以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的化工類專業(yè)課程教學(xué)模式探索與研究

以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的化工類專業(yè)課程教學(xué)形式探究與研究〔〕:

摘要：針對化工類專業(yè)課程教學(xué)中以"教";為中心、學(xué)生興趣與自主性不高、個性化教學(xué)落地難、理論知識與實際應(yīng)用的脫節(jié)明顯等問題，結(jié)合地方本科院校自身的辦學(xué)特點及優(yōu)勢，基于教學(xué)信息化和個性化，構(gòu)建了一種以學(xué)為中心，以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的"學(xué)、建、思、踐";一體化的專業(yè)課程線上線下混合教學(xué)形式。

關(guān)鍵詞：教育信息化；OBE教學(xué)理念；個性化學(xué)習(xí)；教學(xué)形式

本文引用格式：趙亞梅，常薇，李慶，等.以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的化工類專業(yè)課程教學(xué)形式探究與研究[J].教育現(xiàn)代化,2022,8(41):57-60.

ExplorationandResearchonTeachingModeofChemicalEngineeringMajorCourseBasedonLearningAchievementsZHaOYamei,CHangWei,LIQing,ZHangLuohong,WangQian,LIRenzhong(SchoolofEnvironmentandChemicalEngineering,Xi"anPolytechnicUniversity,Xi"anShaanxi)

Abstract:Therearesomeproblemsintheteachingofchemicalengineeringmajorcourses,suchasteaching-center,lowinterestandinitiativeinlearning,difficultimplementationofindividualizedteachingandtheoreticalknowledgedivorcedobviouslyfrompracticalapplication.UsingthecharacteristicsandadvantagesoflocalcollegesandUniversities,thispaperconstructedthemixedmodelofonlineandofflinehybridteachinginchemicalengineeringmajorcourses.Theteachingmodelisbasedonteachinginformatizationandindividuation,andintegrateswithlearning,construction,thinkingandpractice,whichtakeslearningasthecenterandlearningoutesastheguidance.

Keywords:educationinformatization;OBEteachingconcept;personalizedlearning;teachingmodel

一引言

我國化工行業(yè)與世界化工強國存在很大差距，面對新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與晉級必須依賴多元化、個性化的創(chuàng)新人才培養(yǎng)[1-2]。專業(yè)課程是化工人才培養(yǎng)的核心要素，有效教學(xué)形式是實現(xiàn)化工類課程教學(xué)目的的有力保障。

傳統(tǒng)專業(yè)課程教學(xué)形式以教師為中心，側(cè)重確定性知識傳授，在新形勢下，逐漸不匹配化工創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求、我國教育程度及學(xué)生素質(zhì)開展現(xiàn)狀。新時代大學(xué)生出現(xiàn)個性化、在線化、認知多元化等群體新特征，學(xué)生作為具有獨立個性的教學(xué)主體，在獲取知識途徑、學(xué)習(xí)方式與才能等發(fā)生很大變化，傳統(tǒng)課程教學(xué)形式逐漸不適應(yīng)新時代化工類大學(xué)生培養(yǎng)的需求。為區(qū)域性人才培養(yǎng)的重要基地，地方院校借助其自身的辦學(xué)優(yōu)勢與特色，以學(xué)生為中心，打破習(xí)慣性教學(xué)，改革化工類專業(yè)課程教學(xué)形式，將學(xué)生的知識、才能、素質(zhì)培養(yǎng)的有機交融，浸透到每門的化工類專業(yè)課程教學(xué)中，對促進化工高等教育內(nèi)涵式開展具有現(xiàn)實意義。

成果導(dǎo)向教育〔Oute-Basededucation，簡稱"OBE";〕是工程教育認證的三大根本理論之一【3】，將傳統(tǒng)的以教為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐?學(xué)";為中心，以學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)后獲得的學(xué)習(xí)成果作為導(dǎo)向，樹立明確的課程教學(xué)目的，為課程教學(xué)改革與創(chuàng)新提供理論引領(lǐng)。

