[出处] 教育教学论坛_2022年第14期

胡雨奇 王洪海 李春利

[关键词] 导入;激活;化工原理;课堂教学

[基金项目] 2021年度河北省高等教育学会“十四五”规划课题“面向新工科高校人才需求的循环圈教育培养模式的构建与探究”（GJXHZ2021-02）;2020—2021年河北省高等教育教学改革研究与实践项目“以循环圈教学培养模式推动工程型人才能力迭代升级的探索与研究——以化工原理课程为例”（2020GJJG024）;2020年度河北省自然科学基金“隔壁塔动态控制系统中多变量统计降维投影及滚动优化的协同研究”（B2020202066）

[作者简介] 胡雨奇（1988—），女，天津人，工学博士，河北工业大学化工学院副教授，主要从事化工原理课程的教学研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）14-0084-05 [收稿日期] 2022-02-11

为加快建设世界一流大学和一流学科，进一步推进人才强校战略，近三年河北工业大学展开“元光学者”计划，积极引进科研成果显著的高层次人才，为建成高水平工科大学提供强劲动力。引进的“元光学者”受聘为教学科研型的骨干教师，他们不仅要在科技创新领域有重大突破，更要将工作落实到以学生发展为中心、通过他们对教学对科研的独特见解提升学生学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量，为“金课”建设贡献力量。

新引进的教学科研型教师们在授课一段时间后，对传统教学想要做出改变，但他们在开展教学活动中却遇到了很多难题。本研究发放问卷150份，问卷覆盖近三年引进的教学科研型教师，对其遇到的教学难题进行统计，生成共性词云，如图1所示。发现最突出的是在授课过程中，学生玩手机、低头、被动的问题，这一方面代表新时代电子科技对教育的冲击，另一方面也代表高校教师的教学模式、教学内容、教学方式、人格魅力等方面的吸引力不及手机等新兴媒体;而且作为以工学类学科和工科专业为主的院校，除基础课程外，大部分课程深涩枯燥，这就更加促使学生玩手机寻找刺激;从而使得教师无论开展怎样的教学活动，做出怎样的教学改革，只做到了“教无定法”，却无法获得“学有所成”，不是完整有效的教和学，这是当代高校课堂亟待解决的问题。如何将学生的注意力从手机转移到课堂，激发学习兴趣，这是每堂课最开始的导入激活发挥作用的时候;不仅是传统教学模式，很多创新教学模式也需要做好导入和激活，才能为后续多样的教学活动打下全员参与的基础。

一、导入激活的作用

不同于新教师对教学茫然的现状，以及资深教师对教学一成不变的现状，教学科研型的教师们在工作一段时间后，为提升教学效果、发挥自身科研优势，在为本科生授课中就会逐步开展卓越工程师打造计划，他们会结合时代发展特色、学科或课程特点、学情分析，将传统教学模式改造为创新教学模式并在课堂中实施，包括国内外广泛使用的5E教学[1]，O-AMAS[2]，加涅九段[3]、五星教学[4]、BOPPPS等模式[5]，如图2所示。可以看出，无论是哪种教学模式，课堂初始的吸引、激活、引起注意激发记忆、聚焦问题激活旧知、导言，即导入和激活环节都占据着首要地位。

导入是教师在一个新的教学内容和教学活动开始时，引导学生进入学习状态的行为方式，它要求教师能迅速创造一种融洽的课堂氛围，把学生带进一个与教学任务和教学内容相适应的环境[6]。导入铺设完毕后，通过刺激视觉、听觉将学生感官调动，这可实现学生从玩手机的低头转为抬头;通过创设环境中的矛盾点激发，促进學生产生好奇心和兴趣点，将学生情感调动，这可实现学生从抬头转为好奇的歪头，产生心理活动;通过将矛盾点与知识产生关联，促进学生想要获取知识解决矛盾，将学生知识调动，这可实现学生从歪头转为点头。利用“头”的动作将所有调动贯穿，实现感官—情感—知识的逐级深化，才能由导入进入激活，由教师“想要学生学”转变为学生“我要学”的状态。

