師生共建型化工專業課程教學模式探索

寧匯　劉欣梅

摘要：針對傳統化工專業課程教學中基礎理論不扎實、教材內容陳舊、教學手段落后等問題，提出了師生共建型教學模式的概念，并在具體的教學過程中進行了實踐，利用教學網站、在線互動平臺、專題討論、翻轉課堂、拓展訓練等多種手段強化了學生在教學過程中的參與度，結果顯示：師生共建型教學模式可以實現教與學的融合，增強了學生的團隊協作意識，促使學生的角色由被動接受向主動學習轉變，學生對課程的認可度顯著提升，學生的工程實踐能力、創新能力明顯增強。

關鍵詞：師生共建；化工專業課程；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）06-0153-04

一、引言

工程教育是增強國家經濟與科技實力，提升國家綜合國力的重要內容。工程教育的目標是培養高水平的工程技術人才。隨著我國綜合國力的提升，我國的高等工程教育也加快了與世界接軌的步伐，特別是2013年我國加入《華盛頓協議》以來，對工程教育國際化和專業化提出了更高的要求[1]，為此，我們需要加快高等工程教育改革的步伐。其中“從教師中心到學生中心”的教學范式變革是高等工程教育教學改革的重要方向之一。

化學工程教育作為工程教育領域的重要組成部分，須緊密聯系工業實踐并反映其變化趨勢，培養學生具有跨越整個化學化工領域、融合從分子水平的化學到大規模制備工程科學的寬闊視野和能力[2]。中國石油大學是以工科教育為主的研究型大學，是石油、石化高層次人才培養的重要基地，所以，中國石油大學的化學工程教育表現出明顯的石油石化特色，而《石油煉制工程》作為我校化工專業的特色課程之一，在我?；瘜W工程專業技術人才培養體系中具有重要的地位和作用。因此，開展“以學生為中心”的《石油煉制工程》教學改革和探索對我校整個化工專業的教學發展具有重要意義。

二、化工專業課程教學的現狀

化工專業課程的特點是實踐性強，是基礎理論在化工實踐過程中的應用，課程本身具有案例性的特征，內容較多，層次復雜，學生普遍反映難以理解和掌握。當前化工專業課程教學存在如下問題。

1.專業基礎理論知識不扎實。專業基礎理論知識不扎實是造成學生在專業課上表現不積極的主要原因之一。在實際教學過程中我們發現，很多同學對基礎課中的重點內容掌握不扎實，無法建立基礎知識和專業應用之間的聯系。造成這種現象的原因是：課堂上的時間有限，如果學生對前面的基礎理論掌握不牢，又不預習，那么突然遇到專業課上的新知識，大多數學生往往不能很快的理解，無法與教師互動，而是被動的接受了教師講授的結論，這樣就形成了“滿堂灌”式的教育模式，忽略了學生的感受，是“以教師為中心”，而不是“以學生為中心”。

2.教材內容陳舊。專業課教材內容陳舊，不能反映當前科技的最新進展是造成學生對上課不感興趣的根本原因之一。隨著社會的發展和科技的進步，工程實踐的經驗也在不斷更新，新的理念、新的工藝、新的技術、新的裝備、新的標準都層出不窮，但受到出版物的局限性，專業教材的數據和表格，甚至一些結論都已過時，把這些作為內容講授給學生，會讓學生覺得沒有學習的動力。

3.教學手段落后。教學手段落后是造成學生無法建立不同知識點之間聯系的重要原因。在當前的信息化時代，學生學習的途徑和手段發生了重大變化。在多媒體出現之前，學生獲得信息的主要手段是閱讀紙質讀物，而隨著科技的進步，學生獲得信息的手段也變得豐富多樣起來，如電子書、因特網、動畫等成了常用的信息和知識載體，學生可以獲得的信息量大增。而當前課堂上使用的主要教學手段仍以PPT為主，且在大多數情況下PPT只是板書的電子化，PPT中文字所占比重較大，靜態的圖片、圖表較多，缺少與學生之間的互動，并沒有真正體現多媒體教學的理念。在化工專業課的教學過程中，我們了解到學生更期望得到知識的三維呈現，所以，對化工過程進行3D建模，甚至利用虛擬現實技術，將極大的提升教學效率和教學效果，使學生更容易在工程實踐與基礎理論之間建立牢固的聯系，也更能調動學生上課的積極性。這些新的技術和手段需要大量的人力和物力投入，而且需要專業團隊的配合，不是一個專業課教師所能實現的，而目前多數單位缺少在這方面的項目和資金支持。

三、師生共建型教學模式

（一）師生共建型教學模式的概念及特征

1.師生共建型教學模式的定義。所謂師生共建型教學模式，是由教師和學生共同建設的不斷發展和進化的教學模式。在整個教學過程中，根據專業課的特點和教學大綱的要求，由教師和學生共同對教學過程中的每個環節，如教學內容、教學步驟、教學方法、教學評價等進行交互式探討，使學生能夠理解教師“教”的目標，使教師能夠滿足學生“學”的期望，使整個教學過程同時體現教師和學生的貢獻，最終建成一個不斷創新、不斷發展、不斷進化的有生命力的教學體系。

