化工原理教學(xué)中的去模式化研究

范寶安 任曉靜　董志軍　毛磊　俞丹青

【摘要】本文以化工原理教學(xué)為例，探討了在高等教育中如何避免教學(xué)模式化的方法，指出只有打破常規(guī)，改變現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)方法和教學(xué)手段，發(fā)展和完善多種形式的教學(xué)平臺(tái)，建立起多層次的評(píng)價(jià)體系，才能充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，從而達(dá)到事半功倍的效果。其中的經(jīng)驗(yàn)不僅適用于化工原理教學(xué)，對(duì)于其它工科大學(xué)課程的教學(xué)也有普遍的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】化工原理 教學(xué)改革 去模式化

【基金資助】湖北省教育廳教改項(xiàng)目（2008189）；武漢科技大學(xué)教改項(xiàng)目（2009016）。

【中圖分類號(hào)】 G40-034 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）09-0228-02

所謂模式化教學(xué)指的是圍繞教學(xué)所組織的一切活動(dòng)都是按照一定規(guī)范、根據(jù)某一程式、在一定的模式下進(jìn)行的。比如模式化授課就是老師在課堂上講、學(xué)生坐在下面聽(tīng)；模式化學(xué)習(xí)就是學(xué)生聽(tīng)課、看課本，然后做作業(yè)；模式化考試就是出一張有標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的考卷，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成，然后根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)閱卷，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)定。模式化教育的特點(diǎn)是統(tǒng)一化，包括統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)，統(tǒng)一的教學(xué)大綱、統(tǒng)一的教學(xué)計(jì)劃、統(tǒng)一的課程安排、統(tǒng)一的教材和教學(xué)方法、統(tǒng)一的考試制度與評(píng)價(jià)體系等。這種統(tǒng)一化的模式使教育具有基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、規(guī)范性、高效性和公平性等特性[1]。模式化教育對(duì)于中小學(xué)可能行之有效，但并不適用于高等教育，這時(shí)因?yàn)楦叩冉逃鶄魇诘闹R(shí)具有廣延性、拓展性和探索性等特點(diǎn)。高等教育的對(duì)象是具有獨(dú)立思維能力和心智相對(duì)成熟的大學(xué)生，高度教育的目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)新性、開(kāi)拓性和獨(dú)立性的專業(yè)人才[2]，因此統(tǒng)一的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)、單一化的學(xué)習(xí)方式不適合大學(xué)教育。

以化工原理教學(xué)為例，化工原理是化學(xué)工程專業(yè)最重要的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，也是化學(xué)工程、生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)的必修課之一。該課程最突出的特點(diǎn)就是工程性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)，但知識(shí)結(jié)構(gòu)松散，不便于系統(tǒng)學(xué)習(xí)。用該課程所學(xué)到的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)存在著很多不確定性，很多過(guò)程需要近似計(jì)算，甚至很多計(jì)算時(shí)用到的參數(shù)都需要估計(jì)。而經(jīng)過(guò)了多年模式化教育的大學(xué)生對(duì)這門(mén)課程普遍很不適應(yīng)，無(wú)法理解對(duì)于一個(gè)具體的實(shí)際問(wèn)題為什么得不到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的答案，對(duì)未知參數(shù)的估計(jì)更是無(wú)從談起。這說(shuō)明對(duì)于這門(mén)課程不能采用傳統(tǒng)的模式化教學(xué)，要想使學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程，以達(dá)到學(xué)以致用，并最終樹(shù)立起工程觀念的目的，就必須在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行去模式化研究。

根據(jù)化工原理課程特點(diǎn)，結(jié)合作者多年的化工原理課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這門(mén)課程進(jìn)行去模式化實(shí)踐可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