現(xiàn)代教育技術(shù)為課程教學(xué)形式改革與創(chuàng)新提供了有力支撐[4-5]，課程教學(xué)形式逐漸呈現(xiàn)多樣化，例如線上教學(xué)、線上線下混合教學(xué)等形式。通過現(xiàn)代信息技術(shù)與化工教學(xué)有機交融，實現(xiàn)化工的教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)效果及教學(xué)效益的最優(yōu)化，有效提升化工專業(yè)課程的教學(xué)效果與質(zhì)量【6】。因此，本文從學(xué)生技能與素質(zhì)培養(yǎng)的"學(xué)、建、思、踐";根本點出發(fā)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果作為教學(xué)產(chǎn)出，結(jié)合地方院校的校情與學(xué)情，以化工原理課程教學(xué)為例，側(cè)重于信息化應(yīng)用與個性化教學(xué)施行，探究了具有地方院校特點的化工類專業(yè)課程教學(xué)形式改革與創(chuàng)新。

二地方院校化工類專業(yè)課程教學(xué)過程中的存在問題

西安工程大學(xué)是我國西部地區(qū)唯一以紡織服裝為特色的高校，我校環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院追溯于1978年的紡織化學(xué)工程系，1999年改建為化學(xué)化工系，2022年化學(xué)化工系和環(huán)境科學(xué)與工程系合并為環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院。圍繞學(xué)校人才定位和紡織特色，以西安市紡織化工助劑重點實驗作為平臺，研究產(chǎn)業(yè)用紡織品印染、特種軍用紡織品印染、染廢水處理、特種化工染料等多項化工難題。

此外，陜西省能源化工礦產(chǎn)資源相對集中且豐富，擁有榆橫、府谷、靖邊、錦界、神木等多個工業(yè)經(jīng)濟園區(qū)，能源化工面臨轉(zhuǎn)型晉級的挑戰(zhàn)?；谖沂∧茉椿ず图徔椈ら_展需求，我校開設(shè)了化學(xué)工程與工藝、染整工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、生物工程等專業(yè)，其中化學(xué)工程與技術(shù)是我校建立的一流重點學(xué)科，多年來為地方經(jīng)濟開展輸送了化工類優(yōu)秀人才。結(jié)合本校和國內(nèi)化工人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀，分析梳理了化工類課程教學(xué)過程中的存在問題如下：

原有的課程教學(xué)理念與形式的慣性影響大。教學(xué)過程中以教為中心，教學(xué)方法先進性與互動性不夠、學(xué)生比擬習(xí)慣進展確定性知識的接收式學(xué)習(xí)，自我約束、自主學(xué)習(xí)、知識構(gòu)建等才能偏弱。

化工類專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，課程前沿性及開放性缺乏，落后于現(xiàn)代化工的消費實際。課程教學(xué)對溝通合作、辯證思維、環(huán)境平安等非技能素質(zhì)培養(yǎng)重視不夠，與化工人才成長需求不匹配。

傳統(tǒng)教學(xué)形式過于側(cè)重共性教學(xué)，無法滿足為每位學(xué)生提供適宜自己的個性化學(xué)習(xí)與指導(dǎo)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)效率低、創(chuàng)新意識與思維才能偏弱。

地方院校與地方經(jīng)濟聯(lián)絡(luò)嚴密的優(yōu)勢發(fā)揮不夠，化工類專業(yè)課程具有很強的工程理論性，課程教學(xué)與企業(yè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、教師科研等缺乏深度交融，專業(yè)理論知識與工程理論應(yīng)用之間脫節(jié)明顯。

三化工類專業(yè)課程的教學(xué)形式構(gòu)建-以化工原理課程為例

隨著化工高等教育的不斷開展，課程教學(xué)更加關(guān)注學(xué)生如何"學(xué)";。針對以上地方院?；ゎ悓I(yè)課程中的教學(xué)問題，課程教學(xué)中表達以"學(xué)";為中心，將課程學(xué)習(xí)獲得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、現(xiàn)代信息技術(shù)與課程教學(xué)相交融、多維度課程評價、強化課程與消費理論之間聯(lián)絡(luò)等方面進展教學(xué)形式改革。

