基于參與式教學模式的《化工數據處理》課程教學改革研究

解慶龍，聶勇，盧美貞

（浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州）

《化工數據處理》是一門面向化學工程、化工工藝、能源化工等化工類專業學生開設的重要專業課之一，主要介紹化工實驗數據處理和計算機數值計算的相關知識，重點培養和訓練學生在實驗設計、數據處理、化工計算軟件等方面分析和解決問題的能力。[1,2]目前該課程的教學模式基本上是以教師課堂講解，學生課后作業練習的傳統教學模式為主。這種灌輸式被動接受學習的方式，使學生在學習中，很難將所學知識和實際問題聯系起來，缺少獨立的思考，綜合運用知識的能力明顯缺乏。這種傳統的教學方法，忽視了學生在學習中的主體地位和對學生自主學習能力的培養。

參與式教學法是指在民主、寬容的課堂環境中，學生作為平等的一員，積極、主動、全身心投入到教學中的每一個環節，在參與中構建知識體系、掌握分析方法、體驗豐富的情感、形成能力的一種教學方法[3,4]。參與式教學法現已成為國際教育改革的重要方向。參與式教學通過教師與學生之間有效的交流和溝通，將課堂教學過程中的“教”與“學”這兩項活動有機地結合起來，學生在“參與中”學習、在“參與中”探索、在“參與中”創新。充分體現了“學生為主體、教師為主導，能力和素質協同發展”的課堂教學理念。[5]參與式教學法對學生充分認識課程重要性，鍛煉學生自主學習能力，最大限度激發學生學習積極性，培養學生總結思考的習慣，提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，增強課堂師生和生生間互動交流具有非常重要的意義[6]。

一 《化工數據處理》教學存在的問題

目前，《化工數據處理》課程教學主要存在以下問題。

（一） 學生對課程的重要性認識不夠

《化工數據處理》課程針對學生在實際科研工作和化工生產過程中可能遇到的實驗設計、實驗數據的分析處理、化工建模等問題從理論上給出解決方案，并介紹如何使用化工常用軟件解決相關問題。因此，《化工數據處理》是一門理論和應用相結合，并與化工實際科研和生產工作聯系緊密的重要專業課程。另外，《化工數據處理》課程結合了高等數學、線性代數、計算機語言等多門課程的知識，可以很好地培養和鍛煉學生綜合運用所學知識的能力。然而，由于課程涉及到不少理論和數學計算，以及其它各方面的原因，使大部分學生對課程在實際應用中的重要性認識不深，學習積極性不高，這在課堂教學中體現出來。

（二） 教學模式不利于學生自主學習和自學能力的培養

傳統的教學模式通常是教師講授，學生被動接受，這種以教師為中心，課程內容為本的填鴨式教學方法過度依賴于教師的課堂講解和學生的課堂學習，學生的主動參與度不高，因而很難產生良好的教學效果。即使教師可以采用啟發式教學，但由于學生缺少主動參與的意識，學習積極性很難被最大限度地激發出來，自主學習和自學能力不強。

（三） 課前預習不深入，課后缺少總結思考

由于課程內容涉及高等數學、線性代數、計算機語言等多門課程的知識，很多學生對這些先學課程的知識掌握不牢固，加之課前預習往往流于形式，由此造成學生在課堂學習中對課程內容理解困難。課后多數學生一般只是完成作業，“疲于應付”，缺少對課程內容進行必要的總結和思考，使自己的學習止步于課堂，無法運用所學知識解決實際問題。

（四） 課堂上缺少互動和交流

傳統教學模式以課堂講解的知識傳授為主，并強調課堂紀律，教師與學生以及學生之間缺少必要的互動和交流。因此雖然教師上課花費了很大精力，但教學效果很難達到預期目標，對一些重點難點問題多數學生無法做到真正理解，對知識掌握的深度不夠。

二 基于參與式教學模式的《化工數據處理》教學改革

在《化工數據處理》教學中實施參與式教學模式，是依據參與式教學的特點，結合《化工數據處理》的課程內容和課程設置，充分分析了學生的學情以及目前教學模式中存在的問題而提出的。

（一） 教學改革的具體內容

（1）構建一種新的學生全程參與的《化工數據處理》教學模式，使學生充分認識到課程的特點和重要性。

根據學生的學情，充分調動學生的學習積極性和主動性，使學生以教學主體的身份參與到教學的各個環節；通過分析和解決自己在實際科研過程中遇到的問題，最大限度地激發學生的學習興趣；通過學生的全程參與實現學生對課程特點和重要性的充分了解和認識。

（2）讓學生參與課堂講解，培養學生自主學習能力，加強課前預習和課后總結。

通過讓學生在課堂上講解自己在科研過程中遇到的實際問題，分析如何利用《化工數據處理》課程中的相關內容，提出切實可行的解決方案，從而培養學生自主學習的能力，有效激發學生的主體意思和學習積極性。另外，讓學生參與課堂講解，可以提升學生課前預習的效果，教師通過學生的課堂講解引導學生積極進行課后總結和思考。

