化工基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究

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[摘要]基于新工科建設(shè)對化工專業(yè)技術(shù)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(chǔ)》課程教學(xué)目前存在的問題，本論文討論了該課程的教學(xué)改革。作者基于OBE教育理念，結(jié)合《化工基礎(chǔ)》的課程特點(diǎn)、學(xué)生情況、行業(yè)需求、國際前沿技術(shù)，對該課程的內(nèi)容體系、教學(xué)模式、考核方式進(jìn)行全面改革。通過教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生綜合能力及素質(zhì)的提升，并為化工專業(yè)的課程教學(xué)改革提供新思路。

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

全球范圍內(nèi)新一輪的科技革命和產(chǎn)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(yīng)對這一挑戰(zhàn)，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)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(shè)的要求[1]。新工科建設(shè)的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)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(shù)人才[2]。化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)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(zhì)量均起到至關(guān)重要的作用。新工科建設(shè)背景下化學(xué)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(guān)鍵，也是新工科建設(shè)的重要內(nèi)容。依據(jù)新工科建設(shè)的內(nèi)涵和要求，卓越化工專業(yè)人才應(yīng)具備過硬的專業(yè)知識技能、卓越的工程實(shí)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(zhì)[3]。高等教育是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。《化工基礎(chǔ)》是化工高等教育中最基礎(chǔ)、最重要的課程之一，是諸多高等院校中開設(shè)的第一門化工專業(yè)課程。該課程擔(dān)負(fù)著由理科到工科、由基礎(chǔ)到專業(yè)的特殊使命，是工程教育中聯(lián)接理論與實(shí)踐的紐帶，在開發(fā)學(xué)生邏輯思維能力、專業(yè)知識應(yīng)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(chǔ)》是我校化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院本科生的專業(yè)必修基礎(chǔ)課，授課范圍涵蓋化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程三個(gè)專業(yè)，每學(xué)年授課學(xué)生人數(shù)約為220人。該課程開設(shè)的目的是為了使學(xué)生能夠掌握基本的化工專業(yè)技能、工程實(shí)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(zhì)，并為學(xué)習(xí)更高階化工專業(yè)知識奠定基礎(chǔ)。該課程在學(xué)生學(xué)習(xí)了《無機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)化學(xué)課程后開設(shè)，是學(xué)生由理科知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向工科知識學(xué)習(xí)的第一門課程，其重要性不言而喻。

1當(dāng)前《化工基礎(chǔ)》教學(xué)中存在的問題

從目前我校《化工基礎(chǔ)》課程的教學(xué)情況來看，學(xué)生在通過該課程的學(xué)習(xí)后仍難以達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)。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(xué)模式。而這種“滿堂灌”的授課方式導(dǎo)致課程枯燥乏味，學(xué)生興趣度、主動性不高，因此教學(xué)效果差；(2)所用教材內(nèi)容知識陳舊，與國際先進(jìn)前沿技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新性、前瞻性不足；(3)教學(xué)重理論輕實(shí)踐，理論與實(shí)踐脫節(jié)，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)；(4)欠缺對工程實(shí)踐能力、工程倫理素養(yǎng)等系統(tǒng)工程觀的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生工程思維薄弱、工程觀念淡薄；(5)缺乏對課程達(dá)成度、學(xué)生能力的量化評價(jià)，難以對課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。此外，我校師范院校的屬性使得工科學(xué)習(xí)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(xué)效果不良、學(xué)生培養(yǎng)效果不佳的狀況。

