微课促进高校化工原理教学改革的应用研究
张琪 陈乐 韶晖
[摘 要]化工原理课程是以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课。化工原理教学改革势在必行；微课在化工原理教学改革中应用的可行性；化工原理微课资源的设计与开发；化工原理微课的教学设计；微课在化工原理教学改革中的推广价值。
[关键词]微课；化工原理；教学改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0155-02
一、化工原理教学改革势在必行
化工原理课程是以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课。化工原理是学生认识化工生产的窗口，是走入工程领域的“敲门砖”和“奠基石”。化工原理课程作为高校化工类的一门最重要的技术基础课，它的教学内容、教学方法和教学质量被视为衡量化工类本科教育水准的关键因素及评价指标。[1]化工原理课程涉及的单元操作较多、物理量多、公式多、计算繁琐，且与化工生产过程及化工设备紧密相连。对于初次接触的学生来说，这学起来既生疏又抽象，学生们普遍对它不感兴趣，且感觉学习的难度很大。因此，如何更好地激发学生学习化工原理课程的主动性，使学生在有限的课时内更好地理解掌握课堂讲授的知识点，减轻学生学习的困难，让学生既直接感受知识，又体会到运用知识的乐趣，成为化工原理教学改革的关键。
传统的化工原理课程资源因为“大单元、大容量、不便于精确定位学习点、不便于传输”等缺点，已无法满足学习者的需求。现在大学生学习方式呈现多元化的趋势，学生对个性化学习的追求也愈加迫切。与此同时，学习也正在走向移动化、微型化、碎片化、聚焦化。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。要加快教育信息化进程，加强网络教学资源体系建设，促进优质教育资源普及共享。”在众多教育资源形式中，微课以其“短、小、精、趣”的特征，迎合了时代的要求和大众心理，在国内外教育领域中得以快速发展。微课能更好地满足学生对不同知识点的个性化学习、按需选择学习，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。[2]化工原理微课资源的建设，将在化工高等教育教学改革中起到巨大的推动和促进作用。
二、微课在化工原理教学改革中应用的可行性
微课资源的产生是基于资源微型化的需求、视频资源的优势。微课在化工原理教学改革中能够借助现代信息技术和互联网的便利，实现化工原理教学内容的多样化建设。微课在教学内容和教学形式方面都有着独特的优越性：时间短，效率高。虽然学生每次只接受少量的新知识，但是对信息的关注度和理解力会增强，从而对所涉及的信息留下深刻印象。微课能够使学生产生“更加聚焦的学习体验”[3]，因而更能从真正意义上提高学习的有效性，推动化工原理课程内容与课程体系的改革。微课的建设还能够推动化工原理教学方法与教学手段的改革。微课本身就是一种创新的教学方法，它能创造性的调动学生的学习积极性，让学生更加自主、自助的学习；它强调学生个性化和个别化学习，能有效调节学生的学习步调和进度。
正如教育部刘利民副部长指出的那样，“微课是符合时代要求的积极探索，并希望借此推动教师教育方式方法的变革，解决教育需求多样性、资源便捷性等问题，促进教学与现代信息技术的深度融合”。因此，将微课引入高校的化工原理教学改革，在很大程度上将激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，推动化工原理教师专业发展和教学能力的提升，促进教师投入化工原理课程改革和教学研究的热情，强化信息技术与化工原理学科教学的融合。可以说，微课资源在化工原理教学改革中的开发与应用，对于移动学习时代的个人教育、学校教育都具有极为重要的战略意义和现实价值。
三、化工原理微课资源的设计与开发
设计与开发化工原理微课资源要紧密联系化工原理教学目标与内容，教师要对教学内容、教学方法进行合理的组织，针对核心问题设计出最佳的教学模式。化工原理微课资源的设计与开发主要遵循以下思路和方法。
1.合理选题。师要根据化工原理课程的特点选取相对独立、完整、实用性强、能促使学习者深度学习、思考的短小精悍的微问题，根据化工原理教学内容中每个单元操作的重点、难点、易错的知识点进行合理选题，有针对性地进行讲解剖析。