在專業(yè)課程形式構(gòu)建中，以O(shè)BE教學(xué)理念為指導(dǎo)，設(shè)定教學(xué)產(chǎn)出與課程教學(xué)目的，通過現(xiàn)代信息技術(shù)與專業(yè)課程教學(xué)相交融，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況及時地為學(xué)生提供一對一個性化教學(xué)指導(dǎo)，通過線上線下、課內(nèi)課外、企業(yè)進課堂、課程專題討論等多種組織形式，進步專業(yè)課程教學(xué)的質(zhì)量與效率。

根據(jù)專業(yè)課程自身特點，從線上線下、課內(nèi)課外等多維度覆蓋評價學(xué)生的課程學(xué)習(xí)結(jié)果。發(fā)揮地方院校特色與優(yōu)勢，加強與企業(yè)交流、課題研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論的聯(lián)絡(luò)，提升課程前沿性和時代性，強化理論知識與理論應(yīng)用之間聯(lián)絡(luò)。因此，加強教師、學(xué)生、企業(yè)三者互動，基于教學(xué)設(shè)計個性化、評價體系綜合化、組織形式多樣化等途徑，進展化工類專業(yè)課程的教學(xué)形式構(gòu)建。筆者以化工原理課程為例，構(gòu)建了一種以"學(xué)";為中心，以"學(xué)習(xí)成果";為導(dǎo)向的"學(xué)、建、思、踐";一體化的線上線下混合教學(xué)形式，見圖1所示。

〔一〕"學(xué)習(xí)成果";為導(dǎo)向的化工原理課程教學(xué)目的

學(xué)習(xí)成果屬于課程的教學(xué)產(chǎn)出，通過課程教學(xué)所要到達的專業(yè)技能、素養(yǎng)等。根據(jù)?華盛頓協(xié)議?提出的12條畢業(yè)生素質(zhì)要求，從課程所支撐的工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、終身學(xué)習(xí)等方面的學(xué)生培養(yǎng)要求，制定化工原理課程教學(xué)需到達的學(xué)習(xí)成果。通過化工原理課程學(xué)習(xí)，①基于化工單元操作過程的理論模型建立，推演并應(yīng)用于復(fù)雜化工問題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識與理論才能。②可以運用化工原理及其相關(guān)知識，分析并提出復(fù)雜化學(xué)工程問題的有效解決方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與思維才能。③針對復(fù)雜化學(xué)工程問題的解決方案，化工單元工藝及設(shè)備設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識主動構(gòu)建才能，以及學(xué)科穿插、合作交流、設(shè)計標準、環(huán)境平安等素養(yǎng)。④提升學(xué)生的理解記憶、辯證思維、自主探究、查閱和使用工程圖表、文獻資料等學(xué)習(xí)才能。

〔二〕以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的化工原理課程教學(xué)施行

1.聚焦課程知識體系框架的知識主動構(gòu)建與專業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)

化工原理以動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞為主線，涉及流體輸送、傳熱、精餾、吸收、萃取、枯燥等多個化工單元操作過程，是化工原理實驗、化工原理課程設(shè)計、化工設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計等后續(xù)課程學(xué)習(xí)的重要根底。由于課程學(xué)時及內(nèi)容復(fù)雜性的限制，課程教學(xué)無法做到面面俱到。聚焦課程知識體系框架，通過給每個學(xué)生預(yù)留一定的自主構(gòu)建課程知識體系的空間，讓學(xué)生填補空白空間進展主動構(gòu)建，融會貫穿并運用所學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)與分析，形成對化工原理課程知識的獨特見解。

