基于“目標問題導向”的石油化工工藝學混合式教學改革與實踐

王麗，單書峰，孫晉，林存輝，易廣坤，周如金

(廣東石油化工學院化學工程學院，廣東 茂名 525000)

0 引言

《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》教高〔2019〕 8號：經過三年左右時間，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程(簡稱一流本科課程“雙萬計劃”)，教育部高教司吳巖司長也提出：“課程是人才培養的核心要求，教學改革改到深度是課程”。課程是教育最微觀問題，但解決的是教育最根本問題[1-3]。

目前高等教育人才培養質量存在或綜合素質不高或應用知識和實踐能力不強或創新意識創新精神不強等問題，歸根到底還是學校辦學目標、專業人才培養目標沒有得到很好地實現的問題。究其主要原因還是出在課程教學上。課程教學是高校實現辦學目標、人才培養目標的核心環節，也是影響乃至決定教育教學和人才培養質量的關鍵要素?！澳繕藛栴}導向”教學理念很好地對標一流本科課程“兩性一度”的要求，即“高階性、創新性、挑戰度”。目標問題導向式教學理念通過設計基本問題，擠掉課程水分，打造金課；通過設計重點問題、難點問題、實踐問題及拓展問題，致力于培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維宗旨，實現知識能力素質的有機融合，讓課程教學充滿“高階性”；致力于讓前沿性和時代性融入課程內容、讓先進性和互動性主導教學形式，讓探究性和個性化反映學習結果，使課程教學盡顯“創新性”；致力于設定科學合理的難度空間，讓學生課下無法馬虎應付，都需要下一番“跳起來摘桃子”的苦功，令課程教學富有“挑戰性”[4-5]。

石油化工工藝學課程是國家級一流本科專業建設點的核心主干課程，是本專業第二輪中國工程教育專業認證的代表性課程，是培養學生成為石油化工領域高級專門人才的主陣地。近年來，課程根據教學過程“教”與“學”存在的兩大痛點問題((1)課程專業性、工程性、實踐性，在校生難學懂；(2)小部分學生就業意向偏離，不想學，對就業行業有誤區，思辨能力有待提升)，積極探索基于“目標問題導向”的“混合式”教學創新改革。課程通過重構“教”與“學”內容，重構“教”與“學”過程，打造思辨課堂。通過“雨課堂”等信息化技術、在線開放課程資源及學生互聯網+大數據反饋等打造智慧課堂。同時通過“目標問題導向”和“拓展問題”實施課程思政，有效地激發了學生自主學習積極性，讓課堂煥發活力，實現學生“知識、能力、素養”的培養與達成。

1 課程“目標問題導向”實踐路徑

1.1 “重構”課程“教”與“學”內容

圍繞“五類目標問題”組織教學體系，以大型煉化一體化企業化工分部產品加工方案為知識網絡，劃分8大模塊，圍繞“三烯”“三苯”相關工藝及產業鏈重構課程內容，踐行“產教深度融合”，將企業生產工藝案例引入教學過程。

課程通過8大知識模塊劃分，形成了200多個五類“目標問題”庫，同時形成55個“思維導圖”庫，將企業生產實際案例引入課程內容，讓課程內容體現前沿性和時代性，學生所學知識與企業生產無縫對接，因為本專業學生就業對口率超過89%。所以對課程內容進行重構迫切且必要。課程知識體系劃分如圖1所示。

圖1 重構課程“教”與“學”內容

1.2 “重構”課程“教”與“學”過程

打破傳統課程沉悶狀態，教師端與學生端隔離的常態，探索基于“目標問題導向”的“混合式”教學創新改革。依據學校辦學目標、專業人才培養目標、課程教學目標對學生“素養、能力、知識”的要求，將課程基本概念內化為“基本問題”，學生課前預習，應知應會，培養學生自主學習能力。工藝原理內化為“重點問題”，結合思維導圖多維度進行解析，培養學生歸納總結能力。工藝條件內化為“難點問題”，學生分組討論，小組匯報，培養學生分析復雜工程問題能力。企業橫向課題內化為若干“實踐問題和拓展問題”，分組完成拓展問題報告，培養學生解決復雜工程問題能力。通過課前引導自學、課中輔導自學、小組討論、教師思維導圖多維度解析以及課后延伸拓展等環節組織教學，促進課程教學有效逼近人才培養目標。同時將“時代性”與“前沿性”內容融入課程內容，挖掘煉化行業特有思政育人元素，將思政內容有機融入五類“目標問題”中，引導學生進行文獻調研、思政話題討論、心得體會提交和思維導圖匯報展示等。教學過程始終緊扣“及時反饋”和“可持續改進”，根據學生課前、課中、課后“互聯網+”學習大數據及時調整教學進度并更新教學內容，不斷迭代優化，打造“智慧課堂”。