2.微课的教学设计。通过巧妙的教学设计，更准确的定位化工原理教学目标、教学重点和难点。
3.精细化课堂教学。撷取化工原理课程精华，进行层层的剖析和梳理，使教师的教学任务更加明确化、精细化。
4.建立多样化的化工原理微课类型，如讲授类、问答类、启发类、讨论类、演示类、练习类、实验类、自主学习类、合作学习类、探究学习类等，构建主题鲜明、类型多样、结构紧凑的主题单元资源包。
5.撰写化工原理微课视频字幕。开头加标题交代教学内容主题，重点、难点处添加字幕。
6.拓展其他教学资源。以视频和音频文件、图片以及多媒体动画等表现形式添加对化工原理教学的反思、专家点评、学生反馈以及课堂练习等教学资源，以丰富化工原理微课的内容。
四、化工原理微课的教学设计
根据全国首届中小学微课教学比赛教师问卷调查显示，有76%的教师认为，微课的教学设计非常重要，是微课制作过程中最重要的环节，这个比例远高于“选择微课教学主题”（45%）、“制作微教学课件”（43%）、“教师教学活动实施过程”（42%）等环节。[4]因此，在化工原理微课资源开发中，要高度重视微课的教学设计。通过巧妙的教学设计能更准确的定位化工原理教学目标、教学重点和难点。
在化工原理微课程的教学设计过程中，教师要对教学内容、教学方法进行合理的组织，紧密联系化工原理教学目标与内容，针对核心问题设计出最佳的教学模式。微课程地教学设计要保证在尽量简短的时间内，将知识点讲授得完整、清晰、易于理解，引发学生积极深入思考；同时还要有较强的吸引力，能在微视频开始的1～2分钟内吸引学习者的眼球并让其饶有兴趣地观看，将学生的注意力和兴趣点调动起来，让学生可持续地主动学习。
化工原理第一章流体流动中机械能守恒方程，即伯努利方程及其应用是重点。我们以化工原理教学团队陈乐教师参加的首届全国高校微课教学比赛“伯努利方程的应用”微课程作品为例，针对伯努利方程这一重要的知识点进行微课教学方案设计。首先，由动画演示小区供水流程，让学生更加直观的结合生活中的实例理解化工原理中的机械能守恒的原理，并提出问题：为何水塔需要建造一定高度？从而引出流体流动中存在的三种机械能，即位能（gz）、压强能（P/ρ）和动能（u2/2）以及它们之间的守恒原则：柏努利方程。指出位能、压强能和动能之间可以互相转换其和不变，当位能减小时，动能或压强能势必升高；或当动能升高时，则压强能或位能势必减小。然后通过视频举例飞机为什么能够飞在空中，让学生深入体会柏努利方程所反映的能量转换问题的应用，揭示飞机为什么会飞的奥秘所在，增加学生学习的兴趣。理解了柏努利方程的应用原理后，最后回答微课开始动画中所提出的问题：为何水塔需要建造一定高度？水塔储存了一定高度的水，使得水具有较高的位能，往下流动的过程中位能转化为压强能和动能了，于是可以满足用户供水需要。通过水塔供水、飞机飞行等常见的生活实例，结合图片和动画，可以生动形象地讲解流体流动的守恒原则及应用原理，使学生易于理解，印象深刻。
五、微课在化工原理教学改革中的推广价值
化工原理微课资源的设计与开发，可以为学生创造无所不在的微学习，极大地拓展了化工原理学习的时间和空间，使得学习不再仅仅局限于课堂上和教室中。学生能够利用新的多媒体技术与互联网技术改进学习质量，有利于学生用最短的时间掌握最重要的知识要点，这既可查缺补漏又能强化巩固知识，还能提高学习效率。微课程使化工原理学习不再单调和枯燥，而是充满了愉悦，同时这也激发了学生学习过程中的创造力。化工原理微课程教学还有利于教师不断钻研业务，总结教学经验，提高教学质量；有利于教师精讲精练，抓住教学重点进行有效教学，是教师专业成长的重要途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 钟理，伍钦，邹华生.化工-数字整合推动化工原理课程改革刍议[J].化工高等教育，2002（4）：65-66.
[2] 胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究，2011（10）：61-65.
[3] 张静然.微课程之综述[J].中国信息技术教育，2012（11）：19-21.
[4] 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志，2013（4）：36-42.