2.師生共建型教學模式的組織。在師生共建型教學模式中，全體學生被劃分為若干個“學習小組”，每個小組推舉一名學生組長，由學生組長和任課教師共同組成“教學小組”，由教師擔任教學小組的組長。學生組長除了作為一名普通學生參與“學”的過程之外，還作為學生和教師之間溝通的橋梁，及時匯總和反映學習小組中存在的問題，并將學生的意見和建議提交給教學小組討論，討論的結果將通過教學過程傳達到每一個學生，這樣就把原來以教師為中心的“一對多”的教學組織形式轉變為現在的以學生為中心的“多對多”的新型教學組織形式。

3.師生共建型教學模式的特征。

（1）“教”與“學”融合。傳統的教學過程以教師為中心，學生是分散的獨立的個體，教學過程中由教師講授內容和發布指令，由學生理解和執行。這種“一對多”的教學組織形式將教師和學生放在兩個對立面上，教師感覺任務重，壓力大，很難照顧到每一位學生；學生感覺教師離自己遠，教學內容與自己無關，不愿與教師交流，長此以往，教師和學生之間就會形成隔閡，人為的割裂了“教”與“學”的過程。師生共建型教學模式體現了“教”與“學”的融合，其最大特征在于課堂不再是教師的“一言堂”，教師和學生在課堂上處于同等重要的地位。所謂“弟子不必不如師，師不必賢于弟子”，師生共建型課程教學始終堅持以實事求是的態度對待知識，將“教”與“學”的過程融合在對知識的求真和探索過程中，將教師的經驗和學生的需求有機結合，使教學成果變成集體智慧的結晶。

（2）學生角色轉變。師生共建型教學模式促使學生對自己在教學過程中的角色進行轉化。在傳統的教學過程中，學生認為課程是教師的課程，沒有學生的觀點，也不能體現學生的貢獻。而師生共建型教學模式則鼓勵學生主動尋找課程中存在的問題，發表自己獨特的見解，以“求學”和“詰問”的方式參與教學過程，變“被動”為“主動”，加強學生在教學過程中的存在感，充分體現學生在教學過程中的主體作用。

（3）團隊協作強化。師生共建型教學過程以任務為導向，強調用基礎知識解決工程實踐問題的能力養成，注重對多個學科知識的交叉運用，學生只有通過團隊協作才能完成教學過程中設定的學習任務。師生共建型教學模式的組織形式為此提供了制度上的保障。

（二）師生共建型教學模式實施的基礎

師生共建型課程教學的實施首先要求學生在前期的學習過程中已經初步掌握了相關的基礎理論，具備相對扎實的基礎知識；其次，需要教師提供豐富的工程實踐案例，從案例中提煉問題，并根據課程的進展逐步的推進問題的解決；另外，還需要教務部門的支持，特別是在考試改革上的支持，根據學生主動學習內容的數量和質量進行評價，提高學生主動學習的結果在最終成績中所占的比例。

（三）師生共建型教學模式的實踐

為了考察師生共建型教學模式的可行性，我們以《石油煉制工程》為研究對象，進行了師生共建型教學模式的實踐，在教學過程中設計了如下幾個模塊。

1.教學網站。教學網站是對課堂教學的有益補充，特別適合于信息量大、知識點綜合的課程[3]。我們以中國數字大學城為平臺，建立了《石油煉制工程》教學網站，包含作業、討論、論文、教學資源等板塊，在2014—2015學年第二學期的課程中，我們設計了15個作業題，2個開放性討論題，2個創新性論文，上傳教學資料35個。學生可以通過教學網站完成作業，參與討論，提交論文，下載教學資源等，教師則根據學生參與相關板塊的活躍度和完成的具體情況進行評分。從學生利用教學網站的效果來看，開放性討論和論文的參與度還有待提高，后期應優化這兩個板塊的內容，加強對學生的引導和驅動。課程結束后，所有的教學資料都自動保存，形成教學檔案，方便查閱，并作為進一步優化課程教學的參考。

2.在線互動平臺。在當前信息化、網絡化的時代，學生很大一部分時間都花在手機和互聯網上，我們可以合理利用網絡這個信息渠道搭建用于課程教學的在線互動平臺。我們在《石油煉制工程》的教學過程中搭建了專門用于課程學習和交流的QQ群，群成員不僅由學生和教師組成，還邀請了校外的工程技術專家加入。利用這個平臺，教師和學生可以實現在線互動，學生有什么問題可以隨時在群中提出，答疑變得非常方便，其他同學也可以很方便的跟蹤問題解決的過程和結果，并隨時提出自己的意見和建議。校外專家也可以結合工程實踐中的案例與教師和學生進行在線交流，增強學生的工程實踐意識。在此期間，一些與課程相關的技術進步和科研進展都可以通過圖片、視頻、網絡鏈接、群文件等進行共享，有助于拓展學生的思路，提高學生參與課程教學的積極性。

