成果精粹|线上线下混合式化工原理实验“金课”建设研究
盐城工学院邵荣、冒爱荣共同主持完成了江苏省高等教育学会2020年江苏高校“大学素质教育与数字化课程建设”专项课题“线上线下混合式化工原理实验‘金课’建设研究”(课题编号:2020JDKT008),课题组主要成员:许伟、郁桂云、吴静、丁建飞、颜秀花、张义东 。
一、主要改革成果及实践效果
1. 打造教学团队教学团队的打造是提高教学质量的关键,是教学改革的重要抓手。我校化工原理实验课程教学团队由校长邵荣教授为负责人,多名具有丰富教学经验的老师为成员,形成了一支“年龄结构、学历结构、学缘结构、职称结构”合理的教学团队。教学团队重视师资队伍建设,加强青年骨干教师的指导培养,积极申报、承担各级教学科研项目,开展教学研究与科学研究,加强教学经验的交流,以科研促教学,不断提升整体教学水平和教学质量。
2. 明确课程目标
基于“新工科”建设理念和与工程教育认证理念,根据“金课”建设标准、本科教学国家标准、工程教育专业认证标准,修订化工原理实验课程教学大纲,进一步明确课程目标(含思政教育目标),更好地支撑各专业毕业要求。依据经济社会发展对化工类人才的知识、能力和素质要求的变化,紧扣“两性一度”标准,对化工原理实验教学内容进行优化设计,实现课程目标的有效达成。在实验项目的设置上,进一步提高设计性、综合性实验项目的比例,对现有实验装置功能进行开发、拓展,以满足设计性、综合性实验的教学需求。
3. 建设教学资源
为实现课程目标,根据课程教学内容,加强对各类线上、线下教学资源的建设、完善与应用。一是重点改善教学硬件设施。针对原有实验装置陈旧、台套数少,以及实验室面积不足严重制约发展的问题,学校先后投入300多万元用于化工原理实验装置以及实验室的改造升级。改造后的实验室符合国家安全环保规范,实验装置台套数能满足实验分批分组要求,符合高等学校本科专业类教学质量国家标准和工程教育专业认证标准,为我校化学工程与工艺、制药工程、环境工程等专业顺利通过工程教育认证提供了实践条件的重要保障。二是加大虚拟仿真实验资源建设力度。利用VR化工类实验室安全预防与应急处理系统、化工单元3D虚拟仿真软件和Aspen Plus化工流程模拟软件等资源,实现仿真模拟与实验教学的“虚实结合”,更好地帮助学生加深对化工过程基本知识的理解,提高实验室安全事故应急处理实战能力。三是修订出版配套实验教材。结合我校化工原理实验装置特点,在学校自编教材出版基金的资助下,持续做好配套实验教材的修订、出版工作,先后于华东理工大学出版社、化学工业出版社出版《化学工程与工艺专业实验》教材。自编教材形成了“体系新颖、层次分明、概念清晰”的特色,具有较强的针对性、实用性和可读性,受到师生的一致好评,先后获学校精品教材一等奖、江苏省高等学校精品教材奖、“十二五”江苏省高等学校重点教材、中国石油和化学工业优秀出版物奖·教材奖二等奖。四是积极推进线上教学资源建设。依托中国大学MOOC在线学习平台,完成化工原理实验课程教学课件、教学视频、单元测验等线上教学资源的建设,方便学生随时随地使用,特别是在实验线上预习方面发挥了重要的作用。下一步,将根据用户使用情况,及时对线上教学资源进行完善性建设。
4. 推进“课程思政”
坚持“立德树人”,积极推进化工原理实验“课程思政”教育工作。通过强化育德意识,不断提升教师育德能力。深入挖掘和总结课程中的思政元素,并将其“潜移默化”地融进教学内容,引导学生形成科学的世界观、人生观和价值观,充分发挥思政元素的育人功能。通过“课程思政”,在促进学生加深对所学专业知识的理解的同时,进一步厚植家国情怀,弘扬爱国主义精神;化解“谈化色变”,弘扬“美丽化工”理念;增强法制观念,牢固树立安全意识;培养环保意识,践行绿色发展理念;提升职业素养,培育大国工匠精神。“课程思政”的探索与实践,实现了思政教育与专业教育的同频共振,实现了教书与育人的有机统一,实现了专业知识与思想道德的同步提升,实现了全程育人和全方位育人。
5. 创新教学模式
