策略 关卡分级,能力要求逐级提升
自主学习策略 学生自主安排学习进度,预约通关
反馈指导策略 面对面指导
效果奖励策略 肯定学生学习效果,加分奖励
惩罚机制策略 通关可参加期末理论考试,通关失败课程直接重修

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2.1.1 关于集中授课

在蒸馏一章的开头,列有一个闯关攻略,介绍全章的闯关任务,即主要难点、重点,如精馏过程原理这一小节中精馏段及提馏段操作方程为重难点,要求学生必须掌握,因此可以为该知识点设计部分闯关关卡,学生须在本次课前做好准备工作。关卡设置根据教学内容变动,不按部就班,让学生无规律可寻,难易度按照教学计划调整。学生认真听取攻略便能够精确抓住本章要求掌握的内容,可以事半功倍。闯关攻略的发放时间根据正常的教学节奏安排,学有余力的学生可以采取“预习教师PPT+自学+答疑”的方法,按照个人能力调整学习进度。

蒸馏一章学习结束时有一次课的总结复习安排,对蒸馏全章知识点进行总结、练习、深化,对闯关中出现的问题进行汇总分析。

2.1.2 关于闯关安排

(1)理论授课同时结合闯关模式教学。

(2)每章开始时就排好整章需要闯关的小节及知识点,平均每章安排2–3次闯关课程,如蒸馏一章中将安排简单精馏和平衡精馏、精馏过程原理及简单塔双组分连续精馏三次闯关课程。

(3)每位学生各个章节要求参与闯关至少3次,一学期下来参与次数少于5次的学生该课程直接重修。

(4)一旦闯关小节及知识点排好,不得随意更改。

2.1.3 关于答疑

上课时间:教师会准时出现在教室,在进行教学过程中,学生若遇到任何问题都可以提出疑问,教师及时解答。

课余时间:学生们可通过微信、QQ留下问题及联系方式和姓名。

2.2 翻转式课堂教学

翻转式课堂简要实施方案如表2所示。

表2   翻转式课堂简要实施方案

时间段 学生任务 教师任务
课前 前一周 根据教学进度安排,下载学习资源,自主学习 提供自学资源,安排自学任务,微信、QQ交流群里不定期答疑
前一天 总结学到的知识及存在的问题,并将问题反馈给教师 统计记录问题,了解学生学习情况
课内 自主学习阶段 充分利用这段时间明确观点,然后和学习伙伴讨论自主学习时遇到的问题 根据问题反馈针对性地安排学习任务,要求学生独立思考,再合作讨论,分享各自的想法
导学达标阶段 积极参与课堂,充分融入闯关学习模式,确保学习过程有所收获 集中解决学生提出的问题,结合闯关模式教学讲授课程知识点,将枯燥的学习过程结合闯关方式,激发学生学习兴趣;闯关过程中指出学生的不足,及时进行讲解与补充
总结复习阶段 回顾,然后梳理整堂课的内容,标注重点难点 总结归纳知识点,对课程进行整体评价,再引导学生进行课后的复习;可以抛出闯关结果,激起学生兴趣,并鼓励学生对问题进一步探索,深化知识点
课后 通过各类网络平台与教师交流联系,提出自身的疑问,进行移动学习,并通过浙江省高等学校精品在线开放课程共享平台巩固拓展知识点,完成相应作业,根据批阅结果及时订正,查漏补缺 根据教学情况布置作业,待学生完成后及时批阅,并给出参考答案,便于学生对照自查,最后通过学生的完成情况,分析教学效果,改进教学设计

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(1)课前:教师通过浙江省高等学校精品在线开放课程共享平台发布学习任务,让学生提前完成在线课程的学习并提交反馈,及时掌握学生学习进度和学习效果。

(2)课内:具体实施闯关式教学策略,实现激发学生学习兴趣、课程知识吸收内化的目标与效果。

(3)课后:学生可以通过微信、QQ平台,将课堂学习延续到课后的移动学习中,满足个性化的学习需求。

3 教学过程

3.1 课前

教师在课前准备教学资源,可以提供一些与《化工原理》相关章节有关的参考书籍、教学PPT、视频教程、专题学习网站等类型的素材,通过浙江省高等学校精品在线开放课程共享平台供学生自学。如蒸馏章节的教学进度安排:第一次课(本章概述、溶液的气液相平衡、简单蒸馏和平衡蒸馏);第二次课(精馏过程原理、简单塔双组分连续精馏);第三次课(复杂塔精馏过程分析、间歇精馏过程);第四次课(多组分精馏过程、特殊蒸馏过程简介)。明确地告知学生,并在学生自学完毕后,统计学生在学习过程中遇到的问题,及时了解学生的学习情况及效果。

