化工原理課程體系教學(xué)改革實(shí)施現(xiàn)狀、問題與對策分析

吳怡逸 羅迎春* 陶文亮

(1. 貴州民族大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2. 貴州省科學(xué)技術(shù)協(xié)會,貴州 貴陽 550003)

化工原理是化工及相關(guān)專業(yè)的一門重要的核心課程，以“三傳”為主線，主要包含化工生產(chǎn)過程中各單元操作的基本原理、基本計算、典型設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作及選用原則和方法，具有極強(qiáng)的專業(yè)性和實(shí)踐性[1,2]。化工原理課程體系通常包括“理論教學(xué)”、“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”及“課程設(shè)計”三大部分，在化工人才培養(yǎng)體系中處于承上啟下、不可或缺的地位，擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)過渡的橋梁作用[3]。

為了不斷提高學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)，近年來，結(jié)合民族院校自身特點(diǎn)與實(shí)際情況，針對化工原理課程體系開展了基于成果導(dǎo)向(Outcome Based Education, OBE)教育理念的課程建設(shè)與改革，在課程標(biāo)準(zhǔn)與教材、教學(xué)方式與手段、考評機(jī)制與方法等方面進(jìn)行了改革探索(詳見表1)。經(jīng)過幾年的課改實(shí)踐取得了初步成效，但也存在著一些問題。本文針對目前化工原理系列課程實(shí)施的現(xiàn)狀，總結(jié)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合調(diào)查分析結(jié)果與學(xué)生意見反饋[4]，深入剖析目前教學(xué)中存在的問題及原因，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的對策措施，進(jìn)一步探索深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量的新路子。

(續(xù)表)

1 教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀與問題分析

1.1 課程難學(xué)難教，導(dǎo)致學(xué)生畏懼排斥，教學(xué)效率不高

在多年教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生普遍反映課程難度較大，課堂教學(xué)效果不夠理想。學(xué)生難學(xué)、教師難教的根源主要在于幾個方面：學(xué)時少、內(nèi)容多、基礎(chǔ)弱、練習(xí)少。具體來說：(1)化工原理研究內(nèi)容工程實(shí)踐性強(qiáng)，需要多學(xué)科的相互支撐，學(xué)科之間具有知識銜接緊密的特點(diǎn)，但因界限不明，常出現(xiàn)重復(fù)教學(xué)的情況，而學(xué)生普遍對課程繼承性較差，也會導(dǎo)致教師不得不重復(fù)講解，使得教學(xué)效率降低；(2)化工原理課程內(nèi)容多，學(xué)時有限，因此教學(xué)進(jìn)度較快；與之矛盾的是學(xué)生工程意識淡薄，缺乏生活或工程中的案例經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在這種知識密度高、信息量大的課堂灌輸模式下，學(xué)生跟不上課程進(jìn)度，從而失去學(xué)習(xí)興趣；(3)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，又缺乏預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的習(xí)慣，不能有效地利用教材，隨著講授知識量的增加，學(xué)生的“學(xué)習(xí)債”累積就會越來越多，學(xué)習(xí)積極性越來越低，教學(xué)活動的參與度就會隨之下降，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生畏懼、排斥甚至是抵觸，最終影響到學(xué)習(xí)效果。

1.2 學(xué)用分離，學(xué)生為考而學(xué)，學(xué)非所用

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在眾多教學(xué)環(huán)節(jié)中，習(xí)題講解環(huán)節(jié)深受學(xué)生喜愛，但也常常有學(xué)生反饋“例題我聽懂了，作業(yè)卻不會做”，可見，學(xué)生運(yùn)用知識去解決實(shí)際問題的能力還有待加強(qiáng)，不少學(xué)生僅僅只是機(jī)械性死記例題，并沒有真正將所學(xué)知識理解消化并融會貫通，同時也反映學(xué)生“為了考試”而學(xué)習(xí)的傾向，并非出于對課程知識的興趣。實(shí)際上，在初步的課改實(shí)踐中，為了強(qiáng)化學(xué)生工程意識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)用一體化教學(xué)，在教學(xué)實(shí)施過程中采用了“線上+線下”混合教學(xué)模式，將目前的新技術(shù)、新設(shè)備、新領(lǐng)域等擴(kuò)展內(nèi)容以線上自學(xué)模式在課外進(jìn)行展現(xiàn)。但學(xué)生的反饋表明對于線上學(xué)習(xí)內(nèi)容他們的主動性和自覺性不夠，學(xué)習(xí)效果難以保障，線上學(xué)習(xí)最終淪為一種擺設(shè)。

1.3 實(shí)驗(yàn)時間有限，動手機(jī)會不多，學(xué)生參與度低

對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因?qū)嶒?yàn)設(shè)備和場地有限，通常是5～6個學(xué)生共用1套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，難免會出現(xiàn)“能者多勞，一人包攬”的情況。另外，在教改過程中特意設(shè)置了關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作視頻的二維碼鏈接來幫助學(xué)生預(yù)習(xí)、了解實(shí)驗(yàn)相關(guān)信息，但實(shí)際反饋是學(xué)生課前幾乎不觀看視頻，對要求必須完成的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告也是敷衍了事，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。同時，我們也發(fā)現(xiàn)，凡參加過化工學(xué)科競賽的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)過程中的積極性較高，實(shí)踐及綜合能力也較為突出。