“化工原理”课程作为学科基础课程模块中的专业基础课，每年向化工学院所有专业、大二本科生开课。该课程是综合运用数学、物理和化学等基础知识，分析和解决化工类生产中各种单元操作问题的工程学科，担负着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。由于课程具有内容抽象、计算量大、理论性和应用性都很强的特点，学生理解并掌握具有难度，之前课堂中的抬头率、点头率并不高;为此近年我校化工原理教学团队在“化工原理”课程中进行了各种导入激活方式、评价准则的探索，对于提高化工原理课程的教学效果、解决教学痛点问题上取得了一定的成绩。

二、导入激活的方式

（一）经验导入

有关于化工生产中涉及的基本规律和学生们的生活是存在距离感的，很难获得学生的接受与共鸣。针对这一问题，教师同样可以利用学生的习惯心理，利用他们对旧事物、对熟知领域的依恋性和可控性，教师授课的导入可以从学生熟知的生活、与生活有联系、或有区别的实例入手，通过教师不断搭建桥梁，如全员对生活实例的讨论、引导性设问、创建矛盾疑点等方式，引导学生找到导入的经验实例与课程的关联度，学生能够领悟到运用知识可以解决生活难题，挖掘学生心底被掩盖的求知欲与好奇心。

例如，当讲到精馏原理的时候，教师通过水浒传中武松打虎之前喝了十八碗酒的故事设问：武松喝的酒与现代人喝的酒有区别吗？通过量化，得知如果武松喝的是现代的白酒，十八碗相当于七斤白酒，喝了只会酒精中毒，而不能去打虎，学生在谈笑间认识到古法制酒和现代制酒存在区别，开始对白酒制造产生兴趣;教师接着设问：你认为的古法制酒工艺是什么？学生在互动、抢答的过程中总结出他们的答案：利用热能去蒸发粮食发酵物就会得到武松喝的酒，这是学生的固有思维意识;联合第一、二设问，学生马上自己想到现代酒肯定不是蒸一蒸就得到的，固有思维存在缺陷，这就引出了现代制酒工艺——精馏。这种利用学生生活中常见的白酒实例，通过教师的两级设问，学生逐步出现对白酒制造的兴趣——对推翻自己头脑中固有想法、去寻找解决矛盾问题答案的冲动。

（二）视觉、听觉、感观导入

导入第一步要做到的是视觉、听觉等感观的刺激，利用视频、音频、身体的冲击实现学生由低头向抬头的转变，实现学生感官的调动。视频音频可以是学生熟知的影视作品、常用App中的短视频;可以是在课堂无法演示、却可以通过实验室相关仪器配合呈现出的实验过程;可以是通过“双师计划”涉及的企业导师在生产现场录制的生产过程;可以是新闻报道中呈现的安全事故等具有反面教育意义的视频;也可以是新闻报道中国家发展项目的子环节。身体感官的刺激可以是教师鼓励学生触摸、感受、研究的实物和模型;可以是学生之间、教师与学生之间的互动游戏;可以反利用手机，通过学生在手机上的智慧教学平台，如“雨课堂”“云课堂”发布的弹幕将全员网罗到课堂之中。教师通过在课堂中不断变换刺激的方式，带给学生最直接的触动。

例如，在流体流动章节，当讲到伯努利方程应用的时候，教师授课开始就导入河北邢台自来水中毒事件的新闻视频，学生直观看到居民家非正常的自来水颜色;之后通过教师重现中毒事件的调查分析，发现自来水、管道、人为因素都是没问题的，创造出中毒事件的矛盾点，激发学生想要了解整个事件原委的兴趣;最后通过对中毒事件的动画还原，引出流体倒流的虹吸现象，通过虹吸现象进入流体能量转换的分析，该分析需要用到伯努利方程，引出知识点。这种利用新闻视频，一方面给学生带来感官震撼，通过安全问题也可以将涉及工程伦理的内容巧妙融入;另一方面通过新闻事件出现的矛盾点，以一个具体现象虹吸引出抽象的伯努利方程，这种方式强调学生对待事物的心理认知是从具象到抽象的过渡规律，授课只有符合学生的心理节奏，才能取得预期的授课效果。

