基于成果導(dǎo)向的《能源化工》課程改革

劉 冰，肖 楊

（中南民族大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430074）

隨著社會的高速發(fā)展，各行業(yè)對高科技人才的要求逐漸提高。傳統(tǒng)的高等教育模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)代大學(xué)生多元的學(xué)習(xí)需求。2013年6月，我國加入“華盛頓協(xié)議”成為其成員國，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證步入國際化行列。工程教育認(rèn)證是實現(xiàn)工程學(xué)位國際互認(rèn)及國際工程師資格互認(rèn)的基礎(chǔ)。工程認(rèn)證的核心理念是成果導(dǎo)向，以學(xué)生為中心和持續(xù)改進。這些理念對提高工科人才培養(yǎng)至關(guān)重要。1981年，美國學(xué)者spady首先提出成果導(dǎo)向教育理念（outcome based education，OBE），這一教育理念很快得到教育界的重視，成為主流教育理念[1]。成果導(dǎo)向教育是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是以學(xué)生學(xué)習(xí)之后所取得的最終成果來衡量。以學(xué)生為中心，以學(xué)習(xí)成果為產(chǎn)出導(dǎo)向，進行持續(xù)改進[2]。這里的學(xué)習(xí)成果不僅包括學(xué)生所知道的內(nèi)容，還包括應(yīng)用到實際的能力，更注重實用性。成果導(dǎo)向教育的特點是衡量學(xué)生能做什么，而不是傳統(tǒng)教育的學(xué)生知道什么。在傳統(tǒng)教育中，通常要求學(xué)生在給定幾個答案中選出固定答案，這主要考察學(xué)生的記憶能力而不是理解能力。而OBE則要求學(xué)生完成更有挑戰(zhàn)的任務(wù)，例如通過收集資料完成文獻(xiàn)調(diào)研，論文撰寫，并以口頭報告的形式展示他們的成果。這樣的任務(wù)更能培養(yǎng)學(xué)生思考、研究的能力。成果導(dǎo)向強調(diào)個性化評定，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生差異，制定個性化的方案，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而修正教學(xué)。因此成果導(dǎo)向教學(xué)在很大程度上保護了學(xué)生的個性化發(fā)展，又達(dá)到了因材施教的根本目的[3]。

《能源化工》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門重要選修課。課程涉及范圍廣泛，包括煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源的高效利用，也包括太陽能、生物質(zhì)能、氫能、風(fēng)能等新能源的開發(fā)利用。作為一門承上啟下的專業(yè)選修課，要求學(xué)生在前期修完“四大化學(xué)”等基礎(chǔ)課程，又要為之后的《化工設(shè)計》理論課，化工原理、畢業(yè)設(shè)計等設(shè)計類課程提供充分的背景知識。隨著社會進步和經(jīng)濟發(fā)展，化石能源需求的不斷增長，環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，如何合理利用能源，節(jié)約化石能源的消耗，高效開發(fā)新能源，減少能源在使用過程中的環(huán)境污染是當(dāng)代化工大學(xué)生應(yīng)該考慮并為之奮斗的目標(biāo)。能源的開發(fā)利用是一個不斷發(fā)展的過程，例如核能發(fā)電在幾十年前是作為一種新能源有待開發(fā)，而在2021中國核能發(fā)展報告藍(lán)皮書中明確指出，我國核能的總裝機發(fā)電量僅次于美國、法國，位列全國第三，核裂變能作為一種常規(guī)能源已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于發(fā)電。幾十年前還是新能源的核裂變能已經(jīng)變成常規(guī)能源。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師準(zhǔn)備課件，課堂以講授為主，期末閉卷考試，學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性差，學(xué)習(xí)效果一般。讓學(xué)生將能源化工的知識消化吸收用于實際生活和今后的科學(xué)研究是目標(biāo)。在此目標(biāo)的引領(lǐng)下，將OBE理念引入到《能源化工》課程，進行積極的探索研究和持續(xù)改進。在《能源化工》取得良好的效果和總結(jié)足夠的經(jīng)驗之后，將繼續(xù)應(yīng)用于其他化工課程的教學(xué)活動中。

