基于成果導向的《能源化工》課程改革

劉 冰，肖 楊

（中南民族大學 化學與材料科學學院，湖北武漢 430074）

隨著社會的高速發展，各行業對高科技人才的要求逐漸提高。傳統的高等教育模式已經不能滿足當代大學生多元的學習需求。2013年6月，我國加入“華盛頓協議”成為其成員國，我國工程教育專業認證步入國際化行列。工程教育認證是實現工程學位國際互認及國際工程師資格互認的基礎。工程認證的核心理念是成果導向，以學生為中心和持續改進。這些理念對提高工科人才培養至關重要。1981年，美國學者spady首先提出成果導向教育理念（outcome based education，OBE），這一教育理念很快得到教育界的重視，成為主流教育理念[1]。成果導向教育是指教學設計和教學實施的目標是以學生學習之后所取得的最終成果來衡量。以學生為中心，以學習成果為產出導向，進行持續改進[2]。這里的學習成果不僅包括學生所知道的內容，還包括應用到實際的能力，更注重實用性。成果導向教育的特點是衡量學生能做什么，而不是傳統教育的學生知道什么。在傳統教育中，通常要求學生在給定幾個答案中選出固定答案，這主要考察學生的記憶能力而不是理解能力。而OBE則要求學生完成更有挑戰的任務，例如通過收集資料完成文獻調研，論文撰寫，并以口頭報告的形式展示他們的成果。這樣的任務更能培養學生思考、研究的能力。成果導向強調個性化評定，應該根據學生差異，制定個性化的方案，及時掌握學生的學習狀態，從而修正教學。因此成果導向教學在很大程度上保護了學生的個性化發展，又達到了因材施教的根本目的[3]。

《能源化工》是化學工程與工藝專業的一門重要選修課。課程涉及范圍廣泛，包括煤、石油、天然氣等傳統化石能源的高效利用，也包括太陽能、生物質能、氫能、風能等新能源的開發利用。作為一門承上啟下的專業選修課，要求學生在前期修完“四大化學”等基礎課程，又要為之后的《化工設計》理論課，化工原理、畢業設計等設計類課程提供充分的背景知識。隨著社會進步和經濟發展，化石能源需求的不斷增長，環境污染日益嚴峻，如何合理利用能源，節約化石能源的消耗，高效開發新能源，減少能源在使用過程中的環境污染是當代化工大學生應該考慮并為之奮斗的目標。能源的開發利用是一個不斷發展的過程，例如核能發電在幾十年前是作為一種新能源有待開發，而在2021中國核能發展報告藍皮書中明確指出，我國核能的總裝機發電量僅次于美國、法國，位列全國第三，核裂變能作為一種常規能源已經被廣泛應用于發電。幾十年前還是新能源的核裂變能已經變成常規能源。傳統教學模式下，教師準備課件，課堂以講授為主，期末閉卷考試，學生學習主觀能動性差，學習效果一般。讓學生將能源化工的知識消化吸收用于實際生活和今后的科學研究是目標。在此目標的引領下，將OBE理念引入到《能源化工》課程，進行積極的探索研究和持續改進。在《能源化工》取得良好的效果和總結足夠的經驗之后，將繼續應用于其他化工課程的教學活動中。

1 教學方式的改革

課堂是教學實施的主要形式，為了適應成果導向的教育目標，至少要實現以下改進，從灌輸課堂到對話課堂的轉變，從封閉課堂到開放課堂的轉變，從知識課堂到能力課堂轉變，從重教輕學到教學并重的轉變。傳統的教學為灌輸型課堂，教學即復制粘貼知識，學生學習的主觀能動性差，根據化學工程與工業專業特點和培養方案要求，確定了對常規化石能源以教師講授為主，新能源開發利用以教師教授和學生報告相輔相成的教學方案。要求學生通過查閱相關文獻，查找新能源開發的最新研究技術和開發利用中遇到的瓶頸問題，并提出擬解決的方案。最后以小組報告的形式在課堂上進行講述，分析和討論。小組報告可以是文檔、PPT、動畫視頻等多種形式，這種教學方案增加了學生學習的主動性和參與感，培養了學生查閱文獻、撰寫報告、制作PPT的能力，對今后的工作和科學研究都有一定的幫助。小組報告的形式也增加了一些“學習成績較差的學生”的參與度，增強其自信心，對學習成績較好的學生也培養了其團隊意識，提升其團隊協作能力。在這種以成果導向為目的的教學中，教師充當著引導者的角色，在教師的引導下，學生自主的進行學習內容的安排。在文獻調研的過程中激發起學生的求知欲望，因而能更深刻地掌握學習內容?？鬃釉啤皩W而不思則罔，思而不學則殆”，只有獨立思考才能融會貫通。我國教育學家葉圣陶曾說過，教育式農業，而不是工業，只有重視每個同學的個體差異，才能使學生從“樂學”到“會學”到最終的“學會”。

傳統教學模式只是在教室中單一模式進行，采用線上-線下混合式教學模式，平時教學活動仍然以課堂教學為主，在學習通APP上傳相關學習資料，內容包括教學大綱、教學課件、其他參考書目、最新的相關研究論文、化工政策法規等供學生課外閱讀，定期布置作業，學生須在規定時間內拍照上傳。定期布置隨堂小測驗，檢驗學生的學習水平。進入21世紀，互聯網+、云教學、大數據迅猛發展，給高校教育帶來了強大的技術支撐，充分利用現代化的各種科技手段輔助教學極大地提升了教學質量，將封閉式課堂轉化為開放式課堂。