（三）联系旧知导入

化工生产每个单元操作模块下各小节关联性较强，在导入新课之前，对上节课所学内容进行回顾，一方面教师检验了旧知掌握程度，对学生出现的薄弱点进行强化复习，另一方面教师带领学生挖掘旧知识与新知识的关联，利用旧知识降低学生对新课存在的心理预期难度。联系旧知识可以通过智慧教学平台上的测试题、问卷调查发送给所有学生，后台大数据会统计出学生完成情况;可以通过教师或学生呈现的思维导图回顾知识点，找到知识点的内在逻辑;也可以通过国内外先进教学活动，如“信感启动”的活动，即信（尽量原汁原味地还原你还记得的上节课三个信息）—感（用表情图及情感词汇表达你学习中的情绪感受）—启（通过前述信息和感受给你带来的启发、体会或感悟）—动（接下来你打算尝试哪些内容解决什么问题），将学生对旧知识的记忆与自身学习感受产生关联，强调知识的理解与内消化，利用内消化所得到的精华引出新知识的重要性。

例如，在传热章节，当讲到总传热系数的时候，课程开始利用煮饺子实例，通过智慧教学平台上的调查问卷方式（單选题）回顾了传热的三种基本方式及其对应的传热速率方程，通过设问：火与锅底的传热属于什么方式（热辐射），锅底与水的传热属于什么方式（热对流），锅把与手的传热属于什么方式（热传导），将上节课的内容进行复习，教师收到大数据平台反馈的学生答案，对学生容易混淆的问题再着重分析;之后教师会呈现间壁式换热器教学模型，通过对换热器任意截面，包含管程、壳程、管壁内的传热方式分析，将上节课所学传热方式和速率方程应用到换热器之中，稳态传热会使得各个过程的传热速率相等，找到换热器任意截面传热阻力的构成因素，引出总传热系数的学习。这种方式强调知识的逻辑性和关联度，使得学生不仅仅掌握某几个知识点，而且还将零散的知识点组合成知识图谱，学生未来能够调动串级知识，更关注长期效果。

（四）工程案例+思想政治导入

为深入实施人才强国、人才强校战略，近年高校引进了较多教学科研型教师，他们的科研成绩非常突出，教学科研型的教师们形成强有力的科研团队，与众多石化企业、设计院建立了新技术和装备联盟，建立了国家级、省级工程实验室，进行了行业核心问题攻关、技术创新。这些教学科研型的教师们深入剖析和解决了企业的很多工程问题，这些工程问题代表着工业的时代发展特色与政策要求，那么教师在为本科生授课过程中，可以将融入思想政治的工程案例作为导入，利用工程案例涉及的内容引出知识点的学习，也将其反映的思想政治精神和学习内容融合成“一张皮”。这种方式强调对前沿科技的引领，符合“金课”的“两性一度”标准，对学生的知识、能力、素养提出了更高的要求，但教师需要将工程案例做出适当简化，否则难度过大会打消学生探索的积极性。

