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【典型案例】《化工原理》核心课轻量化资源教学案例:让抽象知识点“触手可及”

发表时间:2025-12-15 10:10

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摘要

    近日,在北京化工大学的化工原理课堂上,授课教师引入我公司自主研发的轻量化教学资源开展教学活动,课堂参与度与知识吸收效率较以往显著提升,获得师生一致认可。我公司打造的轻量化资源系统,依托公司丰富的仿真资源,采用 “轻量化资源+敏捷化部署+数据化反馈” 的模式。为教师提供一套能够快速生成、一键分发、实时反馈的碎片化教学工具,将其科研案例与课程核心知识点深度融合,制作成“即扫即学”的轻量化资源,赋能课堂教学互动、学生课后自主强化与教研质量精准管理,最终实现科研反哺教学、提升教学质量的目标。

    以化工专业课程核心知识与技能为核心,采用模块化设计,兼具内容精炼、适配性强、易用性高等特点,助力教师打破传统教学局限。东方仿真作为专注于化工教育领域的科技企业,我们始终秉持“以优质资源赋能化工人才培养”的核心使命,依托前沿技术持续优化产品体系,为企业职业培训培养及院校专业人才培养提供更具价值的教学解决方案,推动化工教育教学质量升级。

关键词:数字孪生、轻量化资源、仿真、课堂互动

轻量化资源让化工原理课堂“活”起来


    周三上午的《化工原理》课上,北京化工大学化学工程学院的许教授开始了干燥章节的课程。作为课前导入,他打开理论核心课的化工原理轻量化资源系统,选择“湿空气是否预热的干燥效果”资源,并发布二维码:“同学们扫码,完成学习任务。”

教师发布资源二维码,学生扫码


    学生们迅速拿出手机扫码,绑定班级姓名和学号,屏幕上立刻浮现出湿空气是否预热的界面,学生们根据提示输入未预热空气和预热后湿空气的温度、湿度参数,马上出现了预热前后湿空气的状态参数。2分钟后,教室大屏上许教授的教师端后台已同步收到全班的答题数据。

学生进行操作答题

实时成绩反馈


一个资源2~3分钟左右的操作时间,既结合了课程内容,又给课堂带来了极大的活力提升课堂互动率。在这节《化工原理》课堂上,除了“湿空气是否预热的干燥效果”,许教授还发布了“干燥过程必要条件”和“风机季节选择标准”两个资源。

“轻量化资源很方便,不管是将二维码插入到课件,还是直接在课上打开教师端发布资源,都很方便。”课后许教授讲使用体验,“而且在课上打开教师端,可以马上看到学生提交情况和成绩分析,对掌握学生课堂内容的理解程度很有帮助。”

课后在询问学生们的使用感受时,大多也反馈这种轻量化资源很方便,比较新颖,并且可以便于理解抽象的知识。但也有同学受到网速困扰,资源加载比别人慢。

让课堂效率翻倍的“秘密武器”,正是我们专为化工原理教学打造的《化工原理》轻量化资源。它如何精准适配课堂教学场景?这就为你拆解其核心价值。

专业理论课堂教学的“老大难”如何破?



专业理论课堂教师面临以下核心痛点:

(1)抽象原理难具象,学生理解浮于表面;

(2)设备结构复杂,空间认知成本高,高危、高成本实操训练机会有限;

(3)课堂互动低效,学情反馈不及时;

(4)教学效果难以量化评估,教研改进缺乏数据支撑;

(5)教师的前沿科研成果难以快速、生动地反哺本科教学。

    摒弃“大而全”的平台建设思维,采用 “轻量化资源+敏捷化部署+数据化反馈” 的模式。为教师提供一套能够快速生成、一键分发、实时反馈的碎片化教学工具,将其科研案例与课程核心知识点深度融合,制作成“即扫即学”的轻量化资源,赋能课堂教学互动、学生课后自主强化与教研质量精准管理,最终实现科研反哺教学、提升教学质量的目标。

课题驱动的轻量化资源包


    轻量化资源不再单独建设大型平台,而是基于我方成熟的专业课程教学服务平台技术底座,为教师的特定课程量身定制微型资源包。


1、内容覆盖:


精准匹配课程核心知识

模块划分:

    按专业课程教学大纲,将内容分为几大核心模块,每个模块拆解为多个3-5分钟的“轻量化资源”,适配课堂教学节奏。

资源形式:

①微型交互仿真(学生可进行虚拟操作,如拆卸泵体、调节精馏塔参数、应对安全事故);

②试题讲解微视频(用3-5分钟讲解试解决课程中的某个工程难题);

③动态原理动画(将抽象的机理可视化为1-3分钟的动态演示);

④习题巩固模块(对应知识点的即时答题,包含选择、判断、实操匹配题)等。

专业保障:

    内容由高校化工学院教授联合化工企业工程师共同研发,3D模型严格依据工业级设备参数建模,与教材、教学大纲高度契合。


2、呈现形式:


3D可视化+互动答题,让知识“可触可测”

核心:

    摒弃传统静态课件,通过“3D观察+互动操作+即时答题”的闭环,让学生从“被动听”转为“主动学”。

•3D可视化体验资源搭载高清3D模型,学生可观察设备内部结构及拆装设备,通过动态模拟直观看到原理发生过程(如气液传质时的接触轨迹、流体流动时的阻力变化)。

•互动化学习设计:资源内置轻量化操作任务,如“调节换热器的介质温度,观察传热效率变化”“指出反应釜内搅拌桨的最优转速”,学生操作后即时生成答题结果,强化知识应用。

•极简使用逻辑:教师无需额外学习技术,获取资源专属二维码后直接嵌入PPT/课件,学生用手机扫码即可参与,无需下载APP,课堂操作零门槛。


3、教师端赋能:


实时数据反馈,精准掌控教学节奏

核心:

    将学生学习数据实时转化为教学依据,帮助教师精准备课、高效授课。

•实时学情反馈:学生答题数据立即同步至教师端后台,自动生成答题正确率、个人成绩排名,教师可当场针对高频错题重点讲解。

•教学数据沉淀:系统自动记录每节课的互动数据、知识点掌握情况,形成班级/个人学习报告,为课后辅导、成绩评定提供数据支撑,贴合工程教育认证要求。


不止于“可视化”的教学升级


• 科研级专业性:内容贴合课程教学大纲,3D模型参数源于真实工业设备,适配不同层次教学需求。

• 轻量化资源适配性:3-5分钟/个的轻量化资源设计,完美匹配课堂注意力周期,可灵活嵌入课程任意环节(课前预习、课中互动、课后巩固以及数字教材)。

• 定制化服务:支持根据高校专业方向调整资源内容,打造专属课程资源包。



场景一:课堂实时互动教学

o 流程:教师将资源的二维码直接嵌入PPT。讲到相关知识点时,学生无需登录,直接微信扫码即可进入仿真或观看视频。

o 效果:瞬间完成全班互动参与。学生当堂完成一个虚拟操作(如“进料热状况选择”),系统实时统计正确率并反馈至教师手机端。教师可根据数据立即发现学生的共性问题(如多数人选择了错误的q值),进行针对性讲解,极大提升课堂效率。



场景二:学生课后自主强化训练

o流程:教师将资源二维码分享至课程群。学生可在宿舍、机房等任何地方,利用碎片时间扫码进入。

o效果:学生可反复进行高危(如“离心泵气蚀处理”)或复杂(如“多层降膜蒸发器开车”)的虚拟训练。系统提供引导、错误提示和原理解释,就像一个永不疲倦的陪练。所有练习数据(完成时长、成绩、错误点)均自动记录。



场景三:教研室教学质量管理

o流程:教师和管理员在平台后台可查看全量教学数据。

o效果:可清晰看到哪个知识点(资源)的平均用时最长、错误率最高。例如,发现“恒压过滤计算”仿真平均得分偏低,即可决定在下学期增加该部分的课时或修改教学方法,实现数据驱动的教研改革。



场景四:精品在线课程、新形态教材

o弥补交互短板,打造符合国家评选标准的亮点资源。

o破解教学难点,提升学生的学习兴趣与理解深度。

o赋能新形态教材,为教材提供独家、高清、可交互的配套资源。

o实现精准教学,通过学情数据反馈,助力教师教学诊改与课程优化。


预期成效及已有课程



预期成效

已有的课程资源列表


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