双一流背景下化工热力学国际化教学改革探索

李松杰 ， 田 芸 ， 侯翠红 ， 关红玲 ， 任保增

(郑州大学 化工学院 ， 河南 郑州 450001)

在国家推进高校工程教育专业认证与新工科建设的过程中，适应新时期本科教学的课程改革具有极其重要的意义。特别是目前学校正处于双一流建设的重要阶段，积极推进教育教学改革，激发课程创新活力，强化专业基础课程学习，夯实学生的专业基础是一流本科教育建设的重要任务。

随着当今世界经济与政治一体化的不断发展，人类对能源的需求与日俱增。能源的开发和利用往往与化工过程密切相关，而化工热力学是化工的基础学科和重要分支，是化学工程与工艺及相关专业极为重要的专业基础课[1]。作为一门理论性与工程应用性均较强的课程，化工热力学的基本原理和实际应用是从事化工过程的设计、开发以及优化等方面工作必不可少的理论基础。然而，由于热力学理论抽象，公式繁多，初学者入门往往较为困难。为使学生克服畏难情绪，更好地掌握化工热力学的基本原理和实际应用，亟需引进与探索新的热力学教学方法和内容，让化工热力学教学与国际接轨，从而开阔学生的视野，提高学生的学习兴趣。

在我国，双语教学主要指的是应用英文和汉语两种语言作为教学媒介，通过教授专业课程知识，以达到学生掌握专业知识和加强英语能力的双重教学目的[2]。但是，目前双语课程教学并没有实现真正意义上的国际化教学，仅仅是停留在提高学生的专业英语能力的层面上。化工热力学课程涉及的理论较为抽象复杂，双语教学对于学生的接受能力更是极大的挑战，所以需要循序渐进、逐步推进。课程国际化的目的不仅是让学生提高专业英语水平，更重要的是借鉴国外名校的化工热力学教学方法和内容，结合国际上与化工热力学有关的事件或者现象等进行剖析式教学，与国际接轨[3]。化工热力学课程教学的国际化改革关系到整个化工专业的国际化推进。如何在教学过程中，将国内现状与国际接轨，激发学生的学习兴趣，使学生在学习过程中真正掌握专业知识，并拥有相当的国际化视野具有重要意义。笔者在郑州大学主讲化工热力学课程多年，在教学过程中分别从教学方法、教学内容、教学考评以及教学团队建设方面做了一些探索性的改革，采用新的教学手段和方法，优化化工热力学课程知识体系并进行国际化探索。

1 改革教学形式，优化教学体系

作为化学工程的一门基础课程，化工热力学课程仅48学时，课程的理论性和逻辑性强，数学公式多且推导过程枯燥，令初学者望而生畏，是历届学生最难掌握的课程。如何在有限的教学时间内将该课程讲解透彻，无论是对学生还是教师都是一种挑战。传统教学模式过于重视教师在课堂中的地位，授课没有充分了解学生对知识的实际掌握情况，加上课程本身涉及繁杂的公式，容易使学生从一开始就产生对课程的抵触心理，这不仅会影响课堂教学质量，而且不利于学生的课后自学[4]。因此，在实际的教学过程中，通过日常生活中的真实案例与知识点相结合，更能够让学生从实例中清晰地理解知识点之间的逻辑关系，从而在头脑中建构相应的化工热力学知识框架。

在教学过程中，教师利用新媒体技术，将化工热力学课程中抽象的概念、公式和原理生动地展示出来，通过结合生活中的实例，解释抽象的概念，加深学生对知识点的理解，做到活学活用[5]。在授课结束后，教师以作业的形式设置与知识点相关的思考题，并在下一节课以提问的形式进行课堂答疑，鼓励学生课下自行查询相关资料，培养学生独立思考的习惯，巩固课堂知识点的学习，提高自主学习能力。

随着中国高等教育的国际影响力日益增强，国际化课程发展也成为新时代高校转型升级的重要选择。课程国际化教学对授课教师的口语水平要求较高，对教师来说是极大的挑战，同时对听课的学生来说也是一种挑战[6]。授课教师需要在课下学习国外名校的化工热力学授课方式，结合国际上与化工热力学相关实例进行剖析式教学，从而做到真正与国际接轨。

