化工基礎課程教學改革研究

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[摘要]基于新工科建設對化工專業(yè)技術人才的迫切需求以及化工高等教育在人才培養(yǎng)上的重要地位，針對我校《化工基礎》課程教學目前存在的問題，本論文討論了該課程的教學改革。作者基于OBE教育理念，結合《化工基礎》的課程特點、學生情況、行業(yè)需求、國際前沿技術，對該課程的內容體系、教學模式、考核方式進行全面改革。通過教學改革實現(xiàn)《化工基礎》課程教學質量的提高和學生綜合能力及素質的提升，并為化工專業(yè)的課程教學改革提供新思路。

[關鍵詞]新工科；OBE教育理念；《化工基礎》；教學改革；化工專業(yè)課程；化工專業(yè)人才培養(yǎng)

全球范圍內新一輪的科技革命和產業(yè)變革對工程教育的改革和發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)。為了主動應對這一挑戰(zhàn)，支撐服務創(chuàng)新驅動發(fā)展、“一帶一路”、“中國制造2025”等一系列重大國家戰(zhàn)略，教育部提出了新工科建設的要求[1]。新工科建設的內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程技術人才[2]。化學工業(yè)在國民經濟中占有舉足輕重的地位，對提升我國國際地位、改善人民生活質量均起到至關重要的作用。新工科建設背景下化學工業(yè)的發(fā)展更顯得尤為重要。因此，培養(yǎng)卓越的化工專業(yè)人才既是化工行業(yè)發(fā)展的關鍵，也是新工科建設的重要內容。依據新工科建設的內涵和要求，卓越化工專業(yè)人才應具備過硬的專業(yè)知識技能、卓越的工程實踐能力、優(yōu)異的自主創(chuàng)新能力、良好的職業(yè)道德以及一流的工程倫理素養(yǎng)等知識、能力和品質[3]。高等教育是人才培養(yǎng)的關鍵。《化工基礎》是化工高等教育中最基礎、最重要的課程之一，是諸多高等院校中開設的第一門化工專業(yè)課程。該課程擔負著由理科到工科、由基礎到專業(yè)的特殊使命，是工程教育中聯(lián)接理論與實踐的紐帶，在開發(fā)學生邏輯思維能力、專業(yè)知識應用能力以及化工專業(yè)的人才培養(yǎng)中均發(fā)揮著重要作用[4]。《化工基礎》是我校化學與藥學學院本科生的專業(yè)必修基礎課，授課范圍涵蓋化學、應用化學、制藥工程三個專業(yè)，每學年授課學生人數約為220人。該課程開設的目的是為了使學生能夠掌握基本的化工專業(yè)技能、工程實踐能力、工程思維能力以及工程倫理素養(yǎng)等化工行業(yè)必需的能力和素質，并為學習更高階化工專業(yè)知識奠定基礎。該課程在學生學習了《無機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《有機化學》等基礎化學課程后開設，是學生由理科知識學習轉向工科知識學習的第一門課程，其重要性不言而喻。

1當前《化工基礎》教學中存在的問題

從目前我校《化工基礎》課程的教學情況來看，學生在通過該課程的學習后仍難以達到既定的教學目標。主要問題有：(1)由于知識繁雜、難度較大，該課程通常采用傳統(tǒng)以教師講授為主的教學模式。而這種“滿堂灌”的授課方式導致課程枯燥乏味，學生興趣度、主動性不高，因此教學效果差；(2)所用教材內容知識陳舊，與國際先進前沿技術嚴重脫節(jié)，導致學生創(chuàng)新性、前瞻性不足；(3)教學重理論輕實踐，理論與實踐脫節(jié)，不利于學生實踐能力的培養(yǎng)；(4)欠缺對工程實踐能力、工程倫理素養(yǎng)等系統(tǒng)工程觀的培養(yǎng)，導致學生工程思維薄弱、工程觀念淡薄；(5)缺乏對課程達成度、學生能力的量化評價，難以對課程教學進行持續(xù)改進。此外，我校師范院校的屬性使得工科學習氛圍薄弱，師范生對工科課程的興趣度低，也造成了該課程教學效果不良、學生培養(yǎng)效果不佳的狀況。