2OBE教育理念在課程教學(xué)改革中的應(yīng)用OBE教育理念

(Outcome-BasedEducation，成果導(dǎo)向教育)是我國工程教育專業(yè)認(rèn)證的三大理念之一，也是我國工程專業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想。OBE教育理念強(qiáng)調(diào)以成果為導(dǎo)向，著眼于對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求是否明確、設(shè)定目標(biāo)是否達(dá)成。OBE教育理念以學(xué)生為中心，充分激發(fā)學(xué)生對課程的興趣，主動參與學(xué)習(xí)，有效提升教學(xué)效果[5]。此外，區(qū)別于僅靠分?jǐn)?shù)來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，OBE教育理念強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果，涵蓋了知識掌握程度、知識運(yùn)用能力及綜合素質(zhì)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(dǎo)向、以學(xué)生為中心，在工科人才培養(yǎng)中具備顯著優(yōu)勢，為化工學(xué)科教學(xué)的改革提供良好思路。國內(nèi)各大高校基于OBE教育理念對化工專業(yè)的不同課程進(jìn)行了教學(xué)改革和人才培養(yǎng)的相關(guān)研究和探索。目前主要集中在圍繞OBE教育理念“制定學(xué)習(xí)成果”、“實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果”、“改進(jìn)學(xué)習(xí)成果”及“評價(jià)學(xué)習(xí)成果”四大環(huán)節(jié)上對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等進(jìn)行改進(jìn)。例如基于OBE以成果為導(dǎo)向的教育理念，將新技術(shù)融入課堂教學(xué)，擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，有效解決了《精細(xì)化工工藝學(xué)》課程中存在的教材內(nèi)容陳舊，新技術(shù)、新理論介紹較少，學(xué)生無法通過學(xué)習(xí)掌握行業(yè)必需能力的問題[6]。又如，借助OBE中基于學(xué)習(xí)成果評價(jià)的理念，在《化工原理》課程教學(xué)中采取節(jié)點(diǎn)考核、設(shè)計(jì)文檔、小組互評、專項(xiàng)考核、個(gè)人答辯相結(jié)合的“五步考核法”，使考核目標(biāo)更明確、考核內(nèi)容更全面，促進(jìn)了畢業(yè)要求的有效達(dá)成[7]。雖然OBE教育理念在化工專業(yè)課程教學(xué)改革中已取得成功實(shí)踐，但是仍處于探索階段。目前我校《化工基礎(chǔ)》教學(xué)與OBE教育理念仍存在較大差距，OBE教育理念在課程教學(xué)中滲透度不高，理念優(yōu)勢沒有得到充分應(yīng)用。如何將OBE教育理念真正落實(shí)到《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，以促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和教學(xué)效果的持續(xù)改進(jìn)仍存在挑戰(zhàn)。為促進(jìn)《化工基礎(chǔ)》教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和教學(xué)效果的持續(xù)改進(jìn)，作者將OBE教育理念的四大核心內(nèi)容落實(shí)到《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中。通過設(shè)置科學(xué)合理的課程內(nèi)容體系、多元靈活的教學(xué)模式、全面系統(tǒng)的考核方式，結(jié)合有效可行的教學(xué)評估方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)知識技能、工程實(shí)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(xué)改革和新工科下卓越化工專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)提供新思路。

3基于OBE教育理念的《化工基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革

作者以新工科建設(shè)對化工專業(yè)技術(shù)人才的迫切需求為出發(fā)點(diǎn)，基于OBE教育理念，以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心，對《化工基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容體系、教學(xué)模式、考核方式進(jìn)行全面改革，將OBE教育理念真正落實(shí)到課程教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，最終獲得課程教學(xué)質(zhì)量的提高以及學(xué)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(nèi)容體系，制定學(xué)習(xí)成果

目前我校《化工基礎(chǔ)》課程的授課內(nèi)容主要著重于介紹化工過程中的“三傳一反”，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的掌握和應(yīng)用。雖然學(xué)生在學(xué)習(xí)完該課程后能夠熟練應(yīng)用基本概念和公式解決基礎(chǔ)化工過程問題，但是對化工生產(chǎn)過程的認(rèn)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(jié)于課程的內(nèi)容較為陳舊，重理論輕實(shí)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(jié)合，制定學(xué)習(xí)成果。將國際前沿技術(shù)、科學(xué)素材、工程實(shí)踐內(nèi)容、工程倫理教育等融入課程內(nèi)容，豐富現(xiàn)有《化工基礎(chǔ)》課程內(nèi)容體系。利用互聯(lián)網(wǎng)資源、圖書影像資料，將新技術(shù)、新理念引入課堂教學(xué)，擴(kuò)寬學(xué)生知識面，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。在課程中增加典型化工工程案例分析和工程項(xiàng)目模擬訓(xùn)練，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生工程觀念、加強(qiáng)工程實(shí)踐能力。此外，化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)、法律等有密切聯(lián)系，將在教學(xué)增加課程思政元素，例如探討何種工藝流程兼具綠色、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢；化工污水處理應(yīng)當(dāng)滿足哪些排放標(biāo)準(zhǔn)等等，培養(yǎng)學(xué)生工程倫理素養(yǎng)、加強(qiáng)職業(yè)道德規(guī)范。

