摘要：化工原理是工科专业的基础课程，对化工及相关专业的发展起支撑作用。涉及各种化工单元操作的基本原理和各种典型设备的使用和数据计算，所以理论知识学习枯燥乏味，深奥难懂，成为本课程的教学痛点。因此，文章基于“成果导向教育”(OBE)的教育教学理念，采用线下线上混合式教学设计，利用超星学习通平台对化工原理课程教学改革进行设计并开展实践研究，对存在的问题进行剖析，分析学习效果，为地方性农业院校的工科专业课程改革提供新的思路。
关键词：化工原理,线上线下教学,混合式教学,地方农业高等院校
0引言
对于地方应用型本科院校而言，不断完善自身教学体系，提高教学水平，努力培养适应社会发展需要的人才，才能激发办学活力，增进毕业生竞争优势，以满足服务地方经济发展，为院校与地方企业之间的合作提供指导[1]。对于以培养应用型人才为宗旨的地方农业院校来说，不仅要培养学生过硬的专业素质，也要培养学生较强的自学能力、沟通能力、团队协作能力等解决复杂问题的核心能力。
化工原理课程作为制药工程、生物工程、食品工程等工科专业的一门专业基础课程，是综合运用高等数学、大学物理、物理化学等基础知识，分析和解决工业生产中的一些复杂工程问题。课程理论性、实践性、工程性并重，起到由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用，可以说是一门技术基础课[2-3]。
化工原理课程内容涵盖广泛，涉及化工过程中的“三传”基本原理、物料衡算、设备选型等，树立工程意识，能够运用工程观点分析和解决化工生产中的实际问题，为后续专业课程的学习及工作奠定基础。而培养具有工程意识和职业素养的高素质应用型人才一直是应用型院校人才培养的核心目标。因此，化工原理课程教学受到广大教育工作者的重视。然而，化工原理课程具有知识点多、公式繁杂、计算量大、学习难度大等特点。同时对于农业院校，工科基础薄弱，实验设备台套数不足，开设化工原理课程的专业分属不同学院，课程建设难度大。
1混合式教学模式改革契机
超星学习通诞生于2016年，是吉林农业科技学院生物与制药工程学院最早引入的智能化教学平台之一，在新冠疫情期间被广泛应用并快速发展的重要学习平台[4]。
超星平台拥有非常丰富的教学资源和便利的教学管理工具，超星学习通可以实现签到、选人、抢答、主题讨论及问卷调查等功能，为老师教学活动提供非常大的便利。化工原理课程理论性较强，涉及多个单元操作的工作原理、基本方程和大量的工程计算等内容。在学习过程中，学生学习存在很多问题，课堂内容紧凑，学生思考时间太短，导致对部分物理量感到抽象不太理解。公式的推导难于跟上老师节奏。学生的学习热情难于调动，学习主动性不强，以学生为中心的教学理念贯彻不好。虽然在教学过程中不断优化教学方法和内容，但是效果甚微。借着学校“教创赛”这一契机，笔者以学生为中心的教育理念，利用超星学习通平台，对本课程的教学进行了改革，解决了上述过程中遇到的部分问题，收到了一定的教学效果。
2混合式教学模式设计
为了解决目前化工原理课程中的诸多问题，笔者利用超星学习通丰富的在线教学资源和便利的平台优势，应用现代化技术教学手段，开展了化工原理线上线下混合式教学模式的改革与探索。在课程开始之前要做好相应的准备工作，首先，建立好线上学习资源，推送中国大学MOOC、学堂在线优质教学资源作为学生自学资源。其次，在超星学习通平台建课，创建化工原理在线课程，导入学生名单，建立开放的课件资源库和视频资源库，同时建立好练习题题库、考试测试题题库、讨论资源库等。再次，优化课堂教学内容，设计好课堂导入内容、课堂思政内容。将理论内容拆分为3大部分：(1)基本问题包括一些基本概念、单元操作是设备、设备的部件结构等；(2)重难点问题包括重要公式的推导及讨论、公式的使用及计算过程；(3)实践拓展问题，主要是化工实践生产问题、设备选型等问题。