（3）利用多種途徑加強師生和生生間的互動交流。

在學生對自己遇到的科研問題進行課堂分析和講解過程中，引導學生進行交流和討論，對學生的課堂講解進行評價，并引導學生進行自評和互評，從而加深學生對知識的理解和掌握。另外，教師和學生可以通過建立微信群、QQ群及電子郵箱等多種方式加強溝通和交流，使問題能夠得到及時解決，有利于參與式教學模式的實施。

（二） 教學改革的實施方案

在《化工數據處理》教學中實施參與式教學模式的方案流程如圖1所示。

項目的具體實施方法分為課前準備、課中實施、課后反饋三個階段。

（1）課前準備階段

在學期初，教師向學生公布課程教學方法改革實施方案，把本學期的教學計劃告知學生，使學生明確自己在參與式課程教學中的主體地位，從思想上重視起來。與學生建立微信群、QQ群及電子郵箱等多種聯系方式，搭建師生與生生間交流平臺。

由于選修這門課程的一般是處于大三下學期或大四上學期的學生，這些學生通常正在或者將要進行畢業論文的實驗研究工作，必然會遇到實驗數據處理或者實驗方案設計的問題。針對學生的這一學情，讓每位學生根據自己的研究進度，以自己在科研過程中遇到的實際問題準備案例，或者如果選課人數較多，也可分組進行，每個小組根據其中一名學生的實際科研問題進行案例的準備。例如，如果某一位學生在實驗研究中已經得到了實驗數據，那么可以準備數據分析處理的案例；如果學生尚未開始研究工作，則可以準備實驗方案設計的案例。

學生在確定好案例之后，就要開始講解的準備。在這個過程中，學生需要對之前學過的高等數學、線性代數、計算機語言等多門課程的知識進行回顧復習，還需要對化工數據處理這門課程進行預習。教師需要鼓勵學生搜索各種與課程內容有關的網絡資源或學習共享平臺，查閱文獻資料，拓展思維，深化對課程內容的理解。

在整個課前準備階段，教師需要和學生在各個交流平臺上進行積極互動，指導學生準備案例，解答學生疑難問題，并互動指導學生試講。

（2）課中實施階段

課堂上由一位學生講授自己的案例或問題，并講解自己給出的解決方案；如果分小組進行小組內的其他成員可對講授內容進行補充。學生講授完畢后，教師需要引導班上學生對所講授內容展開交流討論，提出問題或給出其他解決方案。然后，教師鼓勵學生對講課內容和表現進行自評和反思，并且鼓勵其他學生進行評價并提出建議。

在學生交流討論之后，教師首先需要對學生的講課內容和表現進行總結點評，給予學生一定的建議，對學生交流討論中所提出的問題進行釋疑解惑，并給出自己對案例問題的理解和解決方案。然后在學生案例的基礎上，引出相應的課程內容，將實際案例問題提升到概念和理論高度，通過理論聯系實際，使學生對所講授的概念和理論可以有更清晰、更深入的理解和認識，也可以讓學生明白如何運用所學知識解決實際問題。

在學生交流討論的過程中，教師需要仔細觀察，掌控全局，把握討論方向，鼓勵學生提出問題、大膽質疑、深入探究。

（3）課后反饋階段

教師和學生對課堂的案例講解進行總結和評價，教師針對整個講授和討論過程中所反映的問題給出相應的意見和建議，為下一次的課堂案例講解提供參考。教師可以根據學生的講課內容和表現以及其他學生在交流討論過程中的參與程度，給每位學生記錄成績算作課程的平時成績。另外，教師需要綜合學生案例講解和課程所涉及理論知識對案例進行反思和拓展，引導學生運用所學知識解決其他類似問題。

在每一堂課結束之后，教師需要利用各個交流平臺與學生進行積極互動，回答學生的問題，咨詢學生對新的教學模式的體會和建議，根據學生的反饋在下一次的學生課堂講解中進行改進和完善。在整個學期的課程結束后，讓學生完成一份參與式《化工數據處理》教學模式的問卷調查，并完成一份對參與式《化工數據處理》教學的體會和建議，以利于教師對課堂教學改革進行總結和反思，鞏固成果，改進不足。

三 結論

基于參與式教學模式的《化工數據處理》課程，改變了傳統教學和學習模式，使學生成為教學的主體，激發了學生學習的積極性和主動性，培養了學生的自主學習能力，提高了學生利用所學知識分析和解決實際問題的能力，培養了學生的合作意識及科學研究的素養。本研究為化工類課程的教學改革提供了借鑒和參考，以期為培養適應社會需求的化學工程人才，提升我國高等教育教學水平和質量做出貢獻。