基于应用型人才培养的AISEC化工原理课程教学改革

张晓艳，余 杰，李秀华，王 凯

（赤峰学院 化学与生命科学学院，内蒙古 赤峰 024000）

AISEC化工原理是本校国际本科学术互认课程（AISEC）项目化学工程与工艺的核心专业课。化工原理具有连接性，其学习具有承上启下的作用，是基础课与专业课之间的桥梁，一方面需要应用已掌握的高等数学等知识，另一方面为后继专业课程打下坚实的基础。授课过程采用双语授课，同时培养化工专业知识和专业英语能力。化工原理具有实践性，基本原理在化工生产流程即原料的预处理、反应、分离、三废处理中都起到指导作用。化工原理还具有应用性，通过化工原理的学习，学生在掌握化工原理相关计算后，能够分析和解决化工实际问题，在错综复杂的各个影响因素中，抓住主要影响因素，进行合理简化，找到最佳解决方案。AISEC化工原理采用双语教学，结合学生英语实际水平，调整双语授课比例，目的是使学生在未来的工作中能够用工程的思想，解决单元操作的各种实际问题。

以“两性一度”为教学原则，使学生能够触类旁通地解决工程问题。教学中加入专业相关前沿知识，鼓励学生申报创新项目。通过积极思考本地参观见习过的企业中存在的问题，切实推动校企合作。通过PPT重点难点讲授和“翻转课堂教学法”“项目教学法”“同伴教学法”“话题式教学法”相结合，解决课程中的“痛点”问题，调动学生的学习主动性和积极性。采用过程化考核，精心设计小组讨论和项目，杜绝学生“搭便车”的现象。针对学生注重分数的特点，实时公布成绩，加强学习的积极性。

1 课程与教学改革解决“痛点”问题

化工原理课程以高等数学、物理学为基础，公式较多，计算量大，知识点的应用千变万化，需要活学活用[1]。学生学习的过程中需要耗费大量的时间和精力[2]。因此怎样激发学生的学习兴趣，将学过的知识点连线结网，培养学生获取知识并融会贯通的能力，以解决以下“痛点”问题：（1）学生对知识点掌握的不够深入，缺乏独立思考能力，应用分析能力差。（2）学生不明白课堂学习的知识在未来的工作中有什么用。（3）学生只会课本上的习题，不会综合应用，部分学生只会对照着例题解决习题，合上课本不看例题后，就没有了解题思路，没有自己解决问题的思维。（4）学生缺乏创新思维。为解决上述“痛点”问题，在课程方面做了如下改革：

针对“学生对知识点掌握的不够深入，缺乏独立思考能力，应用分析能力差”的问题，在保持原有学时不变，采用多种教学方法相结合。通过PPT重点难点讲授和“翻转课堂教学法”“项目教学法”“同伴教学法”“话题式教学法”这些学习方法相结合，调动学生的学习主动性和积极性。目前手机成为人们的必须生活品，引导学生正确使用手机，利用手机去学习，推动线上、线下相结合，课前、课中、课后一体化的教学模式，引导学生自主学习、深度学习，提高学生学习的主动性和在教学过程中的参与度，打造新型师生学习共同体[3]。针对“学生不明白课堂学习的知识在未来的工作中有什么用”的问题，在讲授课程之前，提出实际的工程问题，引起学生学习的兴趣[4]。教学过程中鼓励学生提出自己的观点，听到学生不同的想法声音。在理论教学中，寻找适合的理论或数学模型，寻求理论支持。最后辩证统一的推导出结果，既解决了专业问题，又培养学生的明辨性思维。使学生明白理论和公式推导不是枯燥乏味的，而是解决实际问题的基础和证据。

针对“学生只会课本上的习题，不会综合应用，部分学生只会对照着例题解决习题，合上课本不看例题后，就没有了解题思路，没有自己解决问题的思维”的问题，利用知识点结网的方法，也就是先把章节里每个知识点学透，再找到知识点之间的联系，把每一章零散的知识点结成线，最后把多个章节的内容结成网的方法，将知识知识学扎实。当学生遇到具体的题目或实际问题时，每个条件和问题对应的知识点会一一浮现在脑海里，通过它们之间的联系解决问题，同时判断考察问题的重点的方向，培养了学生独立解决问题的能力，为今后工作打下坚实的基础。

针对“学生缺乏创新思维”的问题，在理论知识稳扎稳打的基础上，将课程思政融入教学中，将教学中的具体案例自然地联系思政,在学生体会古今中外单元操作案例的巧妙设计中，开动脑筋，思考用所学的理论解决实际问题，甚至开拓创新，在学习中获得满足感，为社会做出自己的一份贡献，在这个过程中培养学生建立社会责任感和社会主义青年使命感[5]。使学生成长为业务能力强、有担当的应用型人才。同时鼓励学生建立了为社会、为国家奋斗的目标，伟大目标又会转化为学习动力，有助于学生在专业上勇于开拓，勇于创新。

