师生共建型化工专业课程教学模式探索

宁汇　刘欣梅

摘要：针对传统化工专业课程教学中基础理论不扎实、教材内容陈旧、教学手段落后等问题，提出了师生共建型教学模式的概念，并在具体的教学过程中进行了实践，利用教学网站、在线互动平台、专题讨论、翻转课堂、拓展训练等多种手段强化了学生在教学过程中的参与度，结果显示：师生共建型教学模式可以实现教与学的融合，增强了学生的团队协作意识，促使学生的角色由被动接受向主动学习转变，学生对课程的认可度显著提升，学生的工程实践能力、创新能力明显增强。

关键词：师生共建；化工专业课程；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）06-0153-04

一、引言

工程教育是增强国家经济与科技实力，提升国家综合国力的重要内容。工程教育的目标是培养高水平的工程技术人才。随着我国综合国力的提升，我国的高等工程教育也加快了与世界接轨的步伐，特别是2013年我国加入《华盛顿协议》以来，对工程教育国际化和专业化提出了更高的要求[1]，为此，我们需要加快高等工程教育改革的步伐。其中“从教师中心到学生中心”的教学范式变革是高等工程教育教学改革的重要方向之一。

化学工程教育作为工程教育领域的重要组成部分，须紧密联系工业实践并反映其变化趋势，培养学生具有跨越整个化学化工领域、融合从分子水平的化学到大规模制备工程科学的宽阔视野和能力[2]。中国石油大学是以工科教育为主的研究型大学，是石油、石化高层次人才培养的重要基地，所以，中国石油大学的化学工程教育表现出明显的石油石化特色，而《石油炼制工程》作为我校化工专业的特色课程之一，在我校化学工程专业技术人才培养体系中具有重要的地位和作用。因此，开展“以学生为中心”的《石油炼制工程》教学改革和探索对我校整个化工专业的教学发展具有重要意义。

二、化工专业课程教学的现状

化工专业课程的特点是实践性强，是基础理论在化工实践过程中的应用，课程本身具有案例性的特征，内容较多，层次复杂，学生普遍反映难以理解和掌握。当前化工专业课程教学存在如下问题。

1.专业基础理论知识不扎实。专业基础理论知识不扎实是造成学生在专业课上表现不积极的主要原因之一。在实际教学过程中我们发现，很多同学对基础课中的重点内容掌握不扎实，无法建立基础知识和专业应用之间的联系。造成这种现象的原因是：课堂上的时间有限，如果学生对前面的基础理论掌握不牢，又不预习，那么突然遇到专业课上的新知识，大多数学生往往不能很快的理解，无法与教师互动，而是被动的接受了教师讲授的结论，这样就形成了“满堂灌”式的教育模式，忽略了学生的感受，是“以教师为中心”，而不是“以学生为中心”。

2.教材内容陈旧。专业课教材内容陈旧，不能反映当前科技的最新进展是造成学生对上课不感兴趣的根本原因之一。随着社会的发展和科技的进步，工程实践的经验也在不断更新，新的理念、新的工艺、新的技术、新的装备、新的标准都层出不穷，但受到出版物的局限性，专业教材的数据和表格，甚至一些结论都已过时，把这些作为内容讲授给学生，会让学生觉得没有学习的动力。

3.教学手段落后。教学手段落后是造成学生无法建立不同知识点之间联系的重要原因。在当前的信息化时代，学生学习的途径和手段发生了重大变化。在多媒体出现之前，学生获得信息的主要手段是阅读紙质读物，而随着科技的进步，学生获得信息的手段也变得丰富多样起来，如电子书、因特网、动画等成了常用的信息和知识载体，学生可以获得的信息量大增。而当前课堂上使用的主要教学手段仍以PPT为主，且在大多数情况下PPT只是板书的电子化，PPT中文字所占比重较大，静态的图片、图表较多，缺少与学生之间的互动，并没有真正体现多媒体教学的理念。在化工专业课的教学过程中，我们了解到学生更期望得到知识的三维呈现，所以，对化工过程进行3D建模，甚至利用虚拟现实技术，将极大的提升教学效率和教学效果，使学生更容易在工程实践与基础理论之间建立牢固的联系，也更能调动学生上课的积极性。这些新的技术和手段需要大量的人力和物力投入，而且需要专业团队的配合，不是一个专业课教师所能实现的，而目前多数单位缺少在这方面的项目和资金支持。

三、师生共建型教学模式

（一）师生共建型教学模式的概念及特征

1.师生共建型教学模式的定义。所谓师生共建型教学模式，是由教师和学生共同建设的不断发展和进化的教学模式。在整个教学过程中，根据专业课的特点和教学大纲的要求，由教师和学生共同对教学过程中的每个环节，如教学内容、教学步骤、教学方法、教学评价等进行交互式探讨，使学生能够理解教师“教”的目标，使教师能够满足学生“学”的期望，使整个教学过程同时体现教师和学生的贡献，最终建成一个不断创新、不断发展、不断进化的有生命力的教学体系。

