《化工工藝學》課程教學改革與實踐

王晉黃，吳宇瓊

（江漢大學 化學與環境工程學院，湖北 武漢 430056）

針對目前高等工程教育存在的諸多問題，如培養的學生主要是工學學士、碩士和博士，長期缺乏具有工程素質和創新能力的工程師的培養模式等，依據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》和《國家中長期人才發展綱要（2010-2020）》，教育部制定了“卓越工程師教育培養計劃”，明確提出了我國高等工程教育的發展目標和途徑，給高等工科學校的生存和發展帶來了新的挑戰和機遇。

江漢大學是一所綜合性地方大學，主要為地方經濟建設培養應用型人才。近年來，在湖北省、武漢市和江漢大學的大力扶持下，化學工程與工藝專業順應時代的發展潮流，逐步建設成湖北省品牌專業，其教學團隊為湖北省優秀教學團隊，并與相關企業聯合，成為首批實施戰略性新興（支柱）產業人才培養計劃項目的專業之一。隨著本專業教學改革的不斷深入，教學條件和環境得到極大改善的同時，也為專業課程的教學改革創造了條件，激發了教師的工作熱情，使教師紛紛投入到相關專業課程的教學改革中。

《化工工藝學》是化學工程與工藝專業重要的專業技術課程之一，具有綜合性、復雜性、相關性、系統性和創新性等特點［1］，是一門工程性和實用性很強的理論與實踐并舉的課程。該課程是將學生所學的化學與化工基礎知識運用到產品工業化的實踐中，是當代化學工業發展的重要技術支撐。

在本課程的教學活動中，我們結合本院的教學資源，改變過去“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的傳統觀念，真正樹立“以學生為中心”的現代教育理念，確立學生全面發展的價值取向，對《化工工藝學》課程的教學內容、教學方法與手段、考核方式和教學組織形式進行一體化改革，使教學活動真正成為學生由知識變能力，最終具備工程素質和創新能力的一個重要途徑，而不只是教學環節中的形式。

1 依據人才培養目標，精心篩選課程內容

根據江漢大學對人才培養目標的定位，本專業旨在培養具有較強的創新精神和實踐能力的高素質應用型人才。而高校課程與大學生素質具有固有的、內在的和必然的對應關系，是高等教育改革與發展的生命線［2］。

長期以來，學生已經習慣于被動式接受教師的傳授，很少去思考一些深層次的問題，如該課程的知識結構和特點、能解決什么問題以及如何解決問題等等，導致學生只偏重于知識的學習和積累，忽略了能力的培養和提高。因此，本課程的教學目標就是使學生在掌握化學工程與工藝的基本理論、基本知識，受到科學研究與工程設計方法的基本訓練的基礎上，逐步具備創新意識和獨立獲取新知識的能力。

學生在進入本課程的學習時，已經學完化工原理、化工熱力學和反應工程原理等方面的知識，也在國內不同的化工企業完成了專業見習和生產實習，初步了解了主要生產裝置的工作原理和化工生產全過程。雖然學生對典型的化工單元操作原理和實際應用有了一定的認識，但仍缺乏對具體生產工藝的全面理解和掌握，迫切需要進一步學習有關化工生產工藝方面的知識，才能更深刻地把握住生產工藝的核心知識和技術。

經過多年的教學實踐，筆者采用普通高等教育“十五”國家級規劃教材（面向21世紀課程教材）——由米鎮濤主編，化學工業出版社出版的《化學工藝學》。該教材內容豐富，知識面廣，注意點面結合，重點內容深入細致地闡述，注意理論與實際的結合，每章均有思考題和參考文獻，啟發思考，便于自學［3］。該教材非常適用于本科教學，受到學生們的普遍認同。

根據該課程教學大綱的要求，我們對教材中的章節內容進行了梳理，將知識和能力分為兩個層面。第一層主要是最基礎的知識和學習能力，要求學生在掌握第2章“化學工藝基礎知識”的同時，通過剖析典型工藝如：第3章“烴類熱裂解”，逐步養成科學的思維和方法；第二層是知識和能力的拓展，選擇代表性的“工藝過程”知識作為教改的重心，如第5章“合成氣的生產過程”、第6章“加氫與脫氫過程”和第7章“烴類選擇性氧化”，充分利用各種教學資源，采取多種教學方法和手段，教會學生如何綜合應用所學知識去解決實際生產中存在的問題，以強化學生的工程意識，進而轉化為創新能力。