在教學(xué)方法上，將課程內(nèi)容融入特定學(xué)習(xí)情境中，促進教師的知識傳遞與學(xué)生的知識建構(gòu)雙向互動。通過知識的主動構(gòu)建與遷移，培養(yǎng)學(xué)生深層次地掌握化工單元操作中動量、熱量與質(zhì)量傳遞的理論知識，進展化工傳質(zhì)傳熱設(shè)備與構(gòu)造設(shè)計等。例如學(xué)生基于物料衡算、熱量衡算等根本原理，主動構(gòu)建如何對石油化工中直接汽提、測線采出等特殊情況進展設(shè)計計算等，并形成學(xué)生自己的個性化認知和獨特見解。與此同時，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生通過互相協(xié)作、資料查閱、方案可行性論證、分析表達、方案優(yōu)化與施行，行業(yè)標準、節(jié)能降耗、環(huán)境平安、設(shè)備費用等相關(guān)因素，兼顧學(xué)生專業(yè)技能與非技能素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2.基于學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的創(chuàng)新意識與思維才能培養(yǎng)

個性是創(chuàng)造力萌發(fā)與生長的土壤【7】，個性化學(xué)習(xí)是學(xué)生在課程教學(xué)過程中形成創(chuàng)新意識和思維才能的關(guān)鍵。進入化工原理課堂的每一位學(xué)生都并非"一張白紙";，每個學(xué)生在成長過程、個人興趣、特長、學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)方式、專業(yè)認知等方面?zhèn)€性差異，例如先修課程高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等課程知識的掌握情況在不同程度上影響著化工原理課程的學(xué)習(xí)效果。在學(xué)生進入化工原理課程的學(xué)習(xí)之前，教師通過問卷、交談、先修課程成績分析等多種方式，充分理解每個學(xué)生的個性特征及學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整課程教學(xué)的組織形式、教學(xué)方法，優(yōu)化課程相關(guān)的教學(xué)視頻、PPT、教學(xué)資料等資源。

現(xiàn)代信息技術(shù)為個性化教學(xué)等提供了有力的支撐。通過微信、QQ、、短信、郵件等手段與方式，進展教師與學(xué)生之間的一對一交流互動與精準指導(dǎo)，及時引導(dǎo)學(xué)生在分析、理解與解決問題方面形成獨立判斷、獨特見解等。對于線上教學(xué)，根據(jù)教師發(fā)布的學(xué)習(xí)任務(wù)等，學(xué)生通過超星泛雅教學(xué)平臺的學(xué)生端，可以隨時隨地登錄終端平臺進展個性化學(xué)習(xí)。

教師通過跟蹤每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在問題進展分析與個性化指導(dǎo)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺為學(xué)生提供、推送相關(guān)的個性化教學(xué)資源，從而滿足每位學(xué)生對化工原理課程學(xué)習(xí)的不同需求，形成學(xué)生對理論知識的深度理解和獨特認知，促進學(xué)生個性開展與創(chuàng)新意識形成。對線下個性化教學(xué)，針對線上每個學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)情況，教師分析梳理線上學(xué)生在化工課程學(xué)習(xí)過程中存在的難點和疑問，確定線下課堂的教學(xué)內(nèi)容及組織方法，通過面對面討論、小組辯論、校企交流、課程特色專題及工業(yè)實例等，從不同視角闡述同樣問題，幫助學(xué)生多角度考慮與個性分析，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新意識與思維才能。

3.加強課程教學(xué)與企業(yè)進課堂、教師科研及學(xué)科競賽等多方位交融，培養(yǎng)學(xué)生工程意識與理論才能

發(fā)揮與地方經(jīng)濟開展聯(lián)絡(luò)親密的地方院校特色優(yōu)勢，開啟校企互動式的專業(yè)課程教學(xué)新形式，加強課程教學(xué)與工程理論之間深度交融。