一、改革授課方式，變老師在上面講、學(xué)生在下面聽(tīng)為學(xué)生在上面講、老師在下面聽(tīng)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是老師在講臺(tái)上講，學(xué)生坐在下面聽(tīng)。這種單一的教學(xué)模式很容易引起學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)疲勞，即使是學(xué)生感興趣的內(nèi)容也很難堅(jiān)持一堂課不走神，更不用說(shuō)要長(zhǎng)年累月堅(jiān)持認(rèn)真聽(tīng)講了。事實(shí)上，絕大多數(shù)的大學(xué)課程都是枯燥、生澀、抽象并難于理解的，因此單純的這種填鴨式教學(xué)必然不可能獲得良好的教學(xué)效果，因?yàn)閷W(xué)生至始至終都是處在一個(gè)被動(dòng)地接受知識(shí)的狀態(tài)。如果能夠改變這種狀態(tài)，讓學(xué)生由被動(dòng)地接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)地汲取知識(shí)，學(xué)習(xí)效果就會(huì)大大提高，從而達(dá)到事半功倍的效果。一個(gè)行之有效的方法是讓學(xué)生到講臺(tái)上講，老師在課下聽(tīng)。這其中會(huì)遇到一些困難，比如由于中國(guó)學(xué)生普遍都比較害羞、自信心不足，不敢或不好意思到講臺(tái)上講，或者因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)能力差、課本知識(shí)難度大而不能到講臺(tái)上去講。這就需要老師一方面加強(qiáng)勸說(shuō)和引導(dǎo)，幫助他們克服心理障礙，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地上臺(tái)去講，必要時(shí)可以通過(guò)平時(shí)成績(jī)加分等手段激發(fā)學(xué)生上講臺(tái)的積極性；另一方面，老師要選擇一些比較簡(jiǎn)單、易于理解的內(nèi)容讓學(xué)生講，并將課件或講稿做得簡(jiǎn)單明了、通俗易懂，在上課之前提前將課件發(fā)給學(xué)生自學(xué)。當(dāng)然，對(duì)于比較復(fù)雜的內(nèi)容仍需老師在課上講解。在學(xué)生講解之后，老師只需要對(duì)學(xué)生講的不正確的地方加以糾正，并詢問(wèn)其他學(xué)生是否理解，不宜對(duì)學(xué)生的講解進(jìn)行評(píng)價(jià)，以免挫傷學(xué)生上臺(tái)的積極性。

二、改革學(xué)習(xí)方式，變上課聽(tīng)講+課后做作業(yè)為課前布置作業(yè)+課上討論+課后協(xié)作完成，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式是學(xué)生在課堂上聽(tīng)老師講，然后課下照著例題做作業(yè)。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生只會(huì)做作業(yè)，而不會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是學(xué)以致用，但是要活學(xué)活用，而不是照貓畫(huà)虎、生搬硬套。要解決這個(gè)問(wèn)題就要從布置作業(yè)方面下功夫。個(gè)人認(rèn)為布置作業(yè)不能布置課后習(xí)題，因?yàn)檎n后習(xí)題都是跟課本中的例題相關(guān)的，基本上都是一個(gè)解題模式、一樣的求解思路。作為課后作業(yè)實(shí)際上應(yīng)該在課前來(lái)布置，因?yàn)檎n前布置了作業(yè)，學(xué)生在上課時(shí)學(xué)習(xí)就有了針對(duì)性，而且知道了可以用哪方面的知識(shí)來(lái)解決哪一類問(wèn)題，即學(xué)生的學(xué)習(xí)是“有備而來(lái)”的。另外，所布置的作業(yè)應(yīng)該有一定的難度，需要學(xué)生調(diào)動(dòng)起所需的知識(shí)創(chuàng)造性地去解決問(wèn)題，而不是去根據(jù)已知條件去求解問(wèn)題。比如，在學(xué)習(xí)《化工原理》傳熱章節(jié)時(shí)，已知冷熱流體的進(jìn)出口溫度和流率，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算選擇一款換熱器。流體物性數(shù)據(jù)、流動(dòng)方式、換熱器的型號(hào)和尺寸均需要由學(xué)生自行查找和選擇，而不是把所有條件都給清楚了，讓學(xué)生計(jì)算換熱面積那么簡(jiǎn)單。這類作業(yè)一般難度偏大，學(xué)生一開(kāi)始可能無(wú)從下手，這就需要老師給予適當(dāng)?shù)奶崾尽Ａ硗?，這類問(wèn)題沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，選擇不同的流動(dòng)方式或不同型號(hào)的換熱器都會(huì)有不同的結(jié)果，這就需要在課堂上進(jìn)行充分的討論和比較，同時(shí)老師也要進(jìn)行必要的指點(diǎn)，同時(shí)也促使了學(xué)生創(chuàng)造性地得出不同的解決方案。最后，這類作業(yè)由于難度比較大，單個(gè)學(xué)生可能無(wú)法完成，需要學(xué)生協(xié)作完成，這樣還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

三、改革考核方式，變一卷定成績(jī)?yōu)榫砻婵荚?課堂表現(xiàn)+課后作業(yè)完成情況+出勤等多要素綜合起來(lái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)定。