1.4 忽視學(xué)生個體差異，設(shè)計難度“一刀切”

為期四周的課程設(shè)計教學(xué)集中安排在理論課程結(jié)束后，部分學(xué)生認(rèn)為設(shè)計周期短，無法完成設(shè)計任務(wù)，出現(xiàn)了拖延提交設(shè)計作品的現(xiàn)象。究其原因，主要在于大部分同學(xué)依然像對待作業(yè)一樣，按照設(shè)計模板替換數(shù)據(jù)，缺乏獨(dú)立自主思考，更談不上開展創(chuàng)新設(shè)計，使得設(shè)計成果千篇一律。有的基礎(chǔ)較差的同學(xué)，甚至感到一頭霧水，不知該從何下手，最終導(dǎo)致臨近截止時間時不得不抄襲他人作品。調(diào)查中學(xué)生也呼吁多兼顧學(xué)習(xí)能力弱和基礎(chǔ)差的同學(xué)，可見，學(xué)生感覺難度大、興趣不高、效果差的原因，實(shí)際上同師生間的交流與反饋息息相關(guān)。

2 教學(xué)改革措施與有效對策

2.1 加強(qiáng)學(xué)科協(xié)作，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

基于專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，勇于打破學(xué)科隔閡，加強(qiáng)交叉融合，以綜合課程群為基礎(chǔ)，構(gòu)建知識模塊，刪減重復(fù)交叉內(nèi)容、次要內(nèi)容或陳舊內(nèi)容[5]，重構(gòu)“科學(xué)合理”的教學(xué)內(nèi)容。進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)難度及深度，注重“詳略得當(dāng)”的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，再輔以工程實(shí)例，拓展理論深度，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。例如，在學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱的情況下，課堂上可適當(dāng)增加基礎(chǔ)理論知識講解，公式定理應(yīng)簡化或省略推導(dǎo)步驟。同時，巧妙設(shè)計課前預(yù)習(xí)與課后反思，喚醒知識，用活教材。只有做到內(nèi)容系統(tǒng)全面、知識連貫統(tǒng)一、理論結(jié)合實(shí)際，才能有效提高教學(xué)效果，從根本上破解“難”字，促進(jìn)學(xué)生對理論知識的理解與掌握。

2.2 強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，突出以用促學(xué)

防止學(xué)生“學(xué)習(xí)債”的積累，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與自主學(xué)習(xí)能力至關(guān)重要。在教學(xué)中應(yīng)緊扣學(xué)生樂于接受的教學(xué)方式，以課后作業(yè)與習(xí)題講解環(huán)節(jié)為抓手，鞏固課上所學(xué)知識并實(shí)現(xiàn)融會貫通，通過整合教學(xué)資源，采用多元化教學(xué)方法和手段，如小組討論、習(xí)題講評、案例分析、演講匯報、類比總結(jié)、應(yīng)用舉例、項(xiàng)目分析等，豐富課堂教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，增強(qiáng)學(xué)生在學(xué)中用、在用中學(xué)的自覺性。

例如，在習(xí)題課上，建立學(xué)習(xí)小組，組織學(xué)生自主進(jìn)行小組討論，教師給予適當(dāng)引導(dǎo)和啟發(fā)，使學(xué)生在合作中相互交流，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考習(xí)慣和工程思維能力，還能避免枯燥無味的習(xí)題灌輸。教師還可以鼓勵學(xué)生積極參與到習(xí)題講解中，每個小組輪流給大家講題并接受提問，這種方式能夠大大提高學(xué)生的參與意識和學(xué)習(xí)興趣。為了講好題，需要學(xué)生認(rèn)真研究解題思路、所需理論或公式、最優(yōu)化解法等，不斷深化認(rèn)識和加深理解；同時，從學(xué)生自己的角度講解，能夠更好地抓到解題難點(diǎn)，讓其他同學(xué)從中啟發(fā)，促進(jìn)對知識點(diǎn)的理解和掌握；最后，通過教師的指導(dǎo)和總結(jié)，幫助學(xué)生把知識點(diǎn)串聯(lián)起來，真正構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的課堂。只有這樣，才能幫助學(xué)生把理論知識應(yīng)用到習(xí)題實(shí)踐中去，做到“以用促學(xué)”，讓學(xué)生從中獲得學(xué)習(xí)成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 提高線上教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”

隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，線上教學(xué)資源庫的構(gòu)建逐步成為一種必然趨勢。但在線上資源整合和共享過程中，應(yīng)充分考慮“選擇什么內(nèi)容”才能有效調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的積極性，“利用什么形式”才能有機(jī)融合線上與線下教學(xué)，提高學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)能力，以及“采用什么方式”才能全面評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果，提升教與學(xué)的質(zhì)量。

