雨课堂在“化工设计概论”课程教学改革的初探
王成秀，黄星亮，孟祥海，徐建，杜巍，刘昌见，王郁现，马新龙
（中国石油大学（北京）化学工程与环境学院，北京）
摘 要： 本文介绍了雨课堂在“化工设计概论”课程中的应用过程与体会。首先分析了“化工设计概论”课程在传统教学中存在的问题，提出引入雨课堂教授的必要性。其次，总结了将雨课堂用于“化工设计概论”教学中的一些收获：可以实时获取学生的考勤、课堂练习及课后复习等情况，为全方位评价学生课程学习效果提供了充分的数据资料。最后，通过与同行分享雨课堂使用体会，探讨提高课堂效率和课程教学效果的有效方式。
关键词： 雨课堂；化工设计概论；传统教学；教学改革
雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的智慧教学工具，目的是全面提升课堂教学体验，让师生互动更多、教学更为便捷[1-2]。自2016年4月正式版上线以来，雨课堂已在众多高校课堂使用，获得了师生广泛赞誉。作者尝试将雨课堂应用于“化工设计概论”的教学过程中，现对雨课堂教学应用做一些探讨。
一 关于《化工设计概论》
“化工设计概论”是我校化工类本科专业的一门重要的基础必修课程，32学时，安排在第三学年的第二学期。该课程的主要任务是培养化工类本科生具有应用工程思想、设计思维、整体优化决策能力等来解决本专业领域中碰到的复杂专业问题的能力。这门课程的特点主要体现在它的专业基础性、实践性和综合性。所谓专业基础性指的是这门课程为将来学习化工专业课奠定重要的基础。实践性指的是该课程为化工生产的设计和操作提供指导，该课程与化工生产实践是密不可分的。综合性指的是该课程与“物理化学”、“化工原理”、“化工热力学”、“化学反应工程”及“分离工程”等课程相互交叉渗透，只有将相关知识融会贯通于本课程的学习之中，才能真正掌握“化工设计概论”的知识体系和思维模式。由于该课程的以上特点，学生普遍反映“化工设计概论”是化工专业最难的专业课之一，部分学生对课程的学习缺乏信心和兴趣。究其原因，一方面和课程本身的特点有关，该课程涉及的内容非常广泛，这些内容的知识点过于松散，学生可能只能理解部分内容，缺乏对这些内容之间的关联性的理解和思考。另一方面也与教学方法有关。如果采用课堂讲授的教学方式进行，学生被动听课，难以很好地跟上课程讲授的节奏。因此有必要针对“化工设计概论”课程的教学方法进行适当的调整和改进，以便取得更好的教学效果。为此尝试将雨课堂这一教学模式引入到教学过程中，通过雨课堂的使用，增加了课堂互动，强化了知识点之间的联系，有助于学生对知识的理解和掌握。
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二 雨课堂在《化工设计概论》课程教学中的应用
雨课堂的使用可以体现在教学环节的多个方面，可以全面提升教学效果。冯昕烨等[3]总结了雨课堂在教学活动中的设计过程。使用雨课堂可以从课前、课中、课后3个角度分别设计教学活动，将教学内容贯穿于教学过程的各个环节，增强了学生在教学过程的参与度（如图1所示）。
图1 雨课堂教学活动
（一） 课前准备
教师运用雨课堂可以向学生推送课前预习课件，将课上要讲授的要点和背景知识在上课之前推送给学生。预习课件可以设置复习环节、课堂重点及课前思考题等。这样，可以让学生充分利用课下“碎片化”时间提前为课堂讲授的内容做好准备。此外，在预习课件中也可以设置预习测验题和预习反馈，让学生通过做题检测自己的预习情况并及时与教师互动，反馈预习过程中遇到的主要问题。教师在课前及时收集并整理学生的预习检测结果及反馈情况，有利于课堂上有的放矢的讲授相关内容。
（二） 课堂教学
教师运用雨课堂可以实现课堂教学的实时互动，活跃课堂气氛，避免学生走神。针对课堂讲授的知识点，可以通过设置课堂练习、课堂研讨题及课堂弹幕等环节来实现与学生的实时互动并检验学生的随堂听课效果。课堂练习题目主要以选择题为主，并设置限时回答的模式。选择题这一类题目相对简洁，有利于学生快速作答；限时回答则要求学生在规定时间内完成作答，有利于提示学生集中精力。此外，课堂讲授过程可以根据需要设置一定的课堂研讨题目，这些题目的制定可以选择一些学生已经学习或者依据学生比较熟悉的相关化工过程。例如，在讲授“化学反应路线的选择”一节内容时，教师教授学生理论判据，给出化学反应路线选择的5种判据方法之后，可以选取学生们熟悉的典型化工过程如“蒸气裂解生产乙烯”、“乙烯氯化制备一氯乙烯”、“乙基胺生产”等相关化学反应路线选择作为课堂研讨题目，让学生在授课过程中参与课堂研讨，确定较为合理的化学反应路线。由于学生对这些化工过程有一定的了解，通过引导使学生运用课堂所讲授的知识点来完成研讨过程，既强化了学生对每种判据方法的深入认识，也培养了学生运用工程的思想来分析解决化工过程设计问题的能力。此外，教师开启雨课堂授课后，除了像传统课堂有课件投影外，还设有弹幕功能。当教师开启弹幕后，学生可以针对老师提出的问题发表自己的观点，这个过程也是强化课堂互动的良好途径。这个过程是匿名进行的，因此，可以让学生比较自由的反映学习情况。教师根据匿名反馈情况，及时调整授课内容，并重点讲解被学生标记为“不懂”的知识点，提高了课堂学习效率。