1 教學(xué)方式的改革

課堂是教學(xué)實施的主要形式，為了適應(yīng)成果導(dǎo)向的教育目標(biāo)，至少要實現(xiàn)以下改進，從灌輸課堂到對話課堂的轉(zhuǎn)變，從封閉課堂到開放課堂的轉(zhuǎn)變，從知識課堂到能力課堂轉(zhuǎn)變，從重教輕學(xué)到教學(xué)并重的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)為灌輸型課堂，教學(xué)即復(fù)制粘貼知識，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性差，根據(jù)化學(xué)工程與工業(yè)專業(yè)特點和培養(yǎng)方案要求，確定了對常規(guī)化石能源以教師講授為主，新能源開發(fā)利用以教師教授和學(xué)生報告相輔相成的教學(xué)方案。要求學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，查找新能源開發(fā)的最新研究技術(shù)和開發(fā)利用中遇到的瓶頸問題，并提出擬解決的方案。最后以小組報告的形式在課堂上進行講述，分析和討論。小組報告可以是文檔、PPT、動畫視頻等多種形式，這種教學(xué)方案增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與感，培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、撰寫報告、制作PPT的能力，對今后的工作和科學(xué)研究都有一定的幫助。小組報告的形式也增加了一些“學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生”的參與度，增強其自信心，對學(xué)習(xí)成績較好的學(xué)生也培養(yǎng)了其團隊意識，提升其團隊協(xié)作能力。在這種以成果導(dǎo)向為目的的教學(xué)中，教師充當(dāng)著引導(dǎo)者的角色，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主的進行學(xué)習(xí)內(nèi)容的安排。在文獻(xiàn)調(diào)研的過程中激發(fā)起學(xué)生的求知欲望，因而能更深刻地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容?？鬃釉啤皩W(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，只有獨立思考才能融會貫通。我國教育學(xué)家葉圣陶曾說過，教育式農(nóng)業(yè)，而不是工業(yè)，只有重視每個同學(xué)的個體差異，才能使學(xué)生從“樂學(xué)”到“會學(xué)”到最終的“學(xué)會”。

傳統(tǒng)教學(xué)模式只是在教室中單一模式進行，采用線上-線下混合式教學(xué)模式，平時教學(xué)活動仍然以課堂教學(xué)為主，在學(xué)習(xí)通APP上傳相關(guān)學(xué)習(xí)資料，內(nèi)容包括教學(xué)大綱、教學(xué)課件、其他參考書目、最新的相關(guān)研究論文、化工政策法規(guī)等供學(xué)生課外閱讀，定期布置作業(yè)，學(xué)生須在規(guī)定時間內(nèi)拍照上傳。定期布置隨堂小測驗，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。進入21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)+、云教學(xué)、大數(shù)據(jù)迅猛發(fā)展，給高校教育帶來了強大的技術(shù)支撐，充分利用現(xiàn)代化的各種科技手段輔助教學(xué)極大地提升了教學(xué)質(zhì)量，將封閉式課堂轉(zhuǎn)化為開放式課堂。

2017年2月，國務(wù)院、中共中央印發(fā)了《關(guān)于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》，意見中指出，“堅持全方位育人，把思想政治要素始終貫穿于教學(xué)全過程，形成教書育人的長久體系?！币虼?，教師在講授基礎(chǔ)知識的同時，也要注意對學(xué)生思想政治工作的引導(dǎo)，對學(xué)生進行愛國主義教育，使學(xué)生對中國特色社會主義道路自信，理論自信，文化自 信。在講授課程的同時，介紹老一輩化學(xué)家吃苦耐勞，勇于鉆研的科學(xué)精神，將老一輩科學(xué)家開拓進取的精神慢慢滲透到學(xué)生的思想中。中南民族大學(xué)是一所是直屬于國家民族事務(wù)委員會的綜合性普通高等院校，建校以來，學(xué)校始終堅持社會主義辦學(xué)方向，貫徹落實黨的教育方針和民族政策，以鑄牢中華民族共同體意識為主線，以立德樹人為根本任務(wù)，努力探索辦好民族院校。學(xué)校少數(shù)民族學(xué)生占全?？?cè)藬?shù)的60%以上，在這種背景下，加強思政教育，更有利于團結(jié)各民族學(xué)生。