3.2改進(jìn)課程教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果

《化工基礎(chǔ)》課程具有知識點(diǎn)繁多、公式多、計(jì)算量大的特點(diǎn)，對學(xué)生而言難度較大。而由于該課程安排的學(xué)時(shí)較短，僅為51學(xué)時(shí)。為了能夠完成教學(xué)任務(wù)，常常采用教師為主的講授式進(jìn)行授課。這種“滿堂灌”的教學(xué)模式易造成學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差。而該課程難度較大，學(xué)生在課堂上不能及時(shí)跟隨教師的講解后就會出現(xiàn)學(xué)習(xí)怠惰，對課程興趣度不高、注意力不集中，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不佳[8]。作者通過改進(jìn)傳統(tǒng)線下教學(xué)方式，結(jié)合線上教學(xué)來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果。線下教學(xué)在講授式、歸納式和引導(dǎo)式教學(xué)的基礎(chǔ)上引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。基于課程內(nèi)容設(shè)置項(xiàng)目案例，學(xué)生以小組形式根據(jù)所學(xué)理論知識設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目所需設(shè)備相關(guān)工藝參數(shù)，不僅強(qiáng)化理論知識的應(yīng)用、培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，還提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。此外，借助超星學(xué)習(xí)通平臺建設(shè)線上課程，提供前沿資訊、科學(xué)素材及資源鏈接，設(shè)置學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)生結(jié)合線下、線上課程所學(xué)知識進(jìn)行專題匯報(bào)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力。同時(shí)，利用線上平臺設(shè)置課堂討論、課后測評環(huán)節(jié)，增加教學(xué)趣味性，提高學(xué)生參與度。

3.3調(diào)整課程考核方式，評估學(xué)習(xí)成果

《化工基礎(chǔ)》課程通常采用平時(shí)作業(yè)、出勤、期末閉卷考試的傳統(tǒng)方式來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種考核方式只注重評價(jià)學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識的掌握情況，而缺乏對學(xué)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(jié)合，兼顧學(xué)生知識、能力、素養(yǎng)的綜合評價(jià)。過程考核既包括出勤、平時(shí)作業(yè)等傳統(tǒng)考核方式，也對課堂問答、專題匯報(bào)、小組項(xiàng)目設(shè)計(jì)等進(jìn)行考核。既能考察學(xué)生對知識的掌握情況，也能反映學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和工程觀念的形成度。課終考核將沿用紙質(zhì)卷面考核的方式，在試題中加入工程案例分析題和非標(biāo)準(zhǔn)化題目，考察學(xué)生的工程思維能力和知識運(yùn)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(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、工程素養(yǎng)等多個(gè)維度的評價(jià)，學(xué)習(xí)成果可評可測，有助于改進(jìn)和提高。

3.4總結(jié)反思教學(xué)效果，改進(jìn)學(xué)習(xí)成果

為了實(shí)現(xiàn)課程的持續(xù)改進(jìn)，使課程在良性循環(huán)中得到穩(wěn)步發(fā)展，作者通過結(jié)合專家測評、師生互評、師生自評對該課程的教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià)、總結(jié)和反思。在課程中將主動邀請?jiān)簝?nèi)外專家進(jìn)行聽課評課，聽取專家意見和建議對課程進(jìn)行改進(jìn)。師生互評中，教師主要通過對考核表綜合結(jié)果分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，判斷教學(xué)效果。學(xué)生可以通過線上平臺隨時(shí)對課程提出意見和建議。在課程結(jié)束后，教師以調(diào)查問卷的形式收集學(xué)生對課程整體內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等的評價(jià)。師生自評中教師和學(xué)生針對自身在課程達(dá)成度、未達(dá)成目標(biāo)的原因進(jìn)行評價(jià)和分析。最后，匯總整理以上意見和建議，制定相應(yīng)的教學(xué)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

4結(jié)語

作者以新工科建設(shè)對卓越化工專業(yè)技術(shù)人才的迫切需求為出發(fā)點(diǎn)，基于國際先進(jìn)OBE教育理念，以化工專業(yè)課程《化工基礎(chǔ)》為例，圍繞OBE教育理念“制定學(xué)習(xí)成果”、“實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果”、“評估學(xué)習(xí)成果”和“改進(jìn)學(xué)習(xí)成果”四大核心環(huán)節(jié)，結(jié)合行業(yè)需求、前沿技術(shù)和學(xué)生特點(diǎn)，對《化工基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容體系、教學(xué)模式、考核方式以及教學(xué)評估進(jìn)行全面改革的探索和實(shí)踐。通過對《化工基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革，學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣有了明顯的提高，由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)知識。在學(xué)習(xí)完該課程后，不僅掌握了扎實(shí)的化工基礎(chǔ)專業(yè)知識和技能。同時(shí)，在工程思維訓(xùn)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(jìn)步。本論文也為高等院校化工專業(yè)課程提供了教學(xué)改革的新思路。

作者：林茜頡 劉葵 單位：廣西師范大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院