基于設(shè)計(jì)實(shí)踐的“化工設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改進(jìn)
——以混合式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建為例

嚴(yán)曉陽(yáng)，鄭紹成，胡鴻雨

（浙江師范大學(xué) 行知學(xué)院，浙江 金華 321100）

“化工設(shè)計(jì)”課程是一門(mén)化工類相關(guān)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中集成類專業(yè)課，是專業(yè)工程實(shí)踐教育的本質(zhì)和核心［1］，是培養(yǎng)未來(lái)化學(xué)工程師的思維方式和工作方式的手段，也是理論聯(lián)系實(shí)際最重要的通道。它是一門(mén)融合“化工原理”“物理化學(xué)”“分離工程”“化工熱力學(xué)”等多門(mén)基礎(chǔ)課的實(shí)用性、綜合性及工程性較強(qiáng)的專業(yè)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和靈活運(yùn)用各方面知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力［2-5］。“化工設(shè)計(jì)”課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性特點(diǎn)，因此探索、構(gòu)建和優(yōu)化以化工設(shè)計(jì)實(shí)踐為主的混合式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系替代目前以卷面考核形式為主的單一課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的體系，具有良好的教學(xué)改革意義。

一、現(xiàn)狀

現(xiàn)行的“化工設(shè)計(jì)”課程教學(xué)大部分還停留在課堂中的單向性基礎(chǔ)知識(shí)灌輸和傳授，雖然在傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系下也可以達(dá)到既定的課程教學(xué)目標(biāo)，但教學(xué)過(guò)程中容易造成學(xué)生倦怠的聽(tīng)課反應(yīng)［6］。目前很多高校已經(jīng)意識(shí)到傳統(tǒng)課程教學(xué)中存在教學(xué)和評(píng)價(jià)單一性問(wèn)題，積極開(kāi)展各種課程的教學(xué)改進(jìn)或改革，如在課程教學(xué)中融合信息類課程、設(shè)計(jì)類工具、軟件教學(xué)等新內(nèi)容和方式［7-8］，這些措施在一定程度上提高了化工設(shè)計(jì)類課程教學(xué)的質(zhì)量和效果，但是仍存在很多的缺陷和問(wèn)題［9-10］。

一是課程教學(xué)安排缺乏統(tǒng)一性。“化工設(shè)計(jì)”課程是一門(mén)綜合性的實(shí)踐型專業(yè)課程，各基礎(chǔ)課程之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中往往沒(méi)有做統(tǒng)一安排，導(dǎo)致教學(xué)效果事倍功半，教學(xué)效率較低。

二是課程專業(yè)素養(yǎng)培育和實(shí)踐教學(xué)較為缺乏，重形式輕落實(shí)。在課程教學(xué)安排上已經(jīng)意識(shí)到實(shí)踐教學(xué)的重要性，也努力將其他很多的形式融入教學(xué)中，教學(xué)效果得到了一些提升，但是仍然沿用傳統(tǒng)理論教學(xué)的方式落實(shí)實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力培養(yǎng)方面還存在很大的缺失。

三是課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系單一，學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力和解決問(wèn)題能力提高有限。

二、思路

鑒于現(xiàn)狀，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)采用合適的評(píng)價(jià)考核形式作為最終的教學(xué)檢驗(yàn)手段，對(duì)學(xué)生能指導(dǎo)、改進(jìn)他們的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化重難點(diǎn)，逐步達(dá)到融會(huì)貫通的效果；對(duì)任課教師能對(duì)課程教學(xué)的統(tǒng)一性安排更加合理，專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐教學(xué)更容易落到實(shí)處，有利于提升課程教學(xué)效果。

如圖1所示，學(xué)習(xí)層主要對(duì)學(xué)生在課外網(wǎng)絡(luò)線上自主學(xué)習(xí)與課堂面授的線下學(xué)習(xí)所取得的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，該層評(píng)價(jià)的結(jié)果直觀有效地反映出每名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，是整個(gè)基于設(shè)計(jì)實(shí)踐的評(píng)價(jià)體系中最重要的環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)指標(biāo)既考核基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，更注重考查設(shè)計(jì)實(shí)踐的能力，共設(shè)計(jì)5個(gè)維度能力，分別是知識(shí)掌握能力、自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、交流表達(dá)能力和知識(shí)綜合能力。

圖1 課程評(píng)價(jià)模式

知識(shí)掌握能力由教師就學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂問(wèn)答和章節(jié)測(cè)試等課堂行為對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)；自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力、交流表達(dá)能力等三種實(shí)踐能力由學(xué)習(xí)者、同伴、教師結(jié)合過(guò)程性材料如作業(yè)、小組作品、文獻(xiàn)閱讀等完成評(píng)價(jià)；知識(shí)綜合能力通過(guò)卷面及化工設(shè)計(jì)作品由專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