課程圍繞五類“目標問題”精心設計教學活動，實現項目式教學、案例式教學、參與式教學，讓學生實現“會學、學會、會用”的能力進階。

1.3 重構課程“實踐教學體系”

以學生能力、素質培養為目標，強調化學工程與工藝專業就業崗位的寬泛性，建立與石油化工工藝學課程理論環節配套的模塊化實踐課程體系。加大實踐教學課時，增加實踐教學環節，突出學生工程實踐能力的培養，構建實踐教學體系框架，即認識實習，校內實訓，生產實習，畢業實習均根據課程八個工藝模塊來設計組織，徹底改變原有理論為主的培養模式。

2 課程“目標問題導向”實施方案

2.1 “目標問題”具體實施

圍繞“目標問題導向”，重構課程“教”與“學”內容，以某一知識章節為例，將內容內化為五類“目標問題”體系，八個知識模塊共設計約200多個“目標問題”，將傳統教學的“知識鏈條”轉化為系統“目標問題鏈條”，“傳統教學”與“目標問題導向”教學區別示意如圖2所示。

圖2 芳烴生產技術“五類目標問題”

另外，“五類目標問題”的設計也要對標一流課程的“高階性、創新性、挑戰度”?！拔孱惸繕藛栴}”同時也要考慮不同學生的覆蓋面，學生個性化和差異化的需求，設計不同“目標問題”的具體要求。

2.2 基于“目標問題導向”的混合式教學過程設計

2.2.1 線上線下混合式理論教學模式

在課前、課中、課后的各教學環節，包括測評活動，圍繞“目標問題”展開一系列教學活動，根據這些教學活動的大數據反饋來指導改進“教”與“學”的過程，同時調整教學計劃。

(1)“課前”自主學習釋疑。在開課前一周，線上發布相關教學資源，教學視頻與專業課相關的“思政”內容，滲透貫穿教學過程。

(2)“課中”小組合作釋疑/匯報。老師引導“目標問題”提出，組織同學們分組或個人討論，讓學生歸納總結形成匯報。同時教師根據同學表現給予評價和點評。教師引導釋疑。教師整理、匯總各小組提出的問題。選擇學生疑問較多的三到五個問題，作為本節課講解的重/難點內容。

(3)“課后”獲得多重有效反饋。學生課后在線完成“目標問題”討論和素拓項目。根據同學在“課前、課中、課后”以及在討論環節的反饋情況及時調整教學進度和方法，把握重點難點，隨后調整相關教學資源或計劃。課程結束后，進行課程目標達成度評價。

2.2.2 實踐環節線上線下混合式教學設計

課程另外配套有乙烯裂解、乙烯分離“線上”虛擬仿真實訓平臺及“裂解制乙烯中試試驗”平臺。

(1)“課前”，教師發布實訓任務、指導書等，學生在線預習、完成預習報告等。

(2)“課中”，教師在線演示“乙烯裂解、乙烯分離”虛擬仿真系統的操作，根據學生自主學習問題進行重難點講解，學生自主完成在線操作，對優秀學生進行成果展示。

(3)“課后”，課后根據課程考核要求完成相應鞏固任務，教師進行總結，反饋。

2.3 基于“目標問題導向”混合式教學過程實施樣例

圍繞五類“目標問題”，結合學生素拓項目，構建了基于“雨課堂”+“在線開放課程”的翻轉課堂五步教學法，即課前自主學習釋疑、課中教師引導釋疑、課中探究合作釋疑、課中小組討論釋疑、課后拓展釋疑“五步教學法”。通過不斷地“質疑、釋疑、答疑”來激發學生學習興趣，促進學生積極思考，將傳統課堂變成“思辨課堂”。

3 基于“目標問題導向”的課程思政實施

(1)八大模塊的課程思政設計遵循專業認證的OBE教學理念，我們構建了課程的畢業要求指標點與課程思政維度的對應關系[4-5]。八大知識模塊支撐不同的畢業要求指標點，并針對性地設計課程思政的實施方法及對應的目標問題和思政元素及維度。