在此基础上，合理分配线上与线下学习内容，将课前基本问题通过对引导问题的设置让学生线上自学，线下进行提问或汇报，以检验学生学习情况。对于课中的重难点问题学生要先进行线下预习，课上要提出自己学习中的困惑和问题。老师通过案例驱动、小组讨论等形式进行重点讲解。课后实践拓展问题，老师给学生布置任务(查找资料或布置作业)，将学生的能力培养和价值引领巧妙融入知识传授过程中。所有教学环节、教学任务和教学互动，学生均可通过手机学习通APP进行线上线下学习完成。化工原理课程的超星学习通的混合教学设计如图1所示。
3混合式教学模式的实践
3.1线上自主学习能力的培养
根据课程教学设计模式，在进行新的学习内容之前，将每次课程的引导性问题、PPT课件、授课视频、相关案例以及讨论话题等提前在学习通发布。基本问题中的基本概念、典型设备、主要部件的学习主要通过课件、视频等线上资源自主学习。比如第一章流体流动，压强、密度、流速、流量这些基本物理量在之前的大学物理、物理化学等课程已经有所了解，自学即可完成。对第二章流体输送机械对于设备的结构的学习可以通过视频、动画、课件进行自学就可以很好地掌握知识。在线上可以通过提问、选人汇报等形式让学生回答相关知识问题，就可以很好地检验出学生自学完成情况。同时学习通的学情统计功能可以看出学生自学课程视频的时长及完成的任务点。经过上述线上自学教学环节设计，可以培养学生的自学能力，学生根据引导性问题就可以把一些基础知识掌握，可以大大提升学习效率。与传统课堂教学相比，以往需要4个学时才能将流体输送机械中离心泵的内容讲完，现在的2个学时，不仅可以将离心泵的基本知识讲完而且可以举一反三将设备使用、特性参数和曲线方程讲解完。课堂上有充足的时间设计各种教学手段及时解决学生学习中的困惑。大大提升了学习的效率，激发了学生自主学习的动力。
3.2课堂教学与师生互动
每节课的课程导入大部分是以科学故事、生活常识、提问常见化工问题等方式导入，可以激发学生学习兴趣，同时可以让学生带着问题进入课堂教学。在绪论部分引入新冠病毒重症感染治疗中应用的终极武器—人工心肺系统(ECMO)，其血泵、人工肺、变温器和管路等都涉及化工的基本理论和基本知识。让学生有深深的代入感，感受到课程的重要性，激发学生的好奇心和求知欲，对于绪论的目的调动学生的学习兴趣就达到了。在传热的单元操作教学过程中，提问常见化工问题—冬天木头和铁哪个更凉？可以激发学生学习兴趣，学生可以和老师进行互动，从结果进一步引导为什么是铁更凉？进而导入到热传导的专业内容。课上根据自学的引导问题，进行线上提问，部分内容通过学习通投屏，反馈课前学习效果，及时发现共性问题作为教师讲解的主要部分。对于重难点问题，核心的工作原理、重点的方程公式的推导等由教师讲授及板书为主。学生线上学习和预习中存在的问题，教学中老师通过学习通发布话题讨论或随堂测验检验学习效果，或以生产生活中的实例进行案例分析以解答学生存疑的问题。有了学习通教学平台辅助的混合式教学设计，学生的自学能力、课上与学生的互动和解决问题的能力得到了增强。线下学习通中讨论区的话题讨论，可以及时反馈出学生学习中还存有哪些问题，教师可以根据反馈结果了解到学生的学习情况，作出后续教学内容的调整。
3.3课后拓展与教学反馈
当课堂知识点讲授完毕后，要及时进行总结归纳。总结的过程就是学习的过程，课程内容总结前，先小组讨论总结知识点、选人汇报、其他组进行补充，最后老师来点评补充完善。这个环节的设置可以提高学生的总结能力，同时可以提升汇报学生的表达能力。线下汇报等同于课前简单的翻转，可以看成以学生为中心的教学理念的改革。同时对于实践拓展问题，可以通过学习通发布行业情况调查作业、知识拓展内容或综合计算题，供学生完成相关知识的能力拓展。学生通过查阅资料完成理论知识与前沿知识的衔接，教师在学习通上及时批阅作业，以了解学生掌握情况，为下次课程内容设置提供依据。
3.4混合式教学过程性评价考核
课程考核方式一般包括过程性评价和结果性评价，以往考核以结果性评价期末考试为主，在课程改革过程中发现，过程性考核的重要性就慢慢突显出来。好的过程性评价才能让学生更好地参与到教学改革当中。