例如，在流体输送机械章节，当讲到离心泵安装高度时候，教师授课开始就导入曾遇到的工程问题：某化工厂搬迁，从北方迁往南方，新厂的设备布置和原厂基本保持一致，但却发现新厂离心泵出现振动异响的问题，经过实地调研，拆卸离心泵泵壳，发现其叶轮损伤的十分严重，若放任不管，会威胁离心泵的安全操作。针对工程问题，教师通过三级设问，以剥洋葱的方式找到问题实质;一级设问：离心泵在充分灌泵的情况下，何时会振动？引导学生找到泵壳内出现气体这个关键点;二级设问：泵壳内为何出现气体？学生弹幕分享物理化学知识，追寻到气体与泵壳中心区压力有关，而压力的变化与离心泵安装高度有关;三级设问：新厂与旧厂中，离心泵安装高度保持一致，为何只有新厂出现故障？启发学生利用旧知机械能守恒方程去分析离心泵的最大允许安装高度及其影响因素，发现温度作为影响因素之一，是造成离心泵故障的根本原因。通过设问引导，学生从离心泵振动的表观现象，挖掘出原因，即泵壳中心区压力的变化，追溯出本质，即离心泵安装高度的影响因素，解决了工程问题。学生解决工程问题的过程不仅是他们形成系统工程思维的过程，培养了他们作为未来化学工程师的自信心，而且以离心泵的安全隐患潜移默化的进入到有关于工程伦理的思想政治教育，以工程案例自带的思想政治属性，实现“知识”和“思想政治”教育的一箭双雕。这种方式强调教师引导学生寻找、靠近、确定解决方案的设问支架搭建，对教师的科研水平、科研向教学转化水平、支架设问的教学水平提出较高要求。

三、导入的评价

导入与激活作为开篇，占据的时间并不长，但却是整节课能否取得预期教学效果的关键。教师在课前做教学设计时，无论是采用经验导入、视觉听觉感观导入、联系旧知导入还是工程案例导入，均需要对导入效果进行有效评价，如表1所示。通过评价反馈出的问题，对导入进行改进，只有课前对导入的不断修正迭代，课堂中才能呈现较为完善的导入与激活方案。

（一）激活工具

对学生的感官刺激的程度排序——视频（实物模型）>动图（图片）>公式回顾，需要注意的是不建议教师在课程开篇就对上节课涉及的公式进行回顾，对掌握不太好的学生是自信心打击，对掌握很好的学生徒增了无趣感，在学生中这种导入方式不受欢迎;就算采用刺激效果较好的视频、音频、实物，教师也需要考虑学生获取的难易程度，例如，有关于生活实践的视频就比和专业密切相关的设备、操作流程视频更容易被学生接受，更能引发学生的共情，从“以学生为中心”的角度，教师需要对导入资源提前筛选。

（二）激活有效性

学生由于人生规划不同存在不同的分类，科研型、就业型、茫然性等，是否可以通过一个导入环节，将所有学生人群包罗进来，实现全员参与，这就非常考验导入的内容、方式、调动的节奏、阶梯性支架设问得合理。很多教师认为全员参与的难度很大，那可否换个角度解决这个问题？一部分学生如果是因为教师有趣的导入、贴近生活的实例融入课堂之中，教师是否可以通过智慧教学平台、课堂参与式学习等方式将另一部分学生调动起来，促进感兴趣与不感兴趣同学的交流，学生能帮助教师间接实现二次调动;即如果导入内容的吸引面是有限的话，教师可以通过导入方式、调动方式、设问方式的差异扩大吸引面，我们希望课堂的观众不仅只有前几排的学生，还要把教室后半部分的学生也融入进来。作为导入故事的讲解者，教师不仅要将实例讲生动，而且要控场，实例不可无限发散，教师需要引导学生将导入实例收到知识点，直击教学目标，做到收放自如。

（三）激活维度

导入需要做到三个层次的调动，一维感官调动实现学生目光的汇集，是“身”的调动;二维情感调动促进学生产生心理活动，实现兴趣的激活，是“心”的调动;三维认知调动帮助学生由兴趣延伸到知识求解，是“脑”的调动;“身—心—脑”循序渐进的调动，才能利用导入环节实现学生吸引力转移—产生短时兴趣—产生长效兴趣—由导入去激活求知欲，后续的教学环节才能顺利展开。

结语

课程初始的导入与激活环节，要充分围绕“以学生为中心”的教学理念，通过学情制定详细的导入与激活方式，利用导入评价准则不断优化导入与激活方案，目的是改变现今大学课堂的教学痛点问题，吸引学生的注意力，激发学生产生学习兴趣，使学生能心甘情愿地放下电子设备，主动的融入教学活动之中，将“教学”真正落地为“有效的教和学”。