例如根據(jù)化工原理課程的進度及課程專題情況，邀請企業(yè)工程師進入2022級化工專業(yè)的化工原理課堂。針對煉油、煤化工的典型精餾塔設(shè)計，分析了精餾塔工藝設(shè)計的重點與難點問題，基于SimSmart仿真模型平臺，通過純連線方式進展精餾工藝流程的自主搭建立計與優(yōu)化。這種新穎的授課形式，以學(xué)生為中心，不僅課堂互動活潑、重點難點解析生動，為學(xué)生提供直接與企業(yè)工程師進展面對面交流學(xué)習(xí)的時機，加強了學(xué)生對理論知識的理解和理論應(yīng)用才能，進步了學(xué)生的工程理論意識和化工專業(yè)認知。

鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生將專業(yè)課程學(xué)習(xí)與學(xué)科競賽、教師科研等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論的相關(guān)內(nèi)容進展嚴密結(jié)合。化工原理是化工設(shè)計、化工實驗等學(xué)科競賽以及化工科研的根底課程，基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論活動，有針對性地進展課程理論知識與理論應(yīng)用的互相聯(lián)絡(luò)，例如工藝流程設(shè)計、換熱器設(shè)計與選型、精餾塔設(shè)計、精餾吸收的開車、停車等，實驗平安訓(xùn)練、強化了學(xué)生的工程意識與理論才能，同時反哺化工原理的課程教學(xué)。

4.貫穿課堂內(nèi)外的自主學(xué)習(xí)才能培養(yǎng)

化工原理作為根底課與專業(yè)課之間橋梁，課程內(nèi)容涵蓋廣且難理解，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)才能非常重要。新時代學(xué)生注重自身個性，在自我約束與管理方面不完全成熟，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣是促進學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的有效方法，例如融入化工典型案例、化工優(yōu)秀人才先進事件等激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和投身化工行業(yè)的情懷、通過教師表揚與自我肯定來增強學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感等。

在此根底上，學(xué)生在一定時間內(nèi)自主選擇線上學(xué)習(xí)時間和地點，主動完成課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)、交流討論及文獻查閱等。在線下引導(dǎo)學(xué)生對課堂重點難點、解題方案、工業(yè)實例、課程專題等進展探究學(xué)習(xí)。教師通過線上線下教學(xué)平臺，跟蹤每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并及時予以個性化指導(dǎo)和監(jiān)視，引導(dǎo)學(xué)生主動調(diào)整或改變學(xué)習(xí)方式進展自主學(xué)習(xí)，并鼓勵學(xué)生將課程學(xué)習(xí)與教師科研、化工設(shè)計、化工實驗等學(xué)科競賽等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論自主結(jié)合，課內(nèi)外充分交融，為培養(yǎng)學(xué)生在理論應(yīng)用中進一步深度學(xué)習(xí)才能提供多個切入點。

〔三〕化工類專業(yè)課程教學(xué)形式的評價與理論效果

根據(jù)學(xué)習(xí)成果所涉及評價指標的支撐強弱，設(shè)置在線學(xué)習(xí)、線上作業(yè)、線下作業(yè)、分組專題討論、小組互評、解題方案討論、專題報告等作為形成性評價，將期中測評、期末考試作為終結(jié)性評價，形成性指標為60%，終結(jié)性指標為40%，對專業(yè)課程的教學(xué)目的達成度進展計算、評估和判斷，在教學(xué)目的未達成或達成度較低時，提出課程教學(xué)持續(xù)改良的詳細措施和方法。

在課程考核完畢前，當每位同學(xué)每項指標完成情況低于設(shè)定的指標值，通過教學(xué)平臺對學(xué)生發(fā)送該課程教學(xué)的預(yù)警提醒，及時反響評價結(jié)果，從而監(jiān)視并提醒學(xué)生到達課程教學(xué)的學(xué)習(xí)目的，而不是為考核而考核。以"學(xué)習(xí)成果";為導(dǎo)向的"學(xué)、建、思、踐";一體化的線上線下混合教學(xué)形式施行以來，化工專業(yè)2022級化工原理課程的課程教學(xué)目的達成度為89.2，教學(xué)效果良好，該課程的后續(xù)課程化工原理實驗、化工設(shè)計等教