2.师生共建型教学模式的组织。在师生共建型教学模式中，全体学生被划分为若干个“学习小组”，每个小组推举一名学生组长，由学生组长和任课教师共同组成“教学小组”，由教师担任教学小组的组长。学生组长除了作为一名普通学生参与“学”的过程之外，还作为学生和教师之间沟通的桥梁，及时汇总和反映学习小组中存在的问题，并将学生的意见和建议提交给教学小组讨论，讨论的结果将通过教学过程传达到每一个学生，这样就把原来以教师为中心的“一对多”的教学组织形式转变为现在的以学生为中心的“多对多”的新型教学组织形式。

3.师生共建型教学模式的特征。

（1）“教”与“学”融合。传统的教学过程以教师为中心，学生是分散的独立的个体，教学过程中由教师讲授内容和发布指令，由学生理解和执行。这种“一对多”的教学组织形式将教师和学生放在两个对立面上，教师感觉任务重，压力大，很难照顾到每一位学生；学生感觉教师离自己远，教学内容与自己无关，不愿与教师交流，长此以往，教师和学生之间就会形成隔阂，人为的割裂了“教”与“学”的过程。师生共建型教学模式体现了“教”与“学”的融合，其最大特征在于课堂不再是教师的“一言堂”，教师和学生在课堂上处于同等重要的地位。所谓“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”，师生共建型课程教学始终坚持以实事求是的态度对待知识，将“教”与“学”的过程融合在对知识的求真和探索过程中，将教师的经验和学生的需求有机结合，使教学成果变成集体智慧的结晶。

（2）学生角色转变。师生共建型教学模式促使学生对自己在教学过程中的角色进行转化。在传统的教学过程中，学生认为课程是教师的课程，没有学生的观点，也不能体现学生的贡献。而师生共建型教学模式则鼓励学生主动寻找课程中存在的问题，发表自己独特的见解，以“求学”和“诘问”的方式参与教学过程，变“被动”为“主动”，加强学生在教学过程中的存在感，充分体现学生在教学过程中的主体作用。

（3）团队协作强化。师生共建型教学过程以任务为导向，强调用基础知识解决工程实践问题的能力养成，注重对多个学科知识的交叉运用，学生只有通过团队协作才能完成教学过程中设定的学习任务。师生共建型教学模式的组织形式为此提供了制度上的保障。

（二）师生共建型教学模式实施的基础

师生共建型课程教学的实施首先要求学生在前期的学习过程中已经初步掌握了相关的基础理论，具备相对扎实的基础知识；其次，需要教师提供丰富的工程实践案例，从案例中提炼问题，并根据课程的进展逐步的推进问题的解决；另外，还需要教务部门的支持，特别是在考试改革上的支持，根据学生主动学习内容的数量和质量进行评价，提高学生主动学习的结果在最终成绩中所占的比例。

（三）师生共建型教学模式的实践

为了考察师生共建型教学模式的可行性，我们以《石油炼制工程》为研究对象，进行了师生共建型教学模式的实践，在教学过程中设计了如下几个模块。

1.教学网站。教学网站是对课堂教学的有益补充，特别适合于信息量大、知识点综合的课程[3]。我们以中国数字大学城为平台，建立了《石油炼制工程》教学网站，包含作业、讨论、论文、教学资源等板块，在2014—2015学年第二学期的课程中，我们设计了15个作业题，2个开放性讨论题，2个创新性论文，上传教学资料35个。学生可以通过教学网站完成作业，参与讨论，提交论文，下载教学资源等，教师则根据学生参与相关板块的活跃度和完成的具体情况进行评分。从学生利用教学网站的效果来看，开放性讨论和论文的参与度还有待提高，后期应优化这两个板块的内容，加强对学生的引导和驱动。课程结束后，所有的教学资料都自动保存，形成教学档案，方便查阅，并作为进一步优化课程教学的参考。

2.在线互动平台。在当前信息化、网络化的时代，学生很大一部分时间都花在手机和互联网上，我们可以合理利用网络这个信息渠道搭建用于课程教学的在线互动平台。我们在《石油炼制工程》的教学过程中搭建了专门用于课程学习和交流的QQ群，群成员不仅由学生和教师组成，还邀请了校外的工程技术专家加入。利用这个平台，教师和学生可以实现在线互动，学生有什么问题可以随时在群中提出，答疑变得非常方便，其他同学也可以很方便的跟踪问题解决的过程和结果，并随时提出自己的意见和建议。校外专家也可以结合工程实践中的案例与教师和学生进行在线交流，增强学生的工程实践意识。在此期间，一些与课程相关的技术进步和科研进展都可以通过图片、视频、网络链接、群文件等进行共享，有助于拓展学生的思路，提高学生参与课程教学的积极性。