[5] 肖杨，陈胜慧.《化工原理》少学时教学改革思考[J].大学教育，201（8）：96.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]化工原理课程是以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课。化工原理教学改革势在必行；微课在化工原理教学改革中应用的可行性；化工原理微课资源的设计与开发；化工原理微课的教学设计；微课在化工原理教学改革中的推广价值。
[关键词]微课；化工原理；教学改革
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0155-02
一、化工原理教学改革势在必行
化工原理课程是以化工过程中的单元操作为研究对象，引导学生由纯理论学习转向实践性和工程性学习的一门工程技术基础课。化工原理是学生认识化工生产的窗口，是走入工程领域的“敲门砖”和“奠基石”。化工原理课程作为高校化工类的一门最重要的技术基础课，它的教学内容、教学方法和教学质量被视为衡量化工类本科教育水准的关键因素及评价指标。[1]化工原理课程涉及的单元操作较多、物理量多、公式多、计算繁琐，且与化工生产过程及化工设备紧密相连。对于初次接触的学生来说，这学起来既生疏又抽象，学生们普遍对它不感兴趣，且感觉学习的难度很大。因此，如何更好地激发学生学习化工原理课程的主动性，使学生在有限的课时内更好地理解掌握课堂讲授的知识点，减轻学生学习的困难，让学生既直接感受知识，又体会到运用知识的乐趣，成为化工原理教学改革的关键。
传统的化工原理课程资源因为“大单元、大容量、不便于精确定位学习点、不便于传输”等缺点，已无法满足学习者的需求。现在大学生学习方式呈现多元化的趋势，学生对个性化学习的追求也愈加迫切。与此同时，学习也正在走向移动化、微型化、碎片化、聚焦化。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。要加快教育信息化进程，加强网络教学资源体系建设，促进优质教育资源普及共享。”在众多教育资源形式中，微课以其“短、小、精、趣”的特征，迎合了时代的要求和大众心理，在国内外教育领域中得以快速发展。微课能更好地满足学生对不同知识点的个性化学习、按需选择学习，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。[2]化工原理微课资源的建设，将在化工高等教育教学改革中起到巨大的推动和促进作用。
二、微课在化工原理教学改革中应用的可行性
微课资源的产生是基于资源微型化的需求、视频资源的优势。微课在化工原理教学改革中能够借助现代信息技术和互联网的便利，实现化工原理教学内容的多样化建设。微课在教学内容和教学形式方面都有着独特的优越性：时间短，效率高。虽然学生每次只接受少量的新知识，但是对信息的关注度和理解力会增强，从而对所涉及的信息留下深刻印象。微课能够使学生产生“更加聚焦的学习体验”[3]，因而更能从真正意义上提高学习的有效性，推动化工原理课程内容与课程体系的改革。微课的建设还能够推动化工原理教学方法与教学手段的改革。微课本身就是一种创新的教学方法，它能创造性的调动学生的学习积极性，让学生更加自主、自助的学习；它强调学生个性化和个别化学习，能有效调节学生的学习步调和进度。
正如教育部刘利民副部长指出的那样，“微课是符合时代要求的积极探索，并希望借此推动教师教育方式方法的变革，解决教育需求多样性、资源便捷性等问题，促进教学与现代信息技术的深度融合”。因此，将微课引入高校的化工原理教学改革，在很大程度上将激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，推动化工原理教师专业发展和教学能力的提升，促进教师投入化工原理课程改革和教学研究的热情，强化信息技术与化工原理学科教学的融合。可以说，微课资源在化工原理教学改革中的开发与应用，对于移动学习时代的个人教育、学校教育都具有极为重要的战略意义和现实价值。
三、化工原理微课资源的设计与开发
设计与开发化工原理微课资源要紧密联系化工原理教学目标与内容，教师要对教学内容、教学方法进行合理的组织，针对核心问题设计出最佳的教学模式。化工原理微课资源的设计与开发主要遵循以下思路和方法。
1.合理选题。师要根据化工原理课程的特点选取相对独立、完整、实用性强、能促使学习者深度学习、思考的短小精悍的微问题，根据化工原理教学内容中每个单元操作的重点、难点、易错的知识点进行合理选题，有针对性地进行讲解剖析。
