“新工科”背景下來華留學生化工工藝學課程教學改革與探索

＊柳方景 朱佳媚 周維

（中國礦業(yè)大學 化工學院 江蘇 221116）

我國對外高等教育不斷的發(fā)展和成熟，吸引了越來越多的留學生來到中國學習。中國政府每年向沿線國家提供大量的獎學金名額，以擴大相互間留學生規(guī)模與開展合作辦學[1]。據(jù)統(tǒng)計，僅在2018年就有49萬余名留學生選擇來中國留學,全球留學生格局發(fā)生了明顯的變化[2]。作為我國培養(yǎng)的重要人才儲備資源和與其他國家之間交流溝通的重要樞紐，來華留學生的教育培養(yǎng)工作已成為我國各招收來華留學生的高等學校面臨的重要課題和巨大挑戰(zhàn)[3]。為了吸引來華留學生和提高留學生的培養(yǎng)質(zhì)量，不少高校針對來華留學生開設了全英文授課的專業(yè)和課程，以提高來華留學生的教育質(zhì)量，但大部分高校的留學生培養(yǎng)工作尚處于起步階段。處于起步階段的全英文授課面臨很大的瓶頸和困難，例如授課教師專業(yè)英語能力有待提高，專業(yè)課全英文教材和講義課件匱乏，全英文教學經(jīng)驗和技巧較少，英文教學和留學生學習資料獲取困難等。這些問題給“新工科”背景下來華留學生的全英文授課帶了很大的挑戰(zhàn)，是各高等院校亟待解決的關鍵課題。

在“新工科”背景下，來華留學生教育是高等教育國際化的重要內(nèi)容，留學生的培養(yǎng)水平是衡量一個學校國際化水平的重要標尺。因此，我國眾多工科高等院校留學生的培養(yǎng)和教育工作上投入了大量的人力和物力，以提高學校的國際化水平。在“新工科”和“雙一流”高校建設背景下，中國礦業(yè)大學積極響應國家政策，投入到留學生的培養(yǎng)工作中。近年來，中國礦業(yè)大學安全工程、機械工程、礦物加工工程和化工工程與工藝等專業(yè)都陸續(xù)開始招收全英文授課的留學生并開設各類全英文授課的基礎和專業(yè)課程。大多數(shù)來華留學生來自基礎教育水平較差的國家，留學生教育背景差異較大，相關專業(yè)知識基礎較為薄弱，這也給全英文授課帶了挑戰(zhàn)和困難[4]。因此，通過課程教學改革完善留學生全英文授課，是全方位提高工科留學生的培養(yǎng)水平和質(zhì)量的關鍵。

化工工藝學是化學工程與工藝專業(yè)的主干課程，是專業(yè)理論與工程實踐并重的一門課程，被稱為“化工基礎知識與工程實踐的橋梁”，一直為全國的眾多高?；瘜W工程與工藝專業(yè)所重視的一門專業(yè)課[5]。目前，已有不少高校針對化工工藝學的中文課程開展課程教學改革與探索，取得了明顯的成效，但針對適合來華留學生的化工工藝學全英文教學的課程改革則鮮有報道，大多數(shù)高校還處于摸索階段。因此，探索適合來華留學生的化工工藝學課堂教學方法對于提高留學生學習興趣、教學質(zhì)量和教學效果進而提升留學生培養(yǎng)質(zhì)量變得尤為重要。前期化工工藝學的課堂教學主要偏重課程核心內(nèi)容的講授，忽略了對留學生綜合素質(zhì)特別是工程實踐能力的培養(yǎng)，且課堂氛圍不夠活躍，缺少研討環(huán)節(jié)。針對留學生化工工藝學全英文課程的特點和前期課程教學過程存在的問題，需要對化工工藝學全英文課程的教學方式與手段及課程考核評價方式進一步深入改革和探索，以提高留學生對化工工藝學的學習興趣，培養(yǎng)留學生的綜合素質(zhì)和能力，提升來華留學生的培養(yǎng)質(zhì)量和水平，從而助力我國“雙一流”高校建設戰(zhàn)略的實施。

1.提升授課教師專業(yè)英文能力

化學工程與工藝專業(yè)的來華留學生來自不同國家和地區(qū)，他們在生活、文化和思維等方面的背景差異性很大。為了在課堂上和課下能夠更好的與學生交流和溝通，首先應對學生的背景和個性有初步的了解。在課堂教學過程中要充分理解和尊重留學生所在國家的民族文化背景特點，有助于在課堂上更好的和留學生進行溝通、交流和互動，幫助留學生更好的融入課堂，樹立正確的學習觀，提升學習的自信心，使授課教師在留學生心中樹立良好的形象。由于留學生來自不同國家和地區(qū)，知識背景、學習能力和英文水平差異性較大，需要授課教師構(gòu)建良好的學習環(huán)境，無論是課堂上還是課下能夠與留學生進行無障礙的交流溝通，并能在課前和課后為學生課前預習和課后復習提供豐富便利的學習資源，從而有效地提高教學效果和質(zhì)量。

另外，化工工藝學全英文授課對授課教師英語口語和專業(yè)英語水平有很高的要求，要求教師能夠從中文思維方式跳躍出來，將書本上的化工專業(yè)英語靈活變成課堂上的交流英語，要求教師快速提高專業(yè)英語的實際應用能力。因為化工工藝學會涉及到大量的化工專業(yè)英語詞匯，授課教師能夠熟練掌握化工專業(yè)英語詞匯對課程講授效果的提升十分重要。因此，要