3.專題討論。專題討論教學法是一種具有參與性、開放性與互動性特點的參與式研討教學法[4]。專題討論的主題來源于工程實踐和科學研究過程，經過教師的加工和提煉之后變成教學案例。在教學案例中可以設定幾個相互關聯的問題，涉及的內容不是局限于某個章節，而是強調對整個課程知識的運用，強調發散性思維，強調創新性思路。在這個過程中，讓學生主動思考，通過對問題的層層剖析，引導學生一步步的提出解決問題的方案，學會如何運用所學知識解決實際問題的方法，體會到解決問題的成就感。如在教學過程中，針對石油常壓塔的操作、催化裂化吸收穩定系統的操作、脫氫加熱爐的負荷和余熱回收等問題我們設計了相應的專題討論環節，學生普遍反映良好，真正體會到了學以致用的感覺。

4.翻轉課堂。在《石油煉制工程》的教學過程中，某些章節的知識點較多，且多為敘述性內容，容易理解，教學大綱對這部分的內容要求“了解”，這部分內容適合學生自學，因此，我們對這部分內容的教學采用了翻轉課堂的形式。如在《原油評價》的教學過程中，我們通過在線互動平臺發布了相關的教學視頻，讓學生結合教材中對應章節的內容，提前一周自學，并根據自己的理解制作PPT，課上提出自己的觀點和疑問，由教師點評和解答，將“以教定學”的教學模式翻轉為“以學定教”[5]。這種教學模式豐富了教學內容的差異性和層次性，充分體現了學生的個性學習，促進學生從多個側面對知識點進行全面的理解和掌握。

5.拓展訓練。借鑒CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）培養工程人才的教育模式，開展以任務為目標驅動的課外拓展訓練[6]。拓展訓練的內容可以選取當前工程應用領域最新的熱點和難點進行，在教學過程中不拘泥于教材，緊扣最新的工業生產實踐，將最新的理念教授給學生。這需要專業課的教師走出去，與設計院和企業建立緊密的聯系，從中汲取營養，讓專業課的內容豐富而充實，充滿活力和現代氣息；同時在課堂上改變以考核為引導的方式，代之以興趣為引導，發揮學生的想象力，勇于突破條條框框，培養其創新能力。

6.成績評定。為了能夠充分調動學生參與師生共建型教學的積極性，我們建議提高學生平時成績占最終成績的比例，目前，我們給學生的最后成績包含平時和考試兩部分，平時成績占20%，考試成績占80%，其中平時成績的計算公式如下：

平時成績原始分=板塊1+板塊2+…+板塊n

平時成績=個人平時成績原始分/平時成績原始分的最高值×100

其中，各板塊的內容可以根據實際的教學過程進行靈活的設計，每個板塊的滿分都是100分，根據學生完成相應板塊的情況給予一定分數，最后每位同學用自己的原始分除以得分最高同學的原始分，換算成百分制后得到自己的平時成績。這種成績評定模式充分體現了每位學生的主觀能動性，調動了學生學習的積極性，是對團隊協作的一個有益補充。

四、結論

為了探索一種切實有效的“以學生為中心”的教學模式，我們提出了師生共建型教學模式的概念，并在《石油煉制工程》的教學過程中驗證了這種教學模式的可行性。通過教學網站、在線互動平臺、專題討論、翻轉課堂、拓展訓練等多種教學手段的綜合運用，增強了學生對課程的認可度，提高了學生參與教學過程的積極性，結果表明：學生的工程實踐能力明顯提高，創新意識明顯增強。

在今后的教學實踐中應對現有的教學模塊進行更為細致的設計，豐富現有的教學內容，逐步完善對師生共建型課程的設計，不斷提高教師的教學水平，健全激勵機制，改革現有的成績評定機制，培養具有廣闊視野和創新精神的適應現代化工行業需求的卓越工程技術人才。

參考文獻：

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[2]金涌，張立平，劉錚，余立新，駱廣生.化學工程教育的挑戰與創新[J].高等工程教育研究，2009，（3）：1-6.

[3]程啟明，薛陽，賈再一，米陽，王莉.“現代控制論”的網絡教學功能開發與應用[J].實驗室研究與探索，2013，32（10）：146-149.

[4]黃栓成，王利清.專題討論教學法在公共政策學課程中的應用[J].內蒙古師范大學學報：教育科學版，2014，27（4）：123-125.

[5]王忠蕙，朱德全.翻轉課堂的多重解讀與理性審視[J].當代教學科學，2014，（16）：30-33.

[6]張妤.任務驅動的CDIO理念在“工程教育專業認證”中的探索應用[J].華中師范大學學報：人文社會科學版，2014，（3）：167-170.