例如，將課程思政建設(shè)與線上教學(xué)資源構(gòu)建相結(jié)合，圍繞立德樹人的根本任務(wù)，根據(jù)化工專業(yè)的特點(diǎn)，合理嵌入育人要素，將思想政治教育以工程案例、歷史人物、知識背景等方式有效滲透到線上教學(xué)資源中，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和綠色化工理念，使之成為引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識、錘煉心志、涵養(yǎng)品德的有效途徑，充分發(fā)揮教書育人的作用。還可以將線下教學(xué)中的重難點(diǎn)和習(xí)題講解以錄播形式共享到線上學(xué)習(xí)平臺[6]，方便學(xué)生課外隨時回放復(fù)習(xí)。優(yōu)化課程考核與評價體系，開放考核方式，豐富考核內(nèi)容，形成“過程+終結(jié)”、“線上+線下”的綜合性全過程考核評價體系，通過課前(線上)、課中(線下)、課后(線上線下協(xié)同)測驗(yàn)，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)習(xí)慣，提高自主學(xué)習(xí)能力，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率與效果的雙效提升。

2.4 強(qiáng)化過程監(jiān)督，注重學(xué)賽互促

加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、管理與使用力度，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)資源配置，合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與形式[7]，將多個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目歸類整合成綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，從基礎(chǔ)實(shí)踐、綜合實(shí)踐、設(shè)計實(shí)踐三方面分層次分階段強(qiáng)化學(xué)生的工程意識，提高學(xué)生應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程監(jiān)督力度，把預(yù)習(xí)效率、操作參與率等納入過程性考核當(dāng)中，完善成績評價機(jī)制。在教學(xué)過程中，不斷強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與操作環(huán)節(jié)的主動性，構(gòu)建“資料預(yù)習(xí)、在線預(yù)習(xí)、現(xiàn)場演示、實(shí)際操作”的教學(xué)模式，具體通過編寫實(shí)驗(yàn)配套教材，以線上自主學(xué)習(xí)平臺為載體，輔以實(shí)驗(yàn)視頻、虛擬仿真、線上測試等多種方式，做到線上線下協(xié)同預(yù)習(xí)。還可以邀請學(xué)生與教師一起進(jìn)行合作演示，學(xué)生再獨(dú)立進(jìn)行實(shí)際操作，有效降低學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的難度；教師應(yīng)不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主嘗試，促使學(xué)生進(jìn)行交流討論。與此同時，推進(jìn)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合，搭建學(xué)科競賽創(chuàng)新實(shí)踐平臺，大力加強(qiáng)宣傳力度，建立教師梯隊(duì)，真正形成“以賽促教、以賽促學(xué)、學(xué)賽互促”的教學(xué)模式，以學(xué)科競賽為推手，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的綜合培養(yǎng)[8]。

2.5 關(guān)注學(xué)生差異，增進(jìn)師生交流

在教學(xué)中，特別是設(shè)計課程內(nèi)容方面，應(yīng)設(shè)置差異化的設(shè)計任務(wù)，根據(jù)難易程度，合理安排設(shè)計周期。講好課程設(shè)計的第一次指導(dǎo)課，從課程設(shè)計的方法與步驟到任務(wù)要求進(jìn)行講解，有助于化難為易，避免學(xué)生因聽不懂、學(xué)不會而產(chǎn)生消極情緒。還要更多地關(guān)注學(xué)生差異，因材施教，從增進(jìn)師生交流入手，對不同程度的學(xué)生進(jìn)行分類指導(dǎo)。對于知識掌握情況較好的學(xué)生，應(yīng)注重培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的能力，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計；對于知識掌握情況較差的學(xué)生，應(yīng)循序漸進(jìn)，從易到難，從基礎(chǔ)到綜合，耐心啟發(fā)，以反復(fù)講解、耐心引導(dǎo)的方式不斷開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，適時開展階段成果匯報，提升教師指導(dǎo)的有效性。還可以借助各類網(wǎng)絡(luò)交流互動平臺，促進(jìn)課堂內(nèi)外、線上線下師生的有效溝通交流，實(shí)時把握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，逐步從被動接受轉(zhuǎn)化為自主學(xué)習(xí)，從根本上提高教學(xué)實(shí)效。

3 結(jié)語

總的來看，現(xiàn)階段的化工原理教學(xué)改革得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可，學(xué)生的活躍度和興趣度得到了有效提升，但課程難度大、教與學(xué)的效率不高、能力培養(yǎng)沒有落到實(shí)處等問題，嚴(yán)重阻礙了教學(xué)效果，究其原因還在于學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足、興趣不高、習(xí)慣不好、信心不夠。從本次教改的初步反饋可以看出，只有緊緊圍繞以學(xué)生為中心，不斷在理論和實(shí)踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)中深化改革、探索創(chuàng)新，著力增強(qiáng)學(xué)生的積極性、參與性與自主性，才能更好地發(fā)揮教學(xué)中學(xué)生的主體作用，促進(jìn)學(xué)生工程意識、自主意識、創(chuàng)新意識、協(xié)作意識的“四個意識”培養(yǎng)，從而提升學(xué)生的綜合能力與素養(yǎng)。