化工技術經濟課程情景與案例聯(lián)合教學改革探索

馮 銳，孟獻梁，秦志宏，武建軍

(中國礦業(yè)大學 化工學院，江蘇 徐州 221116)

1 化工技術經濟課程教學簡介

“化工技術經濟”是我校化工類專業(yè)的專業(yè)主干必修課，教學內容為32學時，2學分，采用普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《化工技術經濟(第三版)》(宋航主編)。目前，該課程主要講授化工技術經濟學的基本原理和方法，包括技術經濟分析的要素、基本原理、經濟評價方法、不確定分析及風險決策以及項目可行性研究等內容。通過近幾年的教學實踐，筆者發(fā)現(xiàn)教學中存在著學生學習積極性差、學習效率不高的問題。這主要是因為該課程內容理論性強、計算公式多，教材例題圍繞知識點設定，“技術經濟”特點明顯而“化工”特色欠缺，教學實例與當前熱門的化工工業(yè)案例脫節(jié)，學生無法深刻體會學習該課程的應用價值。其次，在“教與學”的過程中，教學模式較為單一，以教師講授為主，“以學生為中心”的教學理念體現(xiàn)不足，學生課堂參與度低，學習自主性差，學生未能深入理解知識內容也難以構建屬于自己的知識體系，造成所學知識處于分散割裂的狀態(tài)。因此，突破傳統(tǒng)的教學理念和教學模式，強化“以學生為中心”的教學理念，創(chuàng)新教學模式，不斷豐富和完善教學內容，促進理論知識和生產實際的融合，提高教學效果，是當前化工技術經濟課程教學改革的重要任務。

2 情景與案例聯(lián)合教學法

針對化工技術經濟課程教學存在的問題，筆者采用了情景與案例聯(lián)合教學法對教學過程進行改革，即以實際化工案例為該課程教學內容的主要載體，通過設定情景使學生分角色參與到案例的分析評價過程中，以分組答辯和競爭激勵方式提高學生的課堂參與度和學習積極性。

2.1 聯(lián)合教學法的概念

情景與案例聯(lián)合教學法是在傳統(tǒng)的案例教學法中派生出來的一種新的教學方法[1]。案例教學法以培養(yǎng)學生分析能力而備受推崇，被認為是代表未來教育方向的成功教育模式[2]。我國教育部2015年發(fā)布的《關于加強專業(yè)學位研究生案例教學和聯(lián)合培養(yǎng)基地建設的意見(教研[2015]1號)》文件中闡釋了案例教學的內涵，即“案例教學是以學生為中心，以案例為基礎，通過呈現(xiàn)案例情境，將理論與實踐緊密結合，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而掌握理論、形成觀點、提高能力的一種教學方式”[3]。然而，在實際教學過程中存在案例教學法內涵體現(xiàn)不足的問題，如教師會將案例教學簡化成“案例分析”或針對知識點的“舉例”，教材案例脫離化工實際，理論與實踐結合不夠緊密，知識仍是教師到學生的“單向傳遞”過程[4]。

鑒于此，本文所采用的情景與案例聯(lián)合教學法是將生活或化工生產領域的典型實例按照不同的教學需求編制成教學案例。根據案例特征設定情境，給定學生角色，讓學生對化工案例的不同技術方案采用適宜的方法進行技術經濟分析和評價，比較各自的優(yōu)劣勢，從而做出合理的決策，判斷項目的可行性與經濟效益。在案例教學過程中，通過課堂討論讓學生參與到教學中來，了解最前沿的科技成果應用情況，激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的積極性和主動性，提高學生的觀察、分析、歸納和總結能力，培養(yǎng)對所學知識的運用能力和創(chuàng)新能力。

2.2 聯(lián)合教學法的基本步驟

情景與案例聯(lián)合教學法通常是安排在講解課程知識點之后，教師在講解課程知識點時不過多舉例，只要求學生理解和掌握知識點的概念和應用范圍，而知識網絡和知識能力的訓練則貫穿到案例教學中進行。情境與案例聯(lián)合教學法實施的基本步驟如下：

(1)建立教學案例。由該課程教研室組織教師，按照教學大綱的要求，搜集文獻資料，選擇突出本校煤化工特色的化工項目實例，在保證教學任務和質量的條件下適當簡化教學內容，使之能夠與教材知識內容相匹配。在案例中設定問題環(huán)節(jié)，合理引導學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、并能夠結合所學知識提供解決問題的思路和方法。此外，所編寫的教學案例難度要適中，這樣既能起到鍛煉學生的作用，又不打擊學生的積極性。

