雙一流背景下化工熱力學國際化教學改革探索

李松杰 ， 田 蕓 ， 侯翠紅 ， 關紅玲 ， 任保增

(鄭州大學 化工學院 ， 河南 鄭州 450001)

在國家推進高校工程教育專業(yè)認證與新工科建設的過程中，適應新時期本科教學的課程改革具有極其重要的意義。特別是目前學校正處于雙一流建設的重要階段，積極推進教育教學改革，激發(fā)課程創(chuàng)新活力，強化專業(yè)基礎課程學習，夯實學生的專業(yè)基礎是一流本科教育建設的重要任務。

隨著當今世界經濟與政治一體化的不斷發(fā)展，人類對能源的需求與日俱增。能源的開發(fā)和利用往往與化工過程密切相關，而化工熱力學是化工的基礎學科和重要分支，是化學工程與工藝及相關專業(yè)極為重要的專業(yè)基礎課[1]。作為一門理論性與工程應用性均較強的課程，化工熱力學的基本原理和實際應用是從事化工過程的設計、開發(fā)以及優(yōu)化等方面工作必不可少的理論基礎。然而，由于熱力學理論抽象，公式繁多，初學者入門往往較為困難。為使學生克服畏難情緒，更好地掌握化工熱力學的基本原理和實際應用，亟需引進與探索新的熱力學教學方法和內容，讓化工熱力學教學與國際接軌，從而開闊學生的視野，提高學生的學習興趣。

在我國，雙語教學主要指的是應用英文和漢語兩種語言作為教學媒介，通過教授專業(yè)課程知識，以達到學生掌握專業(yè)知識和加強英語能力的雙重教學目的[2]。但是，目前雙語課程教學并沒有實現真正意義上的國際化教學，僅僅是停留在提高學生的專業(yè)英語能力的層面上?；崃W課程涉及的理論較為抽象復雜，雙語教學對于學生的接受能力更是極大的挑戰(zhàn)，所以需要循序漸進、逐步推進。課程國際化的目的不僅是讓學生提高專業(yè)英語水平，更重要的是借鑒國外名校的化工熱力學教學方法和內容，結合國際上與化工熱力學有關的事件或者現象等進行剖析式教學，與國際接軌[3]。化工熱力學課程教學的國際化改革關系到整個化工專業(yè)的國際化推進。如何在教學過程中，將國內現狀與國際接軌，激發(fā)學生的學習興趣，使學生在學習過程中真正掌握專業(yè)知識，并擁有相當的國際化視野具有重要意義。筆者在鄭州大學主講化工熱力學課程多年，在教學過程中分別從教學方法、教學內容、教學考評以及教學團隊建設方面做了一些探索性的改革，采用新的教學手段和方法，優(yōu)化化工熱力學課程知識體系并進行國際化探索。

1 改革教學形式，優(yōu)化教學體系

作為化學工程的一門基礎課程，化工熱力學課程僅48學時，課程的理論性和邏輯性強，數學公式多且推導過程枯燥，令初學者望而生畏，是歷屆學生最難掌握的課程。如何在有限的教學時間內將該課程講解透徹，無論是對學生還是教師都是一種挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)教學模式過于重視教師在課堂中的地位，授課沒有充分了解學生對知識的實際掌握情況，加上課程本身涉及繁雜的公式，容易使學生從一開始就產生對課程的抵觸心理，這不僅會影響課堂教學質量，而且不利于學生的課后自學[4]。因此，在實際的教學過程中，通過日常生活中的真實案例與知識點相結合，更能夠讓學生從實例中清晰地理解知識點之間的邏輯關系，從而在頭腦中建構相應的化工熱力學知識框架。

在教學過程中，教師利用新媒體技術，將化工熱力學課程中抽象的概念、公式和原理生動地展示出來，通過結合生活中的實例，解釋抽象的概念，加深學生對知識點的理解，做到活學活用[5]。在授課結束后，教師以作業(yè)的形式設置與知識點相關的思考題，并在下一節(jié)課以提問的形式進行課堂答疑，鼓勵學生課下自行查詢相關資料，培養(yǎng)學生獨立思考的習慣，鞏固課堂知識點的學習，提高自主學習能力。

隨著中國高等教育的國際影響力日益增強，國際化課程發(fā)展也成為新時代高校轉型升級的重要選擇。課程國際化教學對授課教師的口語水平要求較高，對教師來說是極大的挑戰(zhàn)，同時對聽課的學生來說也是一種挑戰(zhàn)[6]。授課教師需要在課下學習國外名校的化工熱力學授課方式，結合國際上與化工熱力學相關實例進行剖析式教學，從而做到真正與國際接軌。