2 基于应用型人才培养的AISEC化工原理课程教学改革

2.1 教学内容改革

化工原理课程主要研究原理相近、设备相似的单元操作原理及计算。课程内容从原理-分析-应用三个层次递进：首先解释单元操作的原理及影响因素；其次计算重要参数，寻找合适的参数优化操作；最后通过具体的运行参数分析工业节能环保运行情况。在实际教学中积极建设化工原理课程资源，不断更新课件、教案、试题库、评分标准以及网络学习资源，通过泛雅平台积极开展线上线授课，录制教学视频，完善线上课程资源。

以“两性一度”为教学内容原则。对于“高阶性”在课程中体现，通过设计案例、引发思考，使学生用所用的理论知识解决实际问题，培养学生解决复杂问题的高级思维。“创新性”即运用所学知识申报大学生创新创业项目。“挑战度”一是鼓励学生参加大学生化工原理大赛；二是积极为企业提供科研支持，切实推动校企合作。

通过重点问题讲授、讨论和项目的设计、点评答疑、学生展示、案例学习等，完成教学计划。学生在线上积极签到、参与互动、参加话题讨论等，还可以进行5-10分钟的线上测试，便于学生随时了解自己的吸收程度，调整学习状态。签到、互动、在线测试如图1。

图1 化工原理线上教学内容

线上讨论一般选择与生活相关的案例，用所学的原理计算和解释这种现象，既提高了学生的学习兴趣，又强化了所学的知识。化工原理线上讨论如图2所示。

图2 化工原理项小组讨论

化工原理项目的设计综合锻炼了学生查阅文献、选择参数、理论的应用、计算方法、明辨性思维、展示表达等综合能力，如图3所示。

图3 化工原理项目

2.2 教学方法改革

坚持“以学生为中心”的教育理念，对每一次课进行系统设计，通过不同教学方法和时间的安排，使学生提前规划整门课程，做到有的放矢。设计的关注点在于引导学生学习什么，怎么学习，学到什么程度，怎样评价学生的表现等。同时利用泛雅平台、学习强国等学习平台，使学生通过视频学习预习课程，引起学生的学习兴趣，让学生达到“学得好”的目的。所谓学得好，就是学生爱学习、会学习，达到了自主学习和深度学习的目的。针对学生的接受水平能力，设计教学内容，在讲授课程之前，让学生明白这节课学的知识在未来工作中有什么作用。让学生达到“踮着脚尖够一够，就能够得着”的原则，使学习既不是很难，也能够通过每次的努力有所提高。课程采用线上、线下混合式教学方式，在教学设计方面着重考虑教学课程知识的高阶性、加入专业前沿知识，注重创新性，有选择性的给课程增加一定难度，让学生通过挑战度从学习中获得满足感和成就感。

通过重点问题讲授、讨论和项目的设计、点评答疑、学生展示、案例学习等，完成课程的组织实施。根据与课程相关的生活实际案例，引起学生的兴趣，通过精讲和设置一些课堂活动完成一个重要单元内容的学习，让学生通过学会一种解决某工程问题而能够触类旁通，举一反三的能力及思维方式。线上教学平台的引入，完善了学生学习程度的反馈数据。在传统教学中，由于课时有限，课堂留给学生的反馈提问时间有限，在线下规定时间内，总是几个善于表达的同学反馈学习状态，而反应稍慢的同学和比较害羞的同学在线下课堂反馈较少。现在采用线上线下相结合的教学方式，在讲授完重点课程以后，马上让学生使用手机进行线上反馈，基本上所有的学生都参与其中，整个反馈比较全面，教师课后查看反馈，及时调整下节课的内容，做到有的放矢。课堂活动采用“重点问题讲授”“翻转课堂”“话题讨论”等方式进行，“话题讨论”作为补充，一般在课堂气氛不活跃的时候采用。翻转课堂通过三个环节“信息传递”—“师生互动”—“吸收内化”进行。“信息传递”是上课之前在线上提前给学生布置预习任务，使用学习通App，不仅提供了视频，还可以提供在线的辅导；“师生互动”是通过观察学生的眼神，判断学生的掌握程度，适当的提问、分组讨论、分享自己的观点，教师进行补充；课后给学生留作业和任务即“吸收内化”。“话题讨论”引导学生围绕已有与课程相关的生活体验的话题，分层设置任务，引导学生自由地、无拘无束地参与话题讨论，并派代表将各组话题讨论的信息共同分享。多种教学方法的结合应用使课堂变得生动有趣，学生喜欢讨论和展示自己，为了讨论的有深度和更好的表达自己的观点，学生会更加认真的听讲。教师的讲授和学生的讨论、展示观点相互促进，形成了良性的循环。