(2)在五類“目標問題”的實踐問題和拓展問題中，引導和激發學生對“五大發展理念”的思考和討論，課程同時課程配套有18個課程思政視頻資源庫。

(3)同時課程在線資源平臺構建了課程思政案例庫，包括53位化工專業優秀校友事跡庫和60位石化名人事跡庫。通過優秀校友和石化名人的事跡滲透對應的石油化工崗位工藝，幫助學生增加專業自信和就業自信。

4 “目標問題導向”在線資源建設

已完成核心章節的核心“目標問題導向”集，已經在在線開放課程平臺實施了一期基于“目標問題導向”的混合式教學創新改革探索。石油化工工藝學課程目前已在學堂在線全國慕課平臺開設5期，選課人數超過6 150人，課程所有運行數據在同平臺課程中排名靠前，大部分運行數據超過同平臺87%以上的課程。同時課程配套有省級在線開放課程資源，還有雨課堂的課件庫、習題庫、試卷庫、測評反饋等資源庫，另外就是學生的素拓項目庫以及各類論壇，五類“目標問題”庫。課程配套有18個思政視頻資源庫 (表1)。

表1 課程思政視頻資源(學堂在線在線開放課程平臺資源)

同時課程建設有基于“目標問題導向”的產教融合富媒體教材，并在課程在線開放課程平臺掛網。另外，仿真實訓、工程實訓、素拓項目電子資源均在課程在線開放課程平臺掛網。

5 課程教學效果與評價改革

5.1 課程評價體現改革

注重過程性評價與終結性評價結合，同時將課程思政內容納入考評體系，期末試題中滲透“社會、健康、安全”等因素的考核，在“目標問題”的實踐問題及拓展問題中，引導學生對“五大發展理念”(創新、協調、綠色、開放、共享)進行思考和討論，同時采用“素拓項目”實施課程思政，將思政考評融入“素拓項目”“目標問題”“期末測評”等模塊，課程結束后，進行課程的目標達成度評價作為課程終結性評價依據。課程考評體系具體如表2所示。

表2 考核方式改革情況詳情

5.2 課程教學改革成效

針對課程改革進行線上問卷調查，學生問卷數據反饋表明：引入“素拓項目”改革之后，41%學生認為工程實踐能力及得到提升；49%學生認為解決復雜工程問題能力得到提升，63%同學認為“團隊協作能力”得到提升。引入“目標問題導向式”教學，82%同學認為“思辨能力”得到提升，40%～50%同學認為“工程實踐能力和解決復雜工程問題能力”得到培養。另外課程過程性考核和終結性考核顯示：最近一期學生課堂參與度提高100%，學生優良率提高至56%(卷面 >80分)。

同時，基于以上創新改革，課程2020—2021年先后獲得廣東省一流本科線上線下混合課程，廣東省課程思政示范課程，廣東省在線開放課程立項；基于“目標問題導向”的課程改革案例獲得多項省級優秀案例獎。

6 結語

(1)針對課程教學過程存在的問題，結合石化行業特色和學科前沿，通過重構課程“教”與“學”內容及過程，結合“探究式教學”“案例式教學”“素拓項目式”教學，學生圍繞五類“目標問題”不斷質疑、釋疑、答疑，打造思辨課堂。

(2)通過“雨課堂”等信息化技術、在線開放課程資源(包括思政資源)及學生互聯網+大數據反饋等打造智慧課堂，構建基于“雨課堂”+“在線開放課程”的翻轉課堂五步教學法，即課前自主學習釋疑、課中教師引導釋疑、課中探究合作釋疑、課中小組討論釋疑、課后拓展釋疑五步教學法。

(3)通過“目標問題導向”和“素拓項目”實施課程思政，在“目標問題”的實踐問題和拓展問題引導學生對“五大發展理念”的思考和討論，學生課堂參與度提高，課堂教學質量得到提升，學生收獲豐富；同時將時代性與前沿性融入素拓項目實施課程思政，注重學生工程實踐能力及解決復雜工程問題能力的培養，實現學生“知識、能力、素養”的培養與達成。

(4)學生問卷反饋表明：實施課程改革之后，82%同學認為“思辨能力”得到提升，最近一期學生課堂參與度提高至100%，學生優良率提高至56%(>80分)。

基于“目標問題導向”的混合式教學創新改革實踐，有效地解決了課程“教”與“學”過程存在的兩大痛點問題，育人成效初顯。