3.专题讨论。专题讨论教学法是一种具有参与性、开放性与互动性特点的参与式研讨教学法[4]。专题讨论的主题来源于工程实践和科学研究过程，经过教师的加工和提炼之后变成教学案例。在教学案例中可以设定几个相互关联的问题，涉及的内容不是局限于某个章节，而是强调对整个课程知识的运用，强调发散性思维，强调创新性思路。在这个过程中，让学生主动思考，通过对问题的层层剖析，引导学生一步步的提出解决问题的方案，学会如何运用所学知识解决实际问题的方法，体会到解决问题的成就感。如在教学过程中，针对石油常压塔的操作、催化裂化吸收稳定系统的操作、脱氢加热炉的负荷和余热回收等问题我们设计了相应的专题讨论环节，学生普遍反映良好，真正体会到了学以致用的感觉。

4.翻转课堂。在《石油炼制工程》的教学过程中，某些章节的知识点较多，且多为叙述性内容，容易理解，教学大纲对这部分的内容要求“了解”，这部分内容适合学生自学，因此，我们对这部分内容的教学采用了翻转课堂的形式。如在《原油评价》的教学过程中，我们通过在线互动平台发布了相關的教学视频，让学生结合教材中对应章节的内容，提前一周自学，并根据自己的理解制作PPT，课上提出自己的观点和疑问，由教师点评和解答，将“以教定学”的教学模式翻转为“以学定教”[5]。这种教学模式丰富了教学内容的差异性和层次性，充分体现了学生的个性学习，促进学生从多个侧面对知识点进行全面的理解和掌握。

5.拓展训练。借鉴CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）培养工程人才的教育模式，开展以任务为目标驱动的课外拓展训练[6]。拓展训练的内容可以选取当前工程应用领域最新的热点和难点进行，在教学过程中不拘泥于教材，紧扣最新的工业生产实践，将最新的理念教授给学生。这需要专业课的教师走出去，与设计院和企业建立紧密的联系，从中汲取营养，让专业课的内容丰富而充实，充满活力和现代气息；同时在课堂上改变以考核为引导的方式，代之以兴趣为引导，发挥学生的想象力，勇于突破条条框框，培养其创新能力。

6.成绩评定。为了能够充分调动学生参与师生共建型教学的积极性，我们建议提高学生平时成绩占最终成绩的比例，目前，我们给学生的最后成绩包含平时和考试两部分，平时成绩占20%，考试成绩占80%，其中平时成绩的计算公式如下：

平时成绩原始分=板块1+板块2+…+板块n

平时成绩=个人平时成绩原始分/平时成绩原始分的最高值×100

其中，各板块的内容可以根据实际的教学过程进行灵活的设计，每个板块的满分都是100分，根据学生完成相应板块的情况给予一定分数，最后每位同学用自己的原始分除以得分最高同学的原始分，换算成百分制后得到自己的平时成绩。这种成绩评定模式充分体现了每位学生的主观能动性，调动了学生学习的积极性，是对团队协作的一个有益补充。

四、结论

为了探索一种切实有效的“以学生为中心”的教学模式，我们提出了师生共建型教学模式的概念，并在《石油炼制工程》的教学过程中验证了这种教学模式的可行性。通过教学网站、在线互动平台、专题讨论、翻转课堂、拓展训练等多种教学手段的综合运用，增强了学生对课程的认可度，提高了学生参与教学过程的积极性，结果表明：学生的工程实践能力明显提高，创新意识明显增强。

在今后的教学实践中应对现有的教学模块进行更为细致的设计，丰富现有的教学内容，逐步完善对师生共建型课程的设计，不断提高教师的教学水平，健全激励机制，改革现有的成绩评定机制，培养具有广阔视野和创新精神的适应现代化工行业需求的卓越工程技术人才。

参考文献：

[1]樊一阳，易静怡.《华盛顿协议》对我国高等工程教育的启示[J].中国高教研究，2014，（8）：45-49.

[2]金涌，张立平，刘铮，余立新，骆广生.化学工程教育的挑战与创新[J].高等工程教育研究，2009，（3）：1-6.

[3]程启明，薛阳，贾再一，米阳，王莉.“现代控制论”的网络教学功能开发与应用[J].实验室研究与探索，2013，32（10）：146-149.

[4]黄栓成，王利清.专题讨论教学法在公共政策学课程中的应用[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2014，27（4）：123-125.

[5]王忠蕙，朱德全.翻转课堂的多重解读与理性审视[J].当代教学科学，2014，（16）：30-33.

[6]张妤.任务驱动的CDIO理念在“工程教育专业认证”中的探索应用[J].华中师范大学学报：人文社会科学版，2014，（3）：167-170.