2.微课的教学设计。通过巧妙的教学设计，更准确的定位化工原理教学目标、教学重点和难点。
3.精细化课堂教学。撷取化工原理课程精华，进行层层的剖析和梳理，使教师的教学任务更加明确化、精细化。
4.建立多样化的化工原理微课类型，如讲授类、问答类、启发类、讨论类、演示类、练习类、实验类、自主学习类、合作学习类、探究学习类等，构建主题鲜明、类型多样、结构紧凑的主题单元资源包。
5.撰写化工原理微课视频字幕。开头加标题交代教学内容主题，重点、难点处添加字幕。
6.拓展其他教学资源。以视频和音频文件、图片以及多媒体动画等表现形式添加对化工原理教学的反思、专家点评、学生反馈以及课堂练习等教学资源，以丰富化工原理微课的内容。
四、化工原理微课的教学设计
根据全国首届中小学微课教学比赛教师问卷调查显示，有76%的教师认为，微课的教学设计非常重要，是微课制作过程中最重要的环节，这个比例远高于“选择微课教学主题”（45%）、“制作微教学课件”（43%）、“教师教学活动实施过程”（42%）等环节。[4]因此，在化工原理微课资源开发中，要高度重视微课的教学设计。通过巧妙的教学设计能更准确的定位化工原理教学目标、教学重点和难点。
在化工原理微课程的教学设计过程中，教师要对教学内容、教学方法进行合理的组织，紧密联系化工原理教学目标与内容，针对核心问题设计出最佳的教学模式。微课程地教学设计要保证在尽量简短的时间内，将知识点讲授得完整、清晰、易于理解，引发学生积极深入思考；同时还要有较强的吸引力，能在微视频开始的1～2分钟内吸引学习者的眼球并让其饶有兴趣地观看，将学生的注意力和兴趣点调动起来，让学生可持续地主动学习。
化工原理第一章流体流动中机械能守恒方程，即伯努利方程及其应用是重点。我们以化工原理教学团队陈乐教师参加的首届全国高校微课教学比赛“伯努利方程的应用”微课程作品为例，针对伯努利方程这一重要的知识点进行微课教学方案设计。首先，由动画演示小区供水流程，让学生更加直观的结合生活中的实例理解化工原理中的机械能守恒的原理，并提出问题：为何水塔需要建造一定高度？从而引出流体流动中存在的三种机械能，即位能（gz）、压强能（P/ρ）和动能（u2/2）以及它们之间的守恒原则：柏努利方程。指出位能、压强能和动能之间可以互相转换其和不变，当位能减小时，动能或压强能势必升高；或当动能升高时，则压强能或位能势必减小。然后通过视频举例飞机为什么能够飞在空中，让学生深入体会柏努利方程所反映的能量转换问题的应用，揭示飞机为什么会飞的奥秘所在，增加学生学习的兴趣。理解了柏努利方程的应用原理后，最后回答微课开始动画中所提出的问题：为何水塔需要建造一定高度？水塔储存了一定高度的水，使得水具有较高的位能，往下流动的过程中位能转化为压强能和动能了，于是可以满足用户供水需要。通过水塔供水、飞机飞行等常见的生活实例，结合图片和动画，可以生动形象地讲解流体流动的守恒原则及应用原理，使学生易于理解，印象深刻。
五、微课在化工原理教学改革中的推广价值
化工原理微课资源的设计与开发，可以为学生创造无所不在的微学习，极大地拓展了化工原理学习的时间和空间，使得学习不再仅仅局限于课堂上和教室中。学生能够利用新的多媒体技术与互联网技术改进学习质量，有利于学生用最短的时间掌握最重要的知识要点，这既可查缺补漏又能强化巩固知识，还能提高学习效率。微课程使化工原理学习不再单调和枯燥，而是充满了愉悦，同时这也激发了学生学习过程中的创造力。化工原理微课程教学还有利于教师不断钻研业务，总结教学经验，提高教学质量；有利于教师精讲精练，抓住教学重点进行有效教学，是教师专业成长的重要途径。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 钟理，伍钦，邹华生.化工-数字整合推动化工原理课程改革刍议[J].化工高等教育，2002（4）：65-66.
[2] 胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究，2011（10）：61-65.
[3] 张静然.微课程之综述[J].中国信息技术教育，2012（11）：19-21.
[4] 胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启示[J].远程教育杂志，2013（4）：36-42.
[5] 肖杨，陈胜慧.《化工原理》少学时教学改革思考[J].大学教育，201（8）：96.
[责任编辑：陈 明]
