大眾化階段化工原理課程體系及教學(xué)方式改革的思考

曹 陽(yáng),劉 榮

(貴州大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

在全面提高教育質(zhì)量已上升為國(guó)家戰(zhàn)略、政府意志和社會(huì)共識(shí)這一大背景下，課程的地位、課程的價(jià)值、課程的作用日益凸顯，受到高校前所未有的重視[1]。隨著教育體制改革的不斷深化，國(guó)家對(duì)工程師培養(yǎng)的“工程性與創(chuàng)新性缺位”問(wèn)題一直沒(méi)能很好解決提出了許多政策。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)卓越工程師質(zhì)量規(guī)格開(kāi)展了一些研究，通過(guò)對(duì)美、歐、日工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的分析，形成《工程創(chuàng)新人才基本要求大綱》[2]，在新形式下，各專(zhuān)業(yè)也進(jìn)行培養(yǎng)方案和培養(yǎng)計(jì)劃的調(diào)整，其中最明顯之處在于課程門(mén)類(lèi)減少了，課堂學(xué)時(shí)數(shù)大量地壓縮了。尤其要順應(yīng)在教育體制改革的總目標(biāo)下充分發(fā)揮傳授知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的功能，滿足工程教育認(rèn)證要求學(xué)生應(yīng)具有復(fù)雜工程問(wèn)題的解決能力。

因此，本?；ぴ斫虒W(xué)團(tuán)隊(duì)在對(duì)化學(xué)工程與工藝、環(huán)境工程、生物工程、釀酒工程、過(guò)程裝備與自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究分析，尤其在工程教育認(rèn)證則要求學(xué)生應(yīng)具有復(fù)雜工程問(wèn)題的解決能力的背景下，對(duì)該課程進(jìn)行了一系列調(diào)整，以期完成在人才培養(yǎng)中承擔(dān)著教授學(xué)生工程科學(xué)技術(shù)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)能力的雙重教育任務(wù)，加強(qiáng)實(shí)踐性、設(shè)計(jì)性和綜合性，旨在提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力，以及分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[3]。

1 化工原理課程體系及教學(xué)方法改革與實(shí)踐的內(nèi)容

1.1 以應(yīng)用為導(dǎo)向，建立進(jìn)階式化工原理課程新體系

改革傳統(tǒng)的課程體系和教學(xué)模式，以應(yīng)用為導(dǎo)向，建立圖1所示“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)+理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)+綜合課程設(shè)計(jì)”的進(jìn)階式新課程體系。

在化工原理理論課程開(kāi)課前的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)中強(qiáng)化化工單元操作過(guò)程的認(rèn)知實(shí)踐，使學(xué)生初步認(rèn)知化工單元操作，化工設(shè)備、以及完整的化工生產(chǎn)過(guò)程，建立結(jié)合工程實(shí)際的化工單元操作基本概念。

圖1 以應(yīng)用為導(dǎo)向的進(jìn)階式化工原理課程體系示意圖

在理論教學(xué)階段，改革傳統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，單?dú)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課，在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增加開(kāi)放型、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教學(xué)從“以教為中心”向“以學(xué)為中心轉(zhuǎn)變”。同時(shí)，強(qiáng)化工程訓(xùn)練，開(kāi)展復(fù)雜化工單元操作的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將工程認(rèn)知現(xiàn)象進(jìn)一步與基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。

在課程設(shè)計(jì)階段，將傳統(tǒng)教學(xué)中同一學(xué)期分別獨(dú)立開(kāi)設(shè)的化工原理課程設(shè)計(jì)和過(guò)程機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)整合，構(gòu)建體現(xiàn)完整工程設(shè)計(jì)的綜合課程設(shè)計(jì)，形成面向?qū)I(yè)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)新模式。新的課程設(shè)計(jì)體系，變?cè)瓉?lái)分別獨(dú)立的分塊課程設(shè)計(jì)為完整的單元過(guò)程設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生將化工原理單元操作理論與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程緊密結(jié)合，形成“學(xué)有所為”的心理暗示，并初步建立化工生產(chǎn)過(guò)程綜合設(shè)計(jì)的思想，為后期專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和認(rèn)知基礎(chǔ)。

由此，建立了一種基于由現(xiàn)象至本質(zhì)認(rèn)知過(guò)程的化工原理課程教學(xué)新體系，形成“工程概念建立->基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)->實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)->化工工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)”的以學(xué)為中心的階梯式學(xué)習(xí)進(jìn)程，有效提升了化工原理課程的教學(xué)效果。

1.2 運(yùn)用多元化教學(xué)方法，優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)手段

如圖2所示，將傳統(tǒng)板書(shū)與多媒體課件有機(jī)結(jié)合，利用傳統(tǒng)黑板教學(xué)強(qiáng)化理論基礎(chǔ)、公式推導(dǎo)；應(yīng)用多媒體課件，以圖形、動(dòng)畫(huà)揭示教學(xué)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)課堂中階梯式教學(xué)，強(qiáng)化教學(xué)效果；借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)課件、課程論壇、網(wǎng)絡(luò)作業(yè)等與學(xué)生進(jìn)行交流，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間；采用課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。

