新工科背景下“化工原理”課程信息化教學探索

舒群威,王雪麗,羅 孜,韋德舉

(貴州理工學院化學工程學院,貴州 貴陽 550025)

0 引言

在新工科建設推動下,工程教育認證已突顯其重要性,是一種以培養目標和畢業要求為導向的合格性評價,其核心理念為“以學生為中心、成果導向和持續改進”[1-3]。課程是人才培養過程中的核心環節,課程質量直接影響專業人才培養的成敗。

在新工科建設和工程教育認證的背景下,信息化教學已突顯重要,創新信息化教學改革已是必然?！盎ぴ怼笔腔は嚓P專業的核心專業必修課程,是綜合運用多學科相關知識,解決化工相關生產過程中各種實際操作問題的工程科學[4-7],是聯系理論課程到專業課程的橋梁,也是理論向工程過度的橋梁。該課程重點培養化工類學生的工程思維、創新思維、解決實際工程問題的能力,是學校工程教育認證首先需要加強建設的課程。

貴州理工學院自2013年建校以來,學校堅持地方性、應用型辦學定位,緊密結合區域經濟社會發展要求開展學校內涵建設;以“強責任、精技術、善管理、重實踐、求創新”為目標,培養德智體美勞全面發展、適應地方經濟社會發展需要的高素質應用型人才。

1 我?；ぴ碚n程教學現狀

我校建校比較晚,年輕教師比例比較高,大部分都是來自高校的碩士、博士畢業生,缺乏教學經驗和實踐經歷,大多采用傳統的PPT教學,教學方法單一,課堂互動性差,主要根據考勤和期末考試進行考核評價。隨著工程教育認證的推進和信息化教學改革的深入,開展化工原理課程信息化教學改革具有深刻的意義。

1.1 傳統的教學模式不能有效激發學生的學習主動性

傳統教學模式中,化工原理課程教學幾乎是老師一個人在課堂上完成的,學生參與課堂教學過程比較少,老師只顧課堂講授,很少認真思考學生的學習效果和課堂教學效果。課堂上,學生不是積極思考,而是被動學習知識,不能有效激發學生的學習積極性,使得學生的學習效果和課堂教學效果不理想。

1.2 學生掛科率較高,學習難度較大

“化工原理”課程單元操作分類較多、內容復雜、計算公式多、單元操作之間連貫性不大,公式推導比較繁瑣,經驗半經驗公式較多,推導方法冗長難于理解[8]。而且我校學生大多都是貴州本地生源,基礎比較薄弱,遇到化工原理復雜的公式推導,容易產生厭學情緒,久而久之,學生對該課程的學習失去興趣,導致期末考試掛科率較高。

1.3 考核評價方式不夠合理

考核是教學成效的指揮棒,考核評價方式的制定對于整個教學的成功至關重要。傳統的考核評價方式主要依賴考勤和期末考試,缺乏過程考核,這就導致大部分學生臨近期末考試死記硬背考試知識點,拼命刷題,提高熟練度,從而達到考試要求。這種考核評價方式不能有效促進教師的教學改進和學生的學習成效,也不能很好地培養學生創新實踐能力、分析和解決工程問題的能力。

針對以上問題,如何讓學生學好“化工原理”課程,需要利用好線上線下教學平臺、改變以老師為主的教學模式、改革細化課程考核、讓學生變被動學習為主動學習,是我?！盎ぴ怼闭n程教學急需解決的問題。本課題組根據工程教育認證理念和“新工科”建設要求,積極推進化工原理信息化教學改革實踐,已取得了較好的教學效果,為我校其他專業課程信息化教學改革提供借鑒。

2 “化工原理”課程信息化教學改革探索

2.1 理論教學教材的選擇

“化工原理”課程是化學工程與工藝、制藥工程、生物制藥、釀酒工程等專業的核心專業必修課程,也是相關理工類專業研究生入學必考課程,是擁有過硬實踐技能的基礎,也是學好其他化工相關專業課程的基礎。經過化工教研室老師共同參與討論,一致同意選擇華東理工大學陳敏恒院士主編的第五版《化工原理》教材,該教材為普通高等教育“十五”國家級規劃教材、普通高等教育“九五”國家級規劃教材,榮獲中國石油和化學工業優秀出版物獎·教材一等獎。該教材新技術更新速度快,是多所重點高校研究生入學考試的參考教材。