在学习通中学生的视频学习任务、课后讨论、作业等完成度、回答问题、课堂讨论的参与度、课堂表现、期中测试的活跃度和完成质量等多维度评价进行考评，过程性评价按百分制计算，其中包括学习视频学习任务点占20%，课堂表现与提问占10%，小组讨论与回答问题占20%，课后拓展与作业占20%，期中考试占30%，总评中过程性考核占50%，期末考试占50%。在高效快速地完成过程性考核的同时，能够很好地完成过程留痕，成绩统计也一目了然，也能够进行学情分析，掌握学生的学习情况。同时为了更好地提升教学质量，发现并找到现阶段教学中存在的问题，在期中教学过程中开展一次学情问卷调查，及时收集学生对课程改革的学习反馈，为后续教学的改革持续改进。
4混合式教学的成效
4.1课程改革调查问卷结果分析
在课程改革的过程中，通过下发调查问卷的方式对课程的教学和学生学习情况进行摸底，找到学生学习的问题所在，结果如图2所示。
由图2可知，化工原理课程内容上的计算题，公式逻辑推导等知识点学生学习有一定的困难。在今后的教学过程中要加大课堂计算练习及课后习题作业的布置，如果学生只是用耳朵听而不动手实践去计算是永远解决不了问题的。在课程教学中设置5次小考，每章结束后跟进测试，希望学生能够解决该门课程所面临的问题。
通过调查问卷对理论课程教学中教学改革方式的调查，调查结果如图3所示。
由图3可知，学生教学中比较喜欢课堂讨论和课堂习题，说明学生还是很想当堂解决问题，对不懂的问题有求知欲。而对于线上自学或课前提问，自己不能把控的知识还是不感兴趣。所以在今后的教学中加大学生的自学能力，增加课前提问和测试力度，争取每堂课都能与学生互动，使知识点能够多次复习并重复。
通过调查问卷对教师的改革效果的满意度进行调查，调查结果如图4所示。
由图4可知，学生对教师的教学改革是比较满意的，整体教学改革氛围较好，学生没有反感情绪。
4.2成绩构成对比结果分析
将制定的混合式教学课程改革方案以2022下学期2020级制药工程专业化工原理课程为样本展开研究，进行平行班分组实验，通过分析对比传统教学和教学改革班级2种教学方式的成绩构成，来分析教学改革成效。教学成绩构成如图5所示。
由图5可知，制药工程1班和2班进行平行班级授课，期末采用相同的考核方式进行考核。一班30人，采用改革方式授课，教学成绩较好平均分达78分，全员及格。二班40人，采用传统教学方式授课，平均成绩69分，不及格人数达5人。从教学效果成绩上来看，改革效果明显。
5结语
化工原理课程教学改革模式在教学实践中的应用取得了一定的改革效果，但改革仍在路上，后续还会持续探索该模式下的改革实践。课题组将会继续努力，进一步完善线上资源更新，为学生提供更适合于线下自学的视频资源，以一流课程的标准进行建设；加强校企合作，与化工制药类专业相关企业保持联系，聘请企业专家为学生进行案例讲解和行业分析，提高学生对课程的认知；每堂课引入思政元素，结合当下时政热点，为学生思想进行领航。同时，充分利用超星学习通平台，开发更加贴合学生需求的课堂活动和课后自学教学设计。在不断的教学实践中，创新教学思路，完善教学设计，才能确定很好的教学效果，为农业院校工科专业的课程改革提出新的解题思路。
参考文献：
[1]邓昕才，陈忠吉，韩月，等.应用型高校双创教育“双融合”培养模式及实施路径[J].中国现代教育装备，2022(1)：133-135.
[2]郑育英，余林，李军，等.化工原理课程教学方法探讨[J].广东化工，2010(10)：163-164,168.
[3]黄雪，张步宁，舒绪刚.化工原理教学中渗透思政元素的探索与研究[J].大学教育，2021(4)：107-109.
[4]刘志，鲁福身.新工科背景下基于超星学习通的化工原理教学实践研究[J].辽宁师范大学学报(自然科学版)，2022，45(3)：362-366
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