2 合理利用資源，統籌設計教學方法和手段

鑒于本課程的知識結構特點，適宜采用“滲透型”課程結構，即在理論課程教學中滲透進實踐內容，將實踐環節融入到理論課程中去。

我們結合教材內容，采用講授、自學、小組討論、參觀、設計型作業和仿真操作等方式，運用“啟發式、討論式、研究式、案例式”等多種教學方法，充分調動學生學習的積極性，使學生在獲取基礎知識的同時逐步具備工程實踐能力、工程綜合能力及創新能力。

在課堂教學中，主要采用“案例式和啟發式”教學方法，引導學生學會閱讀教材，從用詞（字）、段落大意、知識要點和各科的知識結構及內容到章節的組織等，都進行了一定的講解，啟發學生從中發現問題并尋求解決問題的答案，傳授具體的學習方法，幫助學生形成自己的學習方式。同時，根據教學內容補充與之相關的最新的知識，如在講解第3章“烴類熱裂解”的過程中，談到裂解氣中含水量不達標時，會給后續的生產過程帶來危害，即在高壓低溫的條件下，水與烴類化合物形成水烴合物結晶，堵塞設備及管道。為了闡明事物有正反兩方面，且結合目前新興能源的最新動態，補充了可燃冰的有關知識，以擴展學生的知識面，使他們能及時地了解本學科的新動態。

對教材中難度適中且屬知識性的內容，如6.1“概述”與6.2“加氫、脫氫反應的一般規律”，安排2學時，適宜安排學生自學、小組討論。教師先提出部分思考題供學生參考，學生根據教材內容，自擬問題，并通過小組討論自行解決問題，通過發言，交流學習內容，學生歸納發言內容，教師點評，幫助學生正確理解。大部分學生認為這種學習方式讓自己的學習變得更加主動和會思考了。

研究性教學以提高學習者的學習主動性為核心，以教師指引學生探究知識為過程，讓學生能以自己的方式建構對知識的理解，從而達到培養學生的研究意識、研究能力和創新能力的教學目標［4］。故在分組參觀合成氨模型和乙苯脫氫制苯乙烯實驗裝置前，教師采用“研究式”方式實施教學，根據所學知識，提出了一些問題和解決問題的途徑，啟發并引導學生從工程和產品開發的角度去思考，以此減輕學生學習的難度。學生通過課堂講授和查閱文獻，對合成氨工藝和實驗裝置進行設計，然后與實際模型和實驗室實驗裝置進行比較，找出異同，寫出小結。從學生完成的設計性作業中，可以看出部分學生能充分利用所學的化學、物理的理論基礎以及工程知識，借鑒已有的生產實踐和經驗，運用推論分析法、功能分析法和形態分析法來進行流程的設計，比較好地掌握了化工生產工藝流程的設計方法，完成了由知識積累向能力轉化的學習過程。學生都認為在有限的時間內，通過自己的充分準備和小組成員的努力，借助教師的啟發和解答，使自己對合成氨工藝有了比較深刻的認識，也為以后進行化工產品的設計打下了基礎。

學生自學能力的高低是判斷該生能否主動地、創造性地進行學習的重要標志。在教學中，教師有意識地在課堂控制中運用各種策略，培養學生學會發現、學會探究、學會創新。如在化工仿真室進行輕柴油裂解工藝的仿真操作時，因流程比較復雜，教師讓學生結合課堂知識進行分析，或與同學討論，并觀察采取不同的操作步驟時，會產生怎樣的結果，從而得出較佳的操作方案，以此培養學生的實際動手能力，激發了學生的學習熱情。學生們反復摸索操作，相互之間展開討論，興趣盎然，紛紛要求延時下課。在不影響正常教學秩序的情況下滿足了學生的要求，達到了教學目的。