2OBE教育理念在課程教學改革中的應用OBE教育理念

(Outcome-BasedEducation，成果導向教育)是我國工程教育專業(yè)認證的三大理念之一，也是我國工程專業(yè)建設的指導思想。OBE教育理念強調以成果為導向，著眼于對學生的培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求是否明確、設定目標是否達成。OBE教育理念以學生為中心，充分激發(fā)學生對課程的興趣，主動參與學習，有效提升教學效果[5]。此外，區(qū)別于僅靠分數來評價學生的學習效果，OBE教育理念強調的是學生取得的學習成果，涵蓋了知識掌握程度、知識運用能力及綜合素質等多方面能力。由此可見，OBE教育理念與新工科背景下卓越化工專業(yè)人才培養(yǎng)的定位是高度契合的。OBE教育理念以成果為導向、以學生為中心，在工科人才培養(yǎng)中具備顯著優(yōu)勢，為化工學科教學的改革提供良好思路。國內各大高校基于OBE教育理念對化工專業(yè)的不同課程進行了教學改革和人才培養(yǎng)的相關研究和探索。目前主要集中在圍繞OBE教育理念“制定學習成果”、“實現(xiàn)學習成果”、“改進學習成果”及“評價學習成果”四大環(huán)節(jié)上對教學內容、教學模式、考核方式等進行改進。例如基于OBE以成果為導向的教育理念，將新技術融入課堂教學，擴展教學內容，有效解決了《精細化工工藝學》課程中存在的教材內容陳舊，新技術、新理論介紹較少，學生無法通過學習掌握行業(yè)必需能力的問題[6]。又如，借助OBE中基于學習成果評價的理念，在《化工原理》課程教學中采取節(jié)點考核、設計文檔、小組互評、專項考核、個人答辯相結合的“五步考核法”，使考核目標更明確、考核內容更全面，促進了畢業(yè)要求的有效達成[7]。雖然OBE教育理念在化工專業(yè)課程教學改革中已取得成功實踐，但是仍處于探索階段。目前我校《化工基礎》教學與OBE教育理念仍存在較大差距，OBE教育理念在課程教學中滲透度不高，理念優(yōu)勢沒有得到充分應用。如何將OBE教育理念真正落實到《化工基礎》課程教學的各個環(huán)節(jié)中，以促進教學目標的達成和教學效果的持續(xù)改進仍存在挑戰(zhàn)。為促進《化工基礎》教學目標的達成和教學效果的持續(xù)改進，作者將OBE教育理念的四大核心內容落實到《化工基礎》課程教學各個環(huán)節(jié)中。通過設置科學合理的課程內容體系、多元靈活的教學模式、全面系統(tǒng)的考核方式，結合有效可行的教學評估方式，實現(xiàn)學生專業(yè)知識技能、工程實踐能力、自主創(chuàng)新能力以及工程倫理素養(yǎng)的全面提升，并為化工專業(yè)課程教學改革和新工科下卓越化工專業(yè)技術人才的培養(yǎng)提供新思路。

3基于OBE教育理念的《化工基礎》課程教學改革

作者以新工科建設對化工專業(yè)技術人才的迫切需求為出發(fā)點，基于OBE教育理念，以成果為導向、以學生為中心，對《化工基礎》課程的內容體系、教學模式、考核方式進行全面改革，將OBE教育理念真正落實到課程教學的每個環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)教學的持續(xù)改進，最終獲得課程教學質量的提高以及學生專業(yè)知識技能、工程思維觀念和綜合能力素養(yǎng)的全面提升。

3.1豐富課程內容體系，制定學習成果

目前我校《化工基礎》課程的授課內容主要著重于介紹化工過程中的“三傳一反”，強調基礎知識的掌握和應用。雖然學生在學習完該課程后能夠熟練應用基本概念和公式解決基礎化工過程問題，但是對化工生產過程的認識仍較模糊，處于死記硬背的階段，無法滿足社會對化工人才的需求。這主要是歸結于課程的內容較為陳舊，重理論輕實踐，且欠缺對工程能力和觀念的培養(yǎng)。作者將行業(yè)需求和發(fā)展趨勢相結合，制定學習成果。將國際前沿技術、科學素材、工程實踐內容、工程倫理教育等融入課程內容，豐富現(xiàn)有《化工基礎》課程內容體系。利用互聯(lián)網資源、圖書影像資料，將新技術、新理念引入課堂教學，擴寬學生知識面，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和自主學習能力。在課程中增加典型化工工程案例分析和工程項目模擬訓練，將理論和實踐相結合，培養(yǎng)學生工程觀念、加強工程實踐能力。此外，化工生產與環(huán)境保護、經濟、法律等有密切聯(lián)系，將在教學增加課程思政元素，例如探討何種工藝流程兼具綠色、經濟的優(yōu)勢；化工污水處理應當滿足哪些排放標準等等，培養(yǎng)學生工程倫理素養(yǎng)、加強職業(yè)道德規(guī)范。