2.2 教師教學和實踐能力的提升

專業能力強、實踐能力強的教師隊伍是高質量完成教學任務的重要條件之一[9]。學校有政策鼓勵教師積極參加社會實踐(包含到企業鍛煉)、服務社會項目,將此作為職稱申請的一個必要條件。此外,還可以采取積極鼓勵青年教師多做化工相關的科學研究和大型的教研活動、參加學術交流會、繼續深造提升自己的學歷、到企業掛職,或者可以請企業資深的高級工程師到學校兼職等[9]。學校已經評審通過了一大批具有企業工作經驗的“雙師型”教師,他們已具有較好的專業能力和實踐能力。

2.3 教學材料的準備

教師一般提前一周準備好下一次課的教學材料,主要包括慕課視頻、線上平臺用學生課前預習或課后復習習題、教學PPT課件、教學講義(教案)[10]。慕課視頻是化工教研室根據教學安排錄制的為方便學生課前或課后自主學習用視頻;上傳線上平臺學生課前預習是老師根據教學目標層層篩選出來的,具有一定的代表性和針對性;教學PPT課件是教師根據學生的課前課后學習情況、教學大綱中的教學重難點編制的上課材料(包含課堂練習與討論題目)。

2.4 線上線下教學的實施

根據OBE教育理念,以學生為中心,問題為導向,教師為主導,學生為主體進行教學,變“教”為“思”、為“學”[3]。上課前一天,教師先根據教學計劃,結合學生實際情況,制定學生線上課前預習慕課視頻和習題,發布到線上學習平臺,學生在線觀看慕課視頻,作答線上預習習題。如果學生遇到不懂的問題,可以反復觀看視頻、討論區進行討論和查閱相關資料等,提前自主學習課堂知識。這種以問題為導向的教學模式可以促進學生自主學習,激發學生學習積極性,不斷提升學生的成績和教師課堂教學效果。老師根據學生課前在線查閱情況以及學生觀看視頻和習題作答情況,精準掌握學生課前自主學習情況,總結概括學生自主學習遇到的問題。

課中,老師首先對學生自主學習遇到的問題重點答疑,帶領學生一起回顧上一次課的重難點,引導學生進行本節課的學習;需要學生簡單了解的內容多提問學生,鼓勵學生積極探索,自主學習;重難點知識點部分由老師進行講解或組織討論,過程中多以視頻、動畫的形式呈現,結合板書完成重難點知識點的學習,課堂上讓學生搶答隨堂練習習題,這種師生互動的課堂氛圍可以激發學生深入學習和探索的情緒,引導學生積極主動思考[6]。另外,將 “思政元素”“美育元素”與專業知識一起引入課堂教學中,如國際國內重大新聞、化工相關的科學研究重大進展、化工相關企業的活動、公益性活動視頻、請您欣賞美的圖片等,增加課堂的吸引力,激發學生的學習興趣、弘揚愛國精神、崇尚工匠精神,培養學生欣賞美、創造美的綜合能力,引導學生積極參與師生互動教學,完成課堂教學重難點內容。

課后,學生根據課堂上老師講的重難點和解題方法進行在線總結,分析自己課堂表現、重難點知識的掌握情況,自己優勢和不足,不斷改進自己的學習。老師根據學生課堂表現和自己授課方式方法進行總結,分析自己課堂教學的優缺點和不足,持續提升自己的課堂教學質量和改進教學效果;根據本節課的教學重難點整理出課后習題和本節重難點知識點發布到線上,便于學生自主復習本節內容和進行討論,久而久之學生的自主學習積極性、分析解決實際工程問題能力將逐步提升。

2.5 優化理論課程考核方式

根據OBE教育理念,課題組經過近兩年的化工原理教學改革,目前的考核方式是平時成績40%(包含線上慕課與預習10%、課堂練習5%、課堂互動10%、課堂討論5%、客觀題作業5%,線下書面作業5%)+期末考試卷面成績60%。該考核方式很好地體現了學生的過程考核,激發學生的過程和自主學習積極性,培養學生工程實踐、創新思維、解決工程實際問題的能力,能很好地評價學生學習效果和教師教學效果。

3 結語

我?；瘜W工程與工藝專業是第一批參加工程教育認證的專業,“化工原理”課程是該專業的核心必修課程。根據工程教育認證要求,課程組對該課程在教學中發現的問題,從化工原理理論教學教材的選擇、教師教學和實踐能力的提升、線上線下教學實施、優化化工原理理論課程考核方式等方面開展教學改革實踐。經過兩年的改革實踐表明:教學效果、教學質量不斷提升,學生的創新思維、分析解決問題的能力顯著提高,我?；I人才培養質量顯著提高。