2017年2月，國務院、中共中央印發了《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》，意見中指出，“堅持全方位育人，把思想政治要素始終貫穿于教學全過程，形成教書育人的長久體系?！币虼?，教師在講授基礎知識的同時，也要注意對學生思想政治工作的引導，對學生進行愛國主義教育，使學生對中國特色社會主義道路自信，理論自信，文化自 信。在講授課程的同時，介紹老一輩化學家吃苦耐勞，勇于鉆研的科學精神，將老一輩科學家開拓進取的精神慢慢滲透到學生的思想中。中南民族大學是一所是直屬于國家民族事務委員會的綜合性普通高等院校，建校以來，學校始終堅持社會主義辦學方向，貫徹落實黨的教育方針和民族政策，以鑄牢中華民族共同體意識為主線，以立德樹人為根本任務，努力探索辦好民族院校。學校少數民族學生占全校總人數的60%以上，在這種背景下，加強思政教育，更有利于團結各民族學生。

2 教學內容選取的改革

鑒于能源化工發展迅速的特點，每年都需要對課件內容實時更新，讓學生了解最新的研究動態。例如講到煤化工時，介紹中國科學院大連化學物理研究所包信和院士合成氣制烯烴的研究成果，讓學生了解到我國作為煤化工發展大國，在今后相當長一段時間內，我國的能源利用仍然是以煤化工為主，而煤化工中降低能耗、降低水循環極其重要，包信和院士在低氫碳比條件下采用ZnZrOx/分子篩復合催化劑一步法催化合成氣制低碳烯烴，烯烴選擇性高達80%以上，遠高于常規催化劑。在太陽能利用章節中介紹李燦院士液態陽光項目的發展狀況，了解與環境相適應的我國太陽能利用方案，首先在甘肅地區利用豐富的太陽能資源太陽能發電，再電解水制備氫氣，生成的氫氣可以和大氣中捕獲的二氧化碳反應生成甲醇。該項目既能有效利用甘肅地區豐富的太陽能資源，能減少二氧化碳的排放，減弱溫室效應。但是，必須清醒地認識到在某些關鍵領域，我國和發達國家還有很大差距，通過介紹中國人民在化工領域的卓越發展，既能能夠增強學生的民族自豪感和自信心，也能使學生認識到科技興國的重任，激發學生的使命擔當和家國情懷。

在課程講授過程中結合時事，例如在核開發能利用章節中，讓學生發表對日本將核污染廢水排入大海事件的見解，了解核能發展的利與弊，將所學習內容與實際生活相結合。世界作為命運共同體，130萬t核廢水經過兩個月就會污染大半個太平洋，在洋流作用下，對全世界的環境都會造成嚴重的污染，日本將核污染廢水排入太平洋是完全不負責任的做法。另外可以結合教師自身的研究方向，例如本人的研究方向為煤化工中C1小分子高效轉化利用，通過開設化學綜合實驗，鼓勵學生參加創新創業項目參與到教師的課題中來，激發學生對科學研究產生濃厚的興趣，從具體事例中了解科學是第一生產力，是推動社會進步的主要動力，也增加對自己所學專業的熱愛?；瘜W是一門以實踐為主的學科，很多項目都是實驗走在理論前面，只有通過大量的科學實驗，才能歸納總結規律，更好地服務于理論研究，加深學生對理論知識的理解。

3 考核方式的改革

以自主學習、成果導向為教學目標，為了增加學生學習的積極性和主動性，把學生被動學習過程變為主動獲取的過程，對考核方式進行了改革，增加平時成績的百分比。平時成績占50%，期末考試占50%。平時成績包括課堂表現、討論發言、作業完成情況、論文撰寫、小組報告講述。盡可能減少死記硬背內容，增加理解應用內容。通過多樣化的過程考核方式，增加學生學習的主觀能動性，使課程的考核機制更加合理、規范、科學。課程結束后，教師和學生都應總結分析、查缺補漏。授課教師對全體學生試卷進行分析，發現學生薄弱知識點，分析其原因并持續改進。許多少數民族的學生在高中階段化學基礎較差，對于這部分學生單獨進行課后輔導，隨時關注其學習狀態，爭取在大學期間迎頭趕上。采用問卷調查的模式獲取學生對這門課程的意見和建議，總結這一輪教學中的經驗，查找缺點和不足，并在下一輪教學中完善，達到持續改進的目的。

4 結語

大學教育的核心是培養人才。如何提高教學質量，把學生培養為適應社會發展，滿足企業要求，具有一定創新能力的綜合性人才一直是大學教師追求的教學目標。在教學過程中，教師以培養方案為基準，針對化學工程與工藝專業的特點，拓展教學內容，改革教學方法，以成果導向為目的，幫助學生除了獲得課本上的基礎知識，還能獲得理論聯系實際的能力，加深對所學科目以及化學科學研究的熱愛。通過理論教學和實踐教學，提高學生綜合素質，增強其創新創業能力，培養出滿足化工企業需求的綜合性人才。