2 教學(xué)內(nèi)容選取的改革

鑒于能源化工發(fā)展迅速的特點，每年都需要對課件內(nèi)容實時更新，讓學(xué)生了解最新的研究動態(tài)。例如講到煤化工時，介紹中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所包信和院士合成氣制烯烴的研究成果，讓學(xué)生了解到我國作為煤化工發(fā)展大國，在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)，我國的能源利用仍然是以煤化工為主，而煤化工中降低能耗、降低水循環(huán)極其重要，包信和院士在低氫碳比條件下采用ZnZrOx/分子篩復(fù)合催化劑一步法催化合成氣制低碳烯烴，烯烴選擇性高達(dá)80%以上，遠(yuǎn)高于常規(guī)催化劑。在太陽能利用章節(jié)中介紹李燦院士液態(tài)陽光項目的發(fā)展?fàn)顩r，了解與環(huán)境相適應(yīng)的我國太陽能利用方案，首先在甘肅地區(qū)利用豐富的太陽能資源太陽能發(fā)電，再電解水制備氫氣，生成的氫氣可以和大氣中捕獲的二氧化碳反應(yīng)生成甲醇。該項目既能有效利用甘肅地區(qū)豐富的太陽能資源，能減少二氧化碳的排放，減弱溫室效應(yīng)。但是，必須清醒地認(rèn)識到在某些關(guān)鍵領(lǐng)域，我國和發(fā)達(dá)國家還有很大差距，通過介紹中國人民在化工領(lǐng)域的卓越發(fā)展，既能能夠增強學(xué)生的民族自豪感和自信心，也能使學(xué)生認(rèn)識到科技興國的重任，激發(fā)學(xué)生的使命擔(dān)當(dāng)和家國情懷。

在課程講授過程中結(jié)合時事，例如在核開發(fā)能利用章節(jié)中，讓學(xué)生發(fā)表對日本將核污染廢水排入大海事件的見解，了解核能發(fā)展的利與弊，將所學(xué)習(xí)內(nèi)容與實際生活相結(jié)合。世界作為命運共同體，130萬t核廢水經(jīng)過兩個月就會污染大半個太平洋，在洋流作用下，對全世界的環(huán)境都會造成嚴(yán)重的污染，日本將核污染廢水排入太平洋是完全不負(fù)責(zé)任的做法。另外可以結(jié)合教師自身的研究方向，例如本人的研究方向為煤化工中C1小分子高效轉(zhuǎn)化利用，通過開設(shè)化學(xué)綜合實驗，鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目參與到教師的課題中來，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究產(chǎn)生濃厚的興趣，從具體事例中了解科學(xué)是第一生產(chǎn)力，是推動社會進步的主要動力，也增加對自己所學(xué)專業(yè)的熱愛?；瘜W(xué)是一門以實踐為主的學(xué)科，很多項目都是實驗走在理論前面，只有通過大量的科學(xué)實驗，才能歸納總結(jié)規(guī)律，更好地服務(wù)于理論研究，加深學(xué)生對理論知識的理解。

3 考核方式的改革

以自主學(xué)習(xí)、成果導(dǎo)向為教學(xué)目標(biāo)，為了增加學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，把學(xué)生被動學(xué)習(xí)過程變?yōu)橹鲃荧@取的過程，對考核方式進行了改革，增加平時成績的百分比。平時成績占50%，期末考試占50%。平時成績包括課堂表現(xiàn)、討論發(fā)言、作業(yè)完成情況、論文撰寫、小組報告講述。盡可能減少死記硬背內(nèi)容，增加理解應(yīng)用內(nèi)容。通過多樣化的過程考核方式，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，使課程的考核機制更加合理、規(guī)范、科學(xué)。課程結(jié)束后，教師和學(xué)生都應(yīng)總結(jié)分析、查缺補漏。授課教師對全體學(xué)生試卷進行分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生薄弱知識點，分析其原因并持續(xù)改進。許多少數(shù)民族的學(xué)生在高中階段化學(xué)基礎(chǔ)較差，對于這部分學(xué)生單獨進行課后輔導(dǎo)，隨時關(guān)注其學(xué)習(xí)狀態(tài)，爭取在大學(xué)期間迎頭趕上。采用問卷調(diào)查的模式獲取學(xué)生對這門課程的意見和建議，總結(jié)這一輪教學(xué)中的經(jīng)驗，查找缺點和不足，并在下一輪教學(xué)中完善，達(dá)到持續(xù)改進的目的。

4 結(jié)語

大學(xué)教育的核心是培養(yǎng)人才。如何提高教學(xué)質(zhì)量，把學(xué)生培養(yǎng)為適應(yīng)社會發(fā)展，滿足企業(yè)要求，具有一定創(chuàng)新能力的綜合性人才一直是大學(xué)教師追求的教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，教師以培養(yǎng)方案為基準(zhǔn)，針對化學(xué)工程與工藝專業(yè)的特點，拓展教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，以成果導(dǎo)向為目的，幫助學(xué)生除了獲得課本上的基礎(chǔ)知識，還能獲得理論聯(lián)系實際的能力，加深對所學(xué)科目以及化學(xué)科學(xué)研究的熱愛。通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，增強其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)出滿足化工企業(yè)需求的綜合性人才。