充分利用“互联网+”技术,创新构建线上线下混合式教学模式,不断推进教学方法和教学手段的改革,着力打造高效课堂。线上教学主要依托中国大学MOOC教学平台,进行课前预习、课堂教学活动和课后测验等教学环节的组织与实施;利用钉钉、微信和QQ等即时通讯工具做好课堂考勤、直播讲解、课堂互动、辅导答疑等教学工作。线下课堂则重点讲授实验基本操作,指导学生使用Excel、Origin等数据处理软件科学高效处理实验数据,提高实验报告撰写质量;同时,检查学生实验预习报告完成情况,强调实验安全环保注意事项。在教学过程中,坚持“以学生为中心”,充分尊重学生在教学过程中的主体地位,在传统教学方法的基础上,多采用提问式、启发式、互动式、讨论式、案例式教学法等,并尝试采用学生主讲、老师主评的方式,促进学生认真做好实验预习,引导学生独立思考,提高学生自主学习能力,以及分析与解决复杂工程问题能力。
6. 重视安全环保
实验课程中的实验室安全教育往往具有较强的针对性和实效性,内容具体而不空洞,易被学生接受。课前,要求学生通过中国大学MOOC平台观看自制的实验室安全环保教育视频,并完成测验题。在每门实验课程的第一节课,由实验指导教师为学生开展针对性的实验室安全教育培训。实验课程中的实验室安全教育内容侧重于与该课程相关的实验室安全知识,要求学生掌握实验安全操作规范和个人防护要求。在教学过程中,根据每一个实验项目的具体内容,对学生进行必要的安全告知。在实验考核环节,将学生实验室安全环保工作执行情况纳入课程考核体系中,并实行“一票否决”。通过以上措施,扎实开展实验课程中的实验室安全教育培训工作,进一步强化了师生安全意识,提高了师生安全技能,做到了实验室安全教育的“入脑入心”,确保实验教学安全开展。
7. 推动实验竞赛
为提高化工原理实验课程教学质量,加强大学生综合素质与能力培养,我校高度重视并积极推动实验竞赛工作。实验竞赛内容主要包括理论测试、实验操作和虚拟仿真三部分。自2010年以来,我校已连续举办12届校级大学生化工实验技能竞赛,组织、指导学生参加6届江苏省大学生化学化工实验竞赛和3届全国大学生化工实验竞赛。通过素质拓展学分认定、奖学金评比等激励措施引导学生积极参加实验竞赛,校级实验竞赛学生参赛率为100%,在省级实验竞赛中多次斩获最高奖,在国家级实验竞赛奖项方面也不断取得突破。通过化工原理实验竞赛,进一步激发了学生的学习兴趣,营造了浓厚的学习、竞赛氛围,强化了学生化工实验基本技能,培养了学生的创新能力和团队精神,并推动了我校化工原理实验的教学改革,提高了我校本科实验教学水平和人才培养质量。
8. 构建多元评价
针对化工原理实验课程原有考核方法过于单一的问题,建立了多元化形成性考核评价体系,使课程考核更为科学合理,并具有较强的可操作性。考核评价体系主要包括教师对学生的评价、学生自评与互评、学生对教师的评价三个方面,充分利用中国大学MOOC平台提供的数据,将学生课前自主学习情况、课堂活动参加情况、课后拓展学习情况全面纳入形成性评价。教师对学生的评价主要分为平时成绩和考核成绩,平时成绩主要考查实验预习、实验操作、实验报告、实验安全环保与卫生等情况。实验课结束后,单独安排课程考核,考核形式采用笔试或操作考核。平时成绩和考核成绩各占总评成绩的60%和40%,较好地贯彻了加强过程考核的改革理念,使总评成绩能更客观地反映学生对基础知识的掌握程度与综合实践能力。
二、成果水平和实际推广应用价值
本课题研究坚持“立德树人”、“问题导向”、“以人为本”,不断创新教学模式的改革,改革成效显著,在教改项目、教材、教研论文、在线课程建设等方面取得了丰硕的成果,成果具有较高的学术价值和实际推广应用价值。(一)学术价值
1. 坚持“立德树人”,注重知识传授与思想价值引领同向而行,提出了“课程思政”融入专业教学的新路径。
2. 坚持“问题导向”,把解决实验教学中的痛点作为重要任务,构建了线上线下混合式“金课”建设新模式。
3. 坚持“以人为本”,紧扣应用型人才综合素质和能力培养目标,建立了多元化形成性课程考核评价新体系。
(二)实际推广应用价值
本课题研究具有五点实际推广应用价值,可供国内外高校借鉴、使用和参考。
1. 积累了实验教学团队建设经验,可帮助教师更新教学理念,提升团队整体教学能力和水平。
2. 建成了一批优质课程教学资源,可供校内外各相关专业本科生共享使用。
3. 总结了“课程思政”建设的成功做法,有助于促进专业课程和思政课程的同向同行。
4. 构建了线上线下混合式教学模式,可帮助教师掌握并应用现代教学技术、教学手段,打造高效课堂,提升人才培养质量。
5. 建立了实验室安全教育培训体系,有助于强化师生安全环保意识,提升师生安全技能。