2 拓展教學內容，開辟國際化教學新思路

課程國際化是高等教育國際化落實的重要標志，考慮到國內大學生對全英授課的接受能力，以及授課教師對專業(yè)詞匯的熟練運用等問題，建議選擇配套的雙語教材。雙語教學教材的選取會直接影響到后期授課教學的效果。目前國內出版的英文版《化工熱力學》教材僅有3套，分別是：《化工熱力學》課程(第七版)，原版的英文教材是由J. M. Simth主編的《Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics》；江振西等編寫的《化工熱力學》英文版教材；于志家主編的《化工熱力學》[7-8]。上述3套教材內容豐富全面，具有一定的深度和廣度，適合作為教授學生的雙語教材。但原著內容繁多，教學課時有限，不能完全照搬國外原版教材，應根據實際情況進行取舍，優(yōu)化教學內容。

3 聯系生活實例，提高實際應用能力

在教學過程中，授課教師應從生活實例入手，講解熱力學的基本原理。例如，炎炎夏日如何使用空調更省電？空調與冰箱的工作原理是否相同？存在哪些差異？電用熱水器和燃氣熱水器的工作原理有什么差異？石油液化氣中的成分有哪些？汽車排放尾氣成分有哪些？為什么CO2的增多會導致溫室效應？等相關問題。授課教師還應結合熱力學前沿的知識動態(tài)，布置富有樂趣和知識點的課后作業(yè)，如“化工熱力學與遏制溫室效應”“超臨界萃取技術在化工中的應用”等，讓學生從實際應用出發(fā)，查閱最新文獻，結合自己所學知識，完成小論文。同時抽出相應課時，讓學生以PPT的形式講述自己的小論文，不僅可以鍛煉學生的語言表達能力，也可以增加學生自主學習的積極性。

4 考核多樣化，建立全面的評價體系

考核方式的改革是化工熱力學國際化教學改革的重要環(huán)節(jié)之一，也是檢驗教學質量的一種有效方法，通過學生考核信息的反饋能夠不斷完善教學改革[1]。學生考核方式主要分為日?？己伺c期末考核，其中，應以期末考核為主，日常考核為輔。日?？己酥饕ㄕn堂提問、課后作業(yè)等方式。通過日?？己丝梢詭椭鷮W生鞏固上節(jié)課所學知識點，同時也可以客觀反映學生對所學知識的理解與掌握程度，以便及時調整教學授課的方式和進度，維持教學質量。期末考核包括兩方面，其中小論文的寫作和演講，可以鼓勵學生靈活運用所學熱力學知識點，提高語言組織和表達能力。此外，期末考試答卷的質量可以客觀反映授課過程中的問題所在，及時進行總結分析，持續(xù)改進教學方式，提高教學質量。

5 重視教學團隊的建設

經過多年的教學探索和實踐，已經逐漸形成了一支以教學和科研經驗豐富的教授為核心，同時注重新進青年教師培養(yǎng)的教學團隊。團隊搭配合理，負責人及各位主講教師都具有國外教育背景，在雙語教學方面擁有扎實的基礎和豐富的經驗。同時，積極更新迭代國外先進的教學理念，促進教學改革的進一步完善。此外，學校和學院也著力組織和鼓勵熱力學教學團隊與國內外相關團隊的交流。團隊成員每年積極參與化工熱力學教學研討會，學習國內外熱力學教學和學科發(fā)展的最新動態(tài)。

6 結論

化工熱力學課程作為化學工程的核心基礎課程之一，重在理論與實際應用相結合，解決生產中的實際問題，因此教學內容必須緊跟時代步伐，才能培養(yǎng)出具有解決實際工程問題能力的化工類人才。在國家大力推進新工科建設和專業(yè)認證的背景下，提高學生的跨文化合作與溝通能力，培養(yǎng)既懂專業(yè)知識，又能用外語進行學術交流的國際化人才，在經濟全球化和教育國際化的今天具有重要的實際意義。因此，探索雙一流背景下化工熱力學課程國際化教學改革，優(yōu)化化工熱力學課程知識體系，采用新的教學手段和方法，進行國際化探索，不僅是工程教育國際化的實踐，對提升高校學生的綜合素質亦有重要意義。