3.2改進課程教學模式，實現(xiàn)學習成果

《化工基礎》課程具有知識點繁多、公式多、計算量大的特點，對學生而言難度較大。而由于該課程安排的學時較短，僅為51學時。為了能夠完成教學任務，常常采用教師為主的講授式進行授課。這種“滿堂灌”的教學模式易造成學生學習主動性差。而該課程難度較大，學生在課堂上不能及時跟隨教師的講解后就會出現(xiàn)學習怠惰，對課程興趣度不高、注意力不集中，最終導致教學效果不佳[8]。作者通過改進傳統(tǒng)線下教學方式，結合線上教學來實現(xiàn)學習成果。線下教學在講授式、歸納式和引導式教學的基礎上引入項目式學習。基于課程內容設置項目案例，學生以小組形式根據所學理論知識設計計算項目所需設備相關工藝參數，不僅強化理論知識的應用、培養(yǎng)工程實踐能力，還提高學生的團隊合作能力。此外，借助超星學習通平臺建設線上課程，提供前沿資訊、科學素材及資源鏈接，設置學生自主學習環(huán)節(jié)。學生結合線下、線上課程所學知識進行專題匯報，加強創(chuàng)新能力。同時，利用線上平臺設置課堂討論、課后測評環(huán)節(jié)，增加教學趣味性，提高學生參與度。

3.3調整課程考核方式，評估學習成果

《化工基礎》課程通常采用平時作業(yè)、出勤、期末閉卷考試的傳統(tǒng)方式來考核學生的學習成果，這種考核方式只注重評價學生對專業(yè)基礎知識的掌握情況，而缺乏對學生綜合能力和工程觀念素養(yǎng)的評估[9]。而化工人才不僅需要具備過硬的專業(yè)知識，也要具備優(yōu)異的工程觀。作者采用過程考核和課終考核相結合，兼顧學生知識、能力、素養(yǎng)的綜合評價。過程考核既包括出勤、平時作業(yè)等傳統(tǒng)考核方式，也對課堂問答、專題匯報、小組項目設計等進行考核。既能考察學生對知識的掌握情況，也能反映學生對知識的應用能力和工程觀念的形成度。課終考核將沿用紙質卷面考核的方式，在試題中加入工程案例分析題和非標準化題目，考察學生的工程思維能力和知識運用能力。最后將制定詳盡的考核表，包括專業(yè)知識掌握度、工程實踐能力、創(chuàng)新能力、自主學習能力、團隊合作能力、工程素養(yǎng)等多個維度的評價，學習成果可評可測，有助于改進和提高。

3.4總結反思教學效果，改進學習成果

為了實現(xiàn)課程的持續(xù)改進，使課程在良性循環(huán)中得到穩(wěn)步發(fā)展，作者通過結合專家測評、師生互評、師生自評對該課程的教學效果進行評價、總結和反思。在課程中將主動邀請院內外專家進行聽課評課，聽取專家意見和建議對課程進行改進。師生互評中，教師主要通過對考核表綜合結果分析學生的學習情況，判斷教學效果。學生可以通過線上平臺隨時對課程提出意見和建議。在課程結束后，教師以調查問卷的形式收集學生對課程整體內容、教學模式、考核方式等的評價。師生自評中教師和學生針對自身在課程達成度、未達成目標的原因進行評價和分析。最后，匯總整理以上意見和建議，制定相應的教學持續(xù)改進機制。

4結語

作者以新工科建設對卓越化工專業(yè)技術人才的迫切需求為出發(fā)點，基于國際先進OBE教育理念，以化工專業(yè)課程《化工基礎》為例，圍繞OBE教育理念“制定學習成果”、“實現(xiàn)學習成果”、“評估學習成果”和“改進學習成果”四大核心環(huán)節(jié)，結合行業(yè)需求、前沿技術和學生特點，對《化工基礎》課程的內容體系、教學模式、考核方式以及教學評估進行全面改革的探索和實踐。通過對《化工基礎》課程的教學改革，學生對本課程的學習興趣有了明顯的提高，由被動接受知識轉變?yōu)橹鲃訉W習知識。在學習完該課程后，不僅掌握了扎實的化工基礎專業(yè)知識和技能。同時，在工程思維訓練、自主創(chuàng)新能力和工程倫理素養(yǎng)上也取得了顯著的進步。本論文也為高等院校化工專業(yè)課程提供了教學改革的新思路。

作者：林茜頡 劉葵 單位：廣西師范大學 化學與藥學學院