教學案例的設計包括項目概況、可行性分析(市場、工藝技術、知識產權、法規(guī)、環(huán)保、安全)、項目投資估算及資金來源、財務評價(成本、銷售收入、稅金、利潤、盈利能力、不確定性分析)、國民經濟評價等多方面內容。教學資源的建立需要精心設計案例，對實際化工項目只提供基礎數據信息，設計問題環(huán)節(jié)，啟發(fā)學生思考，運用所學的經濟學知識對項目進行技術經濟評價和分析。

(2)設定情境與任務。根據案例設定的情境，根據學生的實際情況分組并分配任務，明確各組間的角色，任務和關系，讓學生根據所學知識對任務案例中設定的問題提供可能的解決思路和方法，明確組內成員各自的細化工作任務。此階段，教師扮演的角色是引導學生將案例全過程進行疏導，教師不提供解決方案，而是學生自由發(fā)揮的空間。

(3)分角色執(zhí)行任務。以學生為主體，綜合所學知識解決所分配的案例學習任務，要求學生對案例中涉及的問題能夠給出較為詳細的解決方案，并能夠通過定量計算，對所涉及的化工項目案例做出經濟分析、效益評價、項目可行性等結論。

(4)分組成果展示與點評。當學生在規(guī)定時間內完成案例任務后，組織學生答辯和成果展示，并讓其他組同學對答辯組同學的表現(xiàn)及成果進行討論，提高學生發(fā)現(xiàn)和解決問題的實戰(zhàn)能力。教師隨后點評學生的表現(xiàn)，剖析教學案例所涉及的化工技術、經濟學理論、方法等重要的知識點，以此讓學生加深對所學知識的理解，掌握各個知識點之間的關系，從而構建起較為完整的知識結構網絡。教師根據學生在任務完成過程以及答辯和成果展示中的表現(xiàn)，給定平時成績。

2.3 聯(lián)合教學法應用舉例

以典型的新型煤化工項目煤甲醇制烯烴為例，來說明情景與案例聯(lián)合教學法的應用。煤基甲醇制烯烴工藝是近些年發(fā)展較為成熟的煤化工新技術，對實現(xiàn)以乙烯、丙烯為代表的的低碳烯烴生產原料多元化，促進我國低碳烯烴工業(yè)發(fā)展具有重要意義。本案例以公開資料報道的工業(yè)流化床甲醇制烯烴(MTO)和固定床甲醇制丙烯(MTP)項目資料數據為基礎，對部分內容適當簡化并設定情境問題，如作為影響甲醇制烯烴經濟效益的最重要因素-煤炭價格-如何影響項目的盈利？然后，給學生設定角色，使其作為決策者來確定如何科學合理地評價兩種技術方案、解決問題的思路是什么、以及如何通過分工協(xié)作親自動手解決這些問題。教師按照如圖1所示的步驟逐步引導學生完成案例教學內容。此過程中，教師可以給學生提供部分參考資料，如《石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定(2015版)》、中國石油化工項目可行性研究技術經濟參數與數據2018》、《建設項目經濟評價方法與參數(第三版)》等，培養(yǎng)學生從實際應用的角度出發(fā)，按照化工項目經濟評價的基本步驟，運用所學知識完成案例學習任務[5]。

圖1 煤基甲醇制低碳烯烴化工項目教學案例教學步驟

3 設計制作化工技術經濟案例教學資源

現(xiàn)代化工技術發(fā)展迅速，新理論、新工具、新工藝層出不窮，教學內容改革也要瞄準前沿科技成果，將典型生活實例和化工項目，特別是煤化工項目設計制作成教學案例引入課堂。為適應當前課程“小班化、短學時”的發(fā)展趨勢，教研室結合我?；I(yè)的“煤化工”特色，強化化工項目教學案例對知識點的整合作用，突出知識發(fā)展脈絡，按照情景與案例教學模式編寫了適合本專業(yè)的案例教學資源，力求學生在較短時間內掌握該課程核心內容。目前，本專業(yè)教學研究室已根據本專業(yè)的煤化工特色和課程教學大綱要求整理總結了多個典型案例，涉及到的化工項目方案達10多個(見表1)，豐富的教學案例內容滿足了學生對不同類型化工項目進行技術經濟分析評價的要求。

表1 典型的化工項目教學案例舉例

4 結論

在情境和案例聯(lián)合教學中，學生的參與度和學習主動性是提高學習效果的根本保障。通過課堂教學實踐發(fā)現(xiàn)，通過生動活潑和多樣化的教學模式改革，學生的學習熱情和課堂參與度有了明顯的提高，不再局限于“來上課、能及格、拿學分”。多數同學能夠認真對待案例任務，在解決生產實際問題中能夠運用該課程學習的知識，綜合考慮化工項目設計、建設、生產等各階段和各方面的經濟效益問題，培養(yǎng)了學生的批判性和創(chuàng)新性思維能力。