（三） 课后巩固
本文的综合评价函数采用式(5),且根据式(6)选择偏好父节点,即选择综合评价函数最小值对应的候选父节点为偏好父节点。以下将详细介绍采用FAHP法求解复合路由度量中各个路由度量的权重系数的过程。
课堂授课结束后，雨课堂同样发挥着重要作用。在每次“化工设计概论”课后会推送3-5道选择题、判断题或填空题作为课后练习题。通过课后练习题，帮助学生及时复习课堂学习的知识。同样，练习题可以设置限时回答，一定程度上降低了作业互相抄袭的现象。学生提交答案后，教师可以通过“雨课堂”评判出得分最高且总用时最短的优秀学生，以及得分最低且总用时最长的学生。教师可以定期在课堂上展示课后作业的成绩排行榜，及时对排名靠前和进步明显的学生提出表扬与奖励，有利于在整个学期的课程教学中形成“比、学、赶、超”的良好氛围[4]。
三 雨课堂在“化工设计概论”课程教学应用体会
在“化工设计概论”课程教学引入雨课堂，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁，教师对学生学习各个环节均具有较为全面的掌握，学生对自己的学习成果也能实时得到反馈。对比本学年的“化工设计概论”期末考试成绩发现，学生总成绩优良率较去年未使用雨课堂时提高了10%，期末测验平均分由去年的75.28提升至79.43。这表明，雨课堂在“化工设计概论”使用，一定程度上促进了教学效果的提升。正如清华大学于歆杰教授所言：“雨课堂让学生、教师和管理者知道教室里真正发生了什么，有助于实现数据驱动的教学，帮助教师在提升教学艺术的同时，实现科学教学和教学科学[5]。”作者在使用雨课堂进行“化工设计概论”课程教学也发现了一定问题。例如，对于教师授课过程，由于雨课堂设置了一些课堂练习题或课堂研讨环节，学生在答题或研讨时会占用部分课堂授课时间，这势必教师的讲授时间，导致部分授课内容无法详细讲授。这在一定程度上影响了授课进度。对于学生上课过程，部分自觉性差的学生，可能利用手机或电脑做一些与课堂授课无关的内容，容易被手机或电脑上的游戏或视频吸引，从而降低了这部分学生听课效率。此外，弹幕的使用虽然可以随时看到学生的观点及想法，但不排除个别学生乱发弹幕，引起教学秩序混乱，分散其他学生的注意力。
四 结语
总体来说，雨课堂应用于“化工设计概论”的教学过程，在课前-课中-课后三个环节均提高了师生互动，保证教师对教学效果的实时掌握及学生对学习效果的及时了解，从而强化了教学效果，改善了教学效果。雨课堂的使用过程中，也存在一定的问题。这就要求教师对课堂投入更多的精力与心血，优化和完善课堂教学的各个环节，采用更灵活的方式将雨课堂融入教学过程中，调动学生学习的积极性，求知欲，从而更好的发挥雨课堂的优势，使智慧教学成为传统教学法的自然延伸。
在注册阶段完成后，传感器和密钥生成中心进行相互认证。首先，传感器使用加密算法对公钥Ks、随机数Rs、时间戳T和请求服务内容M进行加密，并将结果ES发送给证书中心。然后，证书中心用私钥K′s对加密信息ES进行解密，验证时间戳的准确性并判断传感器的真实性。最后，如果传感器信息为真实可靠的，则再用公钥Ks加密请求服务内容M和随机数Rs；否则，终止服务。
参考文献
[1] 曾瑞鑫.学堂在线召开发布会宣布推出智慧教学工具--雨课堂[J].亚太教育,2016(24):3.
[2] 基于“雨课堂”的《质量管理学》教学改革与实践[J].教育现代化,2019,6(11):72-74.
[3] 冯昕烨,王健.基于“雨课堂”的混合式学习模式设计[J].软件导刊,2019,18(2):194-196.
[4] 韩国庆.基于“雨课堂”平台的《采油工程》课程教学实践[J].教育教学论坛,2018(51):138-140.
[5] 周千.基于雨课堂的“概率论与数理统计”课程教学改革与实践[J].西安航空学院学报,2019,37(1):92-95.
本文引用格式： 王成秀,黄星亮,孟祥海,等.雨课堂在“化工设计概论”课程教学改革的初探[J].教育现代化,2019,6(50)：72-73.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.50.036
基金项目： 本文系中国石油大学（北京）本科教学工程项目的研究成果
作者简介： 王成秀，女，汉族，山东新泰人，副教授，博士，研究方向：主要从事颗粒技术与流态化、化学反应器设计、清洁油品生产等方面的研究；黄星亮，男，汉族，江西南昌人，教授，博士，研究方向：主要从事加氢催化剂、轻烃转化催化剂的研究与开发。
标签：雨课堂论文; 化工设计概论论文; 传统教学论文; 教学改革论文; 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院论文;