學(xué)生的自我評(píng)價(jià)有利于提高學(xué)習(xí)主體的參與性，改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的被動(dòng)性；同伴的互評(píng)有利于增加學(xué)習(xí)主體之間的互動(dòng)，在同樣的學(xué)習(xí)氛圍中更容易共情、共思和共學(xué)；教師是評(píng)價(jià)體系最主要的執(zhí)行者，既要保證評(píng)價(jià)過(guò)程的公平和公正，又必須推動(dòng)評(píng)價(jià)更科學(xué)、合理。過(guò)程性評(píng)價(jià)方式在于考查學(xué)生課程學(xué)習(xí)過(guò)程，診斷、分析教學(xué)過(guò)程，確定教學(xué)效果，提出改進(jìn)措施，屬于前瞻式評(píng)價(jià)；總結(jié)性評(píng)價(jià)檢驗(yàn)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的最終結(jié)果，屬回顧式評(píng)價(jià)。

三、實(shí)踐方案

基于設(shè)計(jì)實(shí)踐的“化工設(shè)計(jì)”課程混合式學(xué)習(xí)模式，分別對(duì)課程的課前、課堂、課后及評(píng)價(jià)體系進(jìn)行以下探索。

在課前，使用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)（如智慧樹(shù)）建立課程，上傳課程相關(guān)材料，并對(duì)視頻材料（個(gè)人錄制的教學(xué)視頻）進(jìn)行編輯。課前提前兩小時(shí)在班級(jí)微信群發(fā)布本次學(xué)習(xí)任務(wù)，課前10分鐘發(fā)布課程簽到，要求學(xué)生準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入課堂，根據(jù)平臺(tái)記錄學(xué)生進(jìn)入課堂的情況，篩選未進(jìn)入課堂的學(xué)生，并及時(shí)在課堂上進(jìn)行提醒通報(bào)。為了保證統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，將平臺(tái)即時(shí)在線學(xué)生和班級(jí)學(xué)生名單進(jìn)行對(duì)比，了解學(xué)生未進(jìn)入課堂的具體原因，督促他們按時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

在課堂上，提前通知學(xué)生本次課需要學(xué)習(xí)的章節(jié)內(nèi)容及難點(diǎn)，在學(xué)習(xí)通上提前上傳視頻內(nèi)容，同時(shí)發(fā)布相關(guān)作業(yè)，要求學(xué)生發(fā)送視頻及觀看截圖，監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)。為了及時(shí)解決學(xué)生的疑問(wèn)，上課時(shí)間教師全程在線，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到任何問(wèn)題可隨時(shí)聯(lián)系教師進(jìn)行答疑。課下時(shí)間也可留言，教師及時(shí)回復(fù)。答疑的方式主要有：文字回復(fù)、視頻講解等。這樣通過(guò)多種方式更好地為學(xué)生進(jìn)行答疑解惑，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

在課后，要求學(xué)生按時(shí)提交作業(yè)和課程作品，通過(guò)作業(yè)批改和課程作品評(píng)價(jià)了解學(xué)生是否理解、掌握了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、分析方法和分析步驟。按時(shí)批改學(xué)生作業(yè)和課程作品，總結(jié)作業(yè)和課程作品中的共性問(wèn)題，并在下次學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)作業(yè)和作品中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講解。

在“化工設(shè)計(jì)”的教學(xué)過(guò)程中采用過(guò)程性和總結(jié)性評(píng)價(jià)考核方式相結(jié)合的方法。

1.考試。以開(kāi)卷測(cè)試的形式對(duì)各章節(jié)及全課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考核，使學(xué)生對(duì)各章節(jié)及全課程有一個(gè)全面的掌握。

2.學(xué)生課堂報(bào)告。學(xué)生以“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式講解某一知識(shí)點(diǎn)，由教師、同伴評(píng)出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，最后按一定權(quán)重匯總計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

3.設(shè)計(jì)實(shí)踐。以某一實(shí)際工廠的設(shè)計(jì)為題目，根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的要求，以小組為單位，每組由5人組成，設(shè)組長(zhǎng)1人，每位成員負(fù)責(zé)不同的模塊，共同完成整體工廠設(shè)計(jì)，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)整組組員之間的協(xié)調(diào)及向任課教師定期匯報(bào)工作，最終提交的作品經(jīng)相關(guān)專業(yè)評(píng)委教師初步評(píng)審打分。