圖2 多元化教學(xué)方法示意圖

1.3 創(chuàng)新考核方法，構(gòu)建以學(xué)為中心的課程評(píng)價(jià)體系

創(chuàng)新考核模式，提出并實(shí)踐“一頁(yè)紙開(kāi)卷”考試模式。學(xué)生考前根據(jù)課程學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)體會(huì)，自行總結(jié)整理課程要點(diǎn)，以“一頁(yè)紙”的形式帶入考場(chǎng)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和歸納總結(jié)、靈活運(yùn)用理論知識(shí)的能力?；ぴ碚n程采用統(tǒng)一考試、統(tǒng)一評(píng)卷，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

1.4 開(kāi)展多元化實(shí)踐教學(xué)，提升學(xué)生自我實(shí)踐能力

通過(guò)開(kāi)設(shè)大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)課程、慕課、專(zhuān)題講座等多種形式，以公開(kāi)課或工作室形式系統(tǒng)地指導(dǎo)學(xué)生參與科研訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽、工程實(shí)踐、專(zhuān)利申請(qǐng)。有效補(bǔ)充了原有單一實(shí)驗(yàn)、及課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方式的不足，形成了較為完善的以學(xué)為中心的多元化實(shí)踐教學(xué)模式，極大提升了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和自我實(shí)踐能力。

1.5 優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)師資培訓(xùn)，確保課程教學(xué)質(zhì)量

逐步形成了以課程負(fù)責(zé)人和骨干教師為主要教學(xué)力量、青年教師為基礎(chǔ)的年齡、職稱(chēng)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)梯隊(duì)。通過(guò)傳幫帶、進(jìn)修、積極參與工程實(shí)踐等多種方式，課題組師資水平得到極大提高。

2 改革過(guò)程中的總結(jié)

(1)建立了符合認(rèn)知理論的進(jìn)階式化工原理課程新體系。通過(guò)一系列的教學(xué)改革，以應(yīng)用為導(dǎo)向，建立了基于認(rèn)知過(guò)程的“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)+理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)+綜合課程設(shè)計(jì)”的課程新體系，形成了以學(xué)為中心的化工原理課程階梯式學(xué)習(xí)過(guò)程。

(2)提出了一種面向?qū)I(yè)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)新模式。將針對(duì)單元操作基礎(chǔ)理論應(yīng)用的化工原理課程設(shè)計(jì)、及針對(duì)化工實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)兩門(mén)課程整合，變獨(dú)立的分塊課程設(shè)計(jì)為完整的綜合性單元過(guò)程設(shè)計(jì)，從而形成一種新型的面向?qū)I(yè)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)新模式，將化工原理理論教學(xué)與后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程緊密結(jié)合在一起。

(3)形成了完善的多元化教學(xué)方法。在教學(xué)手段上，將傳統(tǒng)板書(shū)、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)有機(jī)結(jié)合，形成多元化的教學(xué)模式，提升教學(xué)水平；在教學(xué)理念上，以學(xué)為中心，采用翻轉(zhuǎn)課堂、工程實(shí)例探討、專(zhuān)利申請(qǐng)等多種形式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

(4)提出并實(shí)踐了一種“一頁(yè)紙”考試模式。以學(xué)為中心，為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、歸納總結(jié)、以及靈活運(yùn)用理論知識(shí)的能力，本課題組提出并實(shí)踐“一頁(yè)紙開(kāi)卷”考試模式，使考試方式更加科學(xué)合理，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3 結(jié)語(yǔ)

從近三年學(xué)生對(duì)化工原理課程教學(xué)的評(píng)價(jià)和反饋情況看，效果的提升是明顯的，尤其表現(xiàn)在學(xué)生積極參加科研訓(xùn)練主動(dòng)性、學(xué)科競(jìng)賽能力都得到了很大提升。學(xué)生參加省級(jí)及以上學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目也取得優(yōu)異的成績(jī)，特別需要提出的是，團(tuán)隊(duì)教師成立了貴州大學(xué)首個(gè)大學(xué)生專(zhuān)利工作室，向?qū)W院低年級(jí)學(xué)生講授專(zhuān)利申請(qǐng)相關(guān)政策、方法和技巧，現(xiàn)已申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利67項(xiàng)，授權(quán)61項(xiàng)，提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。教師在通過(guò)學(xué)生及學(xué)校反饋問(wèn)題和意見(jiàn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作情況。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度，有利于日后運(yùn)用實(shí)踐檢驗(yàn)?zāi)芰Α?nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教材建設(shè)等方面的進(jìn)一步改革、完善，不僅需要學(xué)校的高度支持，也需要學(xué)院在具體建設(shè)過(guò)程中給予積極支持和政策的扶持。高水平的教師隊(duì)伍、先進(jìn)的教學(xué)理念、創(chuàng)新的教學(xué)內(nèi)容、豐富的教學(xué)實(shí)踐及科學(xué)的管理體系是我們永遠(yuǎn)的努力方向。