学生充分了解教师安排的任务后,及时观看并学习视频内容,学有余力的学生可以拓展学习资源。同时,学生需要总结自己学到的知识以及存在的问题,并将问题反馈给教师。

3.2 课内

(1)自主学习阶段。

教师根据问题反馈针对性地安排学习任务,如精馏过程理论塔板数的计算部分,要求学生先独立思考几分钟,再合作讨论,分享各自的想法。

学生可以利用这段时间回顾复习逐板计算法及图解法,然后和学习伙伴讨论自主学习时遇到的问题。

(2)导学达标阶段。

教师集中解决学生提出的问题,结合闯关模式讲授精馏段及提馏段操作方程在实际计算中的应用,将枯燥的学习过程结合闯关方式,激发学生学习兴趣,进而夯实专业基础。闯关过程中注意指出学生的不足,及时进行讲解与补充。

学生需要配合教师,积极参与课堂,充分融入闯关学习模式,确保学习过程有所收获。

以简单蒸馏和平衡蒸馏一节为例,设计课内闯关模式教学过程。通过不同的方法如根据进入教室的顺序等,将学生随机分为简单蒸馏、平衡蒸馏两组。要求两组学生集体参赛,轮流回答教师的提问,可以积极主动回答,但同一位学生回答次数不能超过3次,使所有学生都有机会参与到闯关过程中来,如要求简单精馏组学生回答简单精馏的定义,平衡精馏组学生列举平衡精馏的特点等,答对的组可以在累计一分或跳过某题或某题对方回答三项中选择其中一项,分数最高的一组获胜。计算题方面的关卡依旧由大家合作完成,前一位学生写出上一步,后一位接下一步,每一位学生可以写一步或者不写,以此类推,直到解出此题,经过学生数少的组别获胜。获胜的一组可以选择性完成本节作业。

(3)总结复习阶段。

在课程的最后环节,教师总结归纳精馏过程理论塔板数计算的相关知识点,对课程进行整体评价,再引导学生进行课后的复习。教师可以抛出闯关结果,激起学生兴趣,加深印象,同时鼓励学生进一步探索最佳进料位置,深化知识点,从而提高学生的自学能力和问题解决能力。

学生的任务是回顾理论塔板数的计算方法,然后梳理整堂课的内容,标注重点、难点。

3.3 课后

教师根据教学情况布置作业,待学生完成后及时批阅,并给出参考答案,便于学生对照自查,最后通过学生的完成情况,分析教学效果,改进教学设计。

学生课后可以通过各类网络平台与教师交流联系,提出自身的疑问,进行移动学习,并通过浙江省高等学校精品在线开放课程共享平台巩固拓展简单塔双组分连续精馏相关知识点,完成相应作业,根据批阅结果及时订正,查漏补缺。

4 成效特色

经过一段时间的教学改革后,笔者发现在本课程的教学过程中体现出了传统教学不可比拟的教学优势[8]。具体体现在以下几个方面。

4.1 教学方法的创新

笔者采用了翻转式课堂的教学形式,很大程度上提升了学生的学习积极性和自主性,同时又将闯关式课堂学习策略运用在翻转式课堂的教学形式中,两者相结合使得课堂的教学氛围、学习氛围更加浓厚。闯关式的学习夯实了学生的专业基础,加强了学生的动手能力、团队协作能力,在此基础上也使得学生更有自信。教师能够更加准确地了解学生学习过程中遇到的困难,从而做出针对性的指导。

4.2 学习方法的创新

学生可以根据自己的学习时间或习惯来安排学习进度,从而提高了自我管理意识[9];同时,学生在课前通过浙江省高等学校精品在线开放课程共享平台进行课前的预习,提高了学习效率。学生在课堂上的答疑和互动也使得他们的学习目的更加明确,拓展了学生的思路。在课后,学生可以利用网络平台复习所学的内容,增强学习效果。这样就可以以学生为中心,改变传统教学的劣势,增加自主性。

4.3 具体成果展示

一学期的教学试验下来,采用闯关式与翻转式结合的课堂教学方法的班级卷面成绩明显较好。由两类班级学生成绩分布统计图(图1)可知,常规班的学生成绩大多分布在70–79分之间,闯关翻转班的学生成绩大多在90–100分和80–89分两个区间内,且90分以上的优秀率比常规班高了14%左右,不及格的人数明显少于常规班。这更好地证明了翻转式课堂和闯关式课堂的结合对于学生在化工原理中的学习效果十分显著。

图1

图1   学生成绩分布


参考文献

张其亮; 王爱春. 现代教育技术, 2014, 24 (4), 27.

[本文引用: 1]

黄蓉. 教育教学论坛, 2017, (12), 164.

[本文引用: 2]

陈怡; 赵呈领. 现代教育技术, 2014, 24 (2), 49.

[本文引用: 1]

王士财. 浙江科技学院学报, 2010, 22 (2), 157.

[本文引用: 1]

葛奉娟. 广东化工, 2014, 41 (20), 156.

[本文引用: 1]

张建峰; 梁静; 张洁婧; 朱学军. 科技经济导刊, 2017, (11), 150.

URL     [本文引用: 1]

王士财; 成忠. 浙江科技学院学报, 2016, 28 (4), 305.

[本文引用: 1]

晏丽红; 杨宗政. 化工高等教育, 2014, (1), 105.

[本文引用: 2]

张海洋; 李雪琴; 郭瑞丽; 贾鑫. 化工高等教育, 2017, (3), 82.

[本文引用: 1]

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