课下活动采用“项目”“小组讨论”的方式。“项目”是通过引导学生辩证的思考化工原理课程中单元操作原理，思考化学工程的实际节能问题，拓展学生思维，提高学生分析问题并解决问题的能力。“企业要素”是根据企业工作特点设计教学内容，重点是创新。在于企业的沟通中，较多的型企业反映需要“会查文献、会用文献”“有科学依据、有独立想法”的青年人才，这样的人才在工厂中的本科员工中比较少见，针对企业需求，把这些能力培养也设计进入“项目”要求中。学生通过分组合作的方式利用两周左右的时间完成项目，此项目占最终成绩的20%，学生对此十分重视，会开始学习怎样查资料文献，怎样选择参数，怎样设计等，整个过程培养了学生团队协作、查阅文献、主动学习的一系列能力。由于有查重率低于25%的要求，学生最终提交的项目报告要附有查重报告。这就要求在项目进行中，必须要查阅适合文献、找到文献中可以支撑自己观点的部分，寻找合理的数据，最后写出合格的项目报告。查阅文献的能力在“项目”中得到有效训练，这种能力在工作中也较为重要。“小组讨论”利用一周左右的时间完成项目，此项目也占最终成绩的20%，学生需要分工、配合才能完成。“小组讨论”题目和人数都是经过精心设计的。讨论题目的工作量比较大，大约需要几人合作一周的时间才能完成，为了按时完成任务，每位同学都需要参与，在团队合作中，意识到个体与团队的差异，建立起集体荣誉感，培养了学生团队合作的精神。这样就从根源上杜绝了个别同学“搭便车”的想法。分组采用四到五人分组讨论的方式，人数过多会导致个别同学参与度差，有依赖思想；人数过少，可能导致不同声音太少，发散性思维得不到锻炼，四到五人一组在设计好的讨论题目中，每个人都需要努力完成一部分工作才能在规定的时间里完成任务，在每位同学认真思考才能共同完成的过程中，小组成员需要相互交流沟通，分工协作，得出最终的结论。

2.3 评价方式改革

通过过程性评价，主要注重发展和变化过程，重视学生学习的起点与发展变化的过程，淡化甄别与选拔，不断给予评价反馈，不断改进教学，实现评价方法的多样化，强调参与互动，实现评价重心的转移。评价的结果不仅检查了学生学习效果，而且督促学生实现学习目标，提高了学生的兴趣，充分发挥了学生的个性特点，提高学生的实践能力和创新思维[6]。通过实时成绩线上公布，使学生随时能够掌握自己的学习程度，感受到成就感或紧迫感，调动学生的学习积极性，促进了学生潜能、创造性的发挥，增强了每个学生的自信心，提高学生的实践能力和创新思维。

综合成绩由平时成绩、小组讨论成绩、项目成绩、线上测试、闭卷考试成绩构成。改革的重点是量化每一项的评分细则，注意评分的可测量性，尽量减少主观评定，使整个评定过程更加客观公正。如平时成绩中的学习态度由参与度和提问两部分组成，参与度得分为学习通中几次主题讨论的平均得分，评定方式由传统的印象分变为客观分。每学期每位同学至少要被提问两次。其余各项的成绩均制定详细的成绩评分标准，并及时修订以保证成绩评定客观性。由于采用过程化考核，学生的成绩从课堂表现到考核测试、从线上评价到线下评定、从师生讨论到学生讨论及合作，覆盖学生的整个学习过程，整个评定过程更加客观公正。综合成绩：平时成绩20%，小组讨论20%，项目20%，线上测试10%，闭卷考试30%。其中平时成绩为作业、签到、课堂互动、思政（音频）、线下提问2分。具体评分设定见图4。

图4 化工原理教学评价权重

3 结论

在AISEC化工原理课程改革中，使用多种教学方法使学生夯实单独知识点，引导学生将学会的知识点联系在一起，培养学生“知识点织网”的能力。通过小组讨论和项目的完成，使学生学会独立查阅文献，参考资料，团结合作，并且能够从知网上引用合适文献来支撑自己的论据，得出自己的观点，特别优秀的项目报告可以指导学生发表。通过与企业的沟通交流，了解企业需要具备何种能力的人才，在教学中有针对性的培养，从而提高学生的就业竞争力。通过课程改革，也取得了一定的成效，表现为课后微信提问题的学生人数增加了，说明学生学习主动性有所提高。通过APP讨论由传统课堂“一个教师解答多数学生共性的问题”转变为“一个教师解答每一个同学共性和个性的问题”。通过小组讨论和项目的完成，培养了学生独立查阅文献，参考资料，团队合作等能力和精神，提高了学生的自主学习能力，增强了自信心，提高学生的实践能力和创新思维。