4.答辯。抽選初步評(píng)審成績(jī)列前50%的或全部小組，其小組全員參與答辯，學(xué)生陳述自己所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目各部分內(nèi)容，評(píng)委教師提出相應(yīng)的問(wèn)題，根據(jù)作品展示質(zhì)量、各位學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)表達(dá)、回答問(wèn)題的表現(xiàn)，給予綜合評(píng)價(jià)。

課程過(guò)程化管理和評(píng)價(jià)方案見(jiàn)表1。

表1 課程過(guò)程化管理和評(píng)價(jià)方案

四、實(shí)施可行性與效果

為了更為有效地體現(xiàn)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，在平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定和期末成績(jī)的原課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，增加了化工設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容，實(shí)行多維度的課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。其可行性表現(xiàn)在以下幾方面。

1.學(xué)生經(jīng)過(guò)近三年的基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具有開(kāi)展化工設(shè)計(jì)實(shí)踐的理論知識(shí)基礎(chǔ)。

2.為了多方面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，增強(qiáng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，組織校內(nèi)外專家、教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行十余項(xiàng)工程實(shí)踐培訓(xùn)。具體有：化工工藝設(shè)計(jì)培訓(xùn)、化工設(shè)備選型培訓(xùn)、車(chē)間布置培訓(xùn)、物料設(shè)計(jì)與衡算培訓(xùn)、化工安全及廠址選擇設(shè)計(jì)培訓(xùn)、化工制圖軟件應(yīng)用培訓(xùn)、化工設(shè)備計(jì)算軟件應(yīng)用（ASPEN）培訓(xùn)、化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)培訓(xùn)、化學(xué)化工文獻(xiàn)檢索培訓(xùn)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)及注意培訓(xùn)等，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

3.團(tuán)隊(duì)中教師在指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)院、浙江省和全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽過(guò)程中，通過(guò)與高水平院校之間的學(xué)習(xí)交流，提高了自身的業(yè)務(wù)能力，為該模式的開(kāi)展提供了有力保障。

基于設(shè)計(jì)實(shí)踐的“化工設(shè)計(jì)”課程混合式學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系在我院學(xué)生的課程學(xué)習(xí)中，較好地實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)主體多元化、內(nèi)容多維化、手段多樣化和方式過(guò)程化。（1）評(píng)價(jià)主體多元化：化工設(shè)計(jì)實(shí)踐包括工藝設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、流程模擬和安全設(shè)計(jì)等內(nèi)容，其內(nèi)容及專業(yè)知識(shí)跨度很大，在評(píng)價(jià)中僅由任課教師來(lái)評(píng)價(jià)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要相關(guān)專業(yè)教師共同參與評(píng)價(jià)，才能給予實(shí)踐作品公正的評(píng)價(jià)。（2）評(píng)價(jià)內(nèi)容多維化：課程評(píng)價(jià)由單一的卷面成績(jī)轉(zhuǎn)向包含知識(shí)掌握、實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維三者并重的評(píng)價(jià)體系，由主要注重知識(shí)傳授向更加注重全面發(fā)展轉(zhuǎn)變。在教學(xué)安排上做到三者的統(tǒng)一，實(shí)際教學(xué)中突出學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和提升實(shí)踐能力的核心。（3）評(píng)價(jià)手段多樣化：在教學(xué)深度融入現(xiàn)代信息技術(shù)的背景下，混合式的學(xué)習(xí)模式應(yīng)運(yùn)而生，教與學(xué)的方式都已發(fā)生了變化，過(guò)程性和總結(jié)性評(píng)價(jià)不再局限于課堂，除了傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)手段，還可以很方便地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析等手段進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)學(xué)情診斷科學(xué)化、精準(zhǔn)化。（4）評(píng)價(jià)方式過(guò)程化：對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，不僅是對(duì)學(xué)習(xí)的最終結(jié)果的評(píng)價(jià)，也必須關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程。這就意味著對(duì)學(xué)生的課前準(zhǔn)備、課堂學(xué)習(xí)、課后實(shí)踐三個(gè)大環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，使總結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合。

近幾年來(lái)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生參加浙江省和全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽多次，并獲得浙江省、全國(guó)賽一、二等獎(jiǎng)多次，學(xué)生在競(jìng)賽過(guò)程中得到化工設(shè)計(jì)實(shí)踐的鍛煉，具有一定的實(shí)踐能力?；谠O(shè)計(jì)實(shí)踐與課程評(píng)價(jià)體系緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)模式，既提高了學(xué)生化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用能力，又培養(yǎng)了學(xué)生之間的創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為具備較強(qiáng)的社會(huì)適應(yīng)能力和專業(yè)實(shí)踐能力打下了良好的基礎(chǔ)。