2 拓展教学内容，开辟国际化教学新思路

课程国际化是高等教育国际化落实的重要标志，考虑到国内大学生对全英授课的接受能力，以及授课教师对专业词汇的熟练运用等问题，建议选择配套的双语教材。双语教学教材的选取会直接影响到后期授课教学的效果。目前国内出版的英文版《化工热力学》教材仅有3套，分别是：《化工热力学》课程(第七版)，原版的英文教材是由J. M. Simth主编的《Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics》；江振西等编写的《化工热力学》英文版教材；于志家主编的《化工热力学》[7-8]。上述3套教材内容丰富全面，具有一定的深度和广度，适合作为教授学生的双语教材。但原著内容繁多，教学课时有限，不能完全照搬国外原版教材，应根据实际情况进行取舍，优化教学内容。

3 联系生活实例，提高实际应用能力

在教学过程中，授课教师应从生活实例入手，讲解热力学的基本原理。例如，炎炎夏日如何使用空调更省电？空调与冰箱的工作原理是否相同？存在哪些差异？电用热水器和燃气热水器的工作原理有什么差异？石油液化气中的成分有哪些？汽车排放尾气成分有哪些？为什么CO2的增多会导致温室效应？等相关问题。授课教师还应结合热力学前沿的知识动态，布置富有乐趣和知识点的课后作业，如“化工热力学与遏制温室效应”“超临界萃取技术在化工中的应用”等，让学生从实际应用出发，查阅最新文献，结合自己所学知识，完成小论文。同时抽出相应课时，让学生以PPT的形式讲述自己的小论文，不仅可以锻炼学生的语言表达能力，也可以增加学生自主学习的积极性。

4 考核多样化，建立全面的评价体系

考核方式的改革是化工热力学国际化教学改革的重要环节之一，也是检验教学质量的一种有效方法，通过学生考核信息的反馈能够不断完善教学改革[1]。学生考核方式主要分为日常考核与期末考核，其中，应以期末考核为主，日常考核为辅。日常考核主要包括课堂提问、课后作业等方式。通过日常考核可以帮助学生巩固上节课所学知识点，同时也可以客观反映学生对所学知识的理解与掌握程度，以便及时调整教学授课的方式和进度，维持教学质量。期末考核包括两方面，其中小论文的写作和演讲，可以鼓励学生灵活运用所学热力学知识点，提高语言组织和表达能力。此外，期末考试答卷的质量可以客观反映授课过程中的问题所在，及时进行总结分析，持续改进教学方式，提高教学质量。

5 重视教学团队的建设

经过多年的教学探索和实践，已经逐渐形成了一支以教学和科研经验丰富的教授为核心，同时注重新进青年教师培养的教学团队。团队搭配合理，负责人及各位主讲教师都具有国外教育背景，在双语教学方面拥有扎实的基础和丰富的经验。同时，积极更新迭代国外先进的教学理念，促进教学改革的进一步完善。此外，学校和学院也着力组织和鼓励热力学教学团队与国内外相关团队的交流。团队成员每年积极参与化工热力学教学研讨会，学习国内外热力学教学和学科发展的最新动态。

6 结论

化工热力学课程作为化学工程的核心基础课程之一，重在理论与实际应用相结合，解决生产中的实际问题，因此教学内容必须紧跟时代步伐，才能培养出具有解决实际工程问题能力的化工类人才。在国家大力推进新工科建设和专业认证的背景下，提高学生的跨文化合作与沟通能力，培养既懂专业知识，又能用外语进行学术交流的国际化人才，在经济全球化和教育国际化的今天具有重要的实际意义。因此，探索双一流背景下化工热力学课程国际化教学改革，优化化工热力学课程知识体系，采用新的教学手段和方法，进行国际化探索，不仅是工程教育国际化的实践，对提升高校学生的综合素质亦有重要意义。