傳統(tǒng)的考核模式就是出一份試卷，讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)答案批改試卷，據(jù)此給出學(xué)生的成績(jī)。這種考核模式造就了學(xué)生“一切向分看”，“分、分是命根”的思想，學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力就只剩下拿高分了，甚至僅僅只是為了60分。事實(shí)上，僅通過(guò)考卷來(lái)評(píng)定學(xué)生的成績(jī)有失偏頗、甚至有失公允。因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中的確存在著一些學(xué)生非常善于考試，即出現(xiàn)所謂的“高分低能”現(xiàn)象以及學(xué)生考試作弊等。為此，必需要改革傳統(tǒng)的考核模式，采用多種方式綜合評(píng)定學(xué)生的成績(jī)，如課堂表現(xiàn)（比如是否積極回答問(wèn)題、是否積極上講臺(tái)等等）、作業(yè)完成情況（比如能否及時(shí)正確地完成作業(yè)、求解思路是否具有創(chuàng)新性、是否能在解題過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題等等）、出勤等。一般卷面考試的成績(jī)權(quán)重不應(yīng)超過(guò)50%，課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)完成情況應(yīng)占到40%以上，出勤占10%。當(dāng)然老師也可以根據(jù)具體情況自行決定是否加入其它項(xiàng)目作為平時(shí)成績(jī)，如實(shí)驗(yàn)、課堂紀(jì)律等等。

四、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，變規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)課程為學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和動(dòng)手能力。

傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式是學(xué)生人手一冊(cè)《化工原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，先由老師講解，然后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的操作流程一步步按程序操作，然后記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，課下處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式給學(xué)生的感覺(jué)就是循規(guī)蹈矩、按部就班，雖然也能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，深化對(duì)課本知識(shí)的理解。但遺憾的是，這種教學(xué)模式只能使學(xué)生知其然，而不能使學(xué)生知其所以然。因?yàn)閷W(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所做的每一部操作都是規(guī)定好了的，照著指導(dǎo)書(shū)做就可以了，不需要?jiǎng)幽X子去想為什么，甚至不需要?jiǎng)幽X子去想為什么這么做就可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ虼?，必須要改革現(xiàn)有的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，拋棄所謂的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，將實(shí)驗(yàn)由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)。只告訴學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)備的功能、使用方法和注意事項(xiàng)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格和處理方法，然后進(jìn)行充分討論，確定實(shí)驗(yàn)方案后，經(jīng)老師指點(diǎn)、修改和批準(zhǔn)后在實(shí)驗(yàn)室老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后課下自行處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，也提供了動(dòng)腦的機(jī)會(huì)。

五、改革教學(xué)模式、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開(kāi)辟第二課堂。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是課堂教學(xué)，即老師在課堂上講，學(xué)生在下面聽(tīng)。雖然可以把這種模式改革為學(xué)生在講臺(tái)上講，老師在下面聽(tīng)。但畢竟不可能每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)上講臺(tái)，而且有些學(xué)生因?yàn)檫^(guò)分害羞而不愿意上講臺(tái)，這樣這部分學(xué)生就得不到學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)。另外，還有部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了自己解決不了的問(wèn)題，卻因?yàn)楹π卟辉敢猱?dāng)面向老師請(qǐng)教，使得這部分學(xué)生難以得到公平的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的出現(xiàn)為這部分學(xué)生提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)[3]。在網(wǎng)絡(luò)虛擬的空間里，學(xué)生可以暢所欲言，把所有的問(wèn)題和困惑都會(huì)提出來(lái)，因此教師可以充分利用網(wǎng)絡(luò)手段、通過(guò)建設(shè)精品課程網(wǎng)站、資源公開(kāi)課網(wǎng)站等將各種教學(xué)資源，如教學(xué)視頻、課件、習(xí)題、電子教案等上傳到網(wǎng)站上，供學(xué)生自學(xué)。另外，還可以在網(wǎng)站上開(kāi)辟在線答疑、BBS討論組等欄目供師生交流、學(xué)生相互討論等。這樣就可以使教學(xué)活動(dòng)不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，更加機(jī)動(dòng)、靈活，從而打破的傳統(tǒng)的教學(xué)模式，開(kāi)辟了第二課堂。

總之，高等教育的特點(diǎn)和時(shí)代對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的要求需要我們打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式[4]、采取多種教學(xué)手段和教學(xué)方式、打破常規(guī)，發(fā)展和完善多種形式的教學(xué)平臺(tái)，建立起多層次的評(píng)價(jià)體系，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)有所好、學(xué)有所感、學(xué)有所思、學(xué)有所悟，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)有所成。

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作者簡(jiǎn)介：

范寶安（1977.7～），男，漢族，山東兗州人，武漢科技大學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程系教研室主任，副教授，博士，主要研究方向：化工高等教育、化工清潔生產(chǎn)與節(jié)能減排。