3 改革評價方式，構建綜合性全程考試的模式

以往在評價學生的課程成績時，主要以評價學生掌握課程的知識為主，平時考勤和作業占30%，試卷考試占70%，使期末一次終結性考試成為教學全過程的形成性考核。這種考核機制雖然能在一定程度上反映出教和學的情況，但不足以全面評價學生的能力和素質，容易使教師重知識的傳授而忽略能力和素質的培養，使學生陷于平時閑散，考前突擊學習，靠死記硬背通過考試的不良環境中，導致學生以為考試就是抄書，考后就忘記大部分知識，誤解了考核的目的。這種現象的長期存在，與現行的考核機制的不完善有著緊密的聯系，只有改革考核機制，變知識考核為知識-能力-素質的綜合性考核機制，才能從根本上改變當前教與學的狀況。

因此，在本課程教學結束時，我們改變過去單一的學業成績評價方式，采用對創新人才綜合素質的評價，包括對個體的發展、創新精神、創新思維以及解決實際問題能力的總體評價［5］，即課程考核比例采取試卷（開卷）占50%，知識性作業占10%。學生自學小結、討論提綱與發言和記錄共占25%，2次設計性作業占10%，化工仿真訓練占5%。根據學校成績構成的設置情況，將上述各方面的成績進行了整合，把知識性作業與學生自學小結、討論提綱與發言和記錄的成績歸為平時成績占35%；把2次設計性作業和化工仿真訓練歸為技術成績占15%；試卷（開卷）成績占50%。

為了更好地開展教學改革，讓更多的學生都能愉快、自主地學習，從中獲得知識的積累和能力的提高，同時，也為更好地推動教改工作提供第一手資料和幫助。在教學的中期，教師給學生發放不記名問卷調查表，到期末時收回調查表。本班共有33名學生，回收調查表30份，回收率為91%。從調查中可以看出，學生認為大學的課堂教學改革是需要且對本課程所選部分內容進行的課改是可以接受的有22份，占73%；學習方式采用教師部分講授，學生通過自學或小組合作方式完成部分自學內容的有24份，占80%；對本課程考核方式表示可以接受的有28份，占93%。

以上數據表明，學生對本課程的教改普遍持贊同意見，較多的學生適應了自學和小組合作的學習方式，表示自己能根據教材的內容提出一些問題，并嘗試進行分析和解決，同時，認為鍛煉了自己的表達能力，增強了團隊意識。

4 結語

在《化工工藝學》課程的教學過程中，采用知識傳輸式與探究式相結合的教學模式，實現了教育理念的轉變，并對教學組織形式實施了變革，得到了絕大多數學生的認可。將知識、能力和素質作為一體，較客觀地評價學生，建立起該課程綜合性全程考試的模式，被調查的學生中，有93%的學生表示接受此種考核方式。另一方面，從學生的各種反饋信息中，我們也發現了目前高校教學工作中普遍存在的一些問題，如學生從小學到大學，長期處于灌輸式的被動學習，其思維簡單且教條；教師容易滿足于知識的傳授，忽略了對學生能力的培養；在學生自學和討論時，個別學生偷懶；等等，這些不利因素和現象的存在，都會影響到課程教學活動的開展和效果，是我們在今后的教改工作中，特別需要加以關注和改進的地方。

化工類學生工程素質和創新意識的培養是一個長期的工作，是一個潛移默化的過程，應貫穿于整個化工專業課的教學過程中［6］。因此，專業課任課教師應多與學生交流，了解學生的思想和思維方式，鼓勵他們參加教改活動，并適度減輕學生的學習負擔，只有讓所有的教育者和被教育者都積極行動起來，才能改變現在的狀況，培養出大批的創新人才，以適應社會的需求。

［1］續京，李宏燕.《化工工藝學》課程教學改革的探討［J］.石油化工應用，2008（1）：101-102.

［2］張泰城，付八軍.高校課程改革與大學生素質的提高［J］.國家教育行政學院學報，2009（4）：10-13.

［3］米鎮濤.化學工藝學［M］.2版.北京：化學工業出版社，2006：10.

［4］孔黎明.淺談化工工藝學的研究性教學［J］.高教論壇，2011（1）：87-90.

［5］王璽.如何培養具有時代特色的優秀工程師［J］.上海工程技術大學教育研究，2008（4）：7-10，20.

［6］邱玉娥，張秀玲.化工工藝學應注重工程素質和創新意識的培養［J］.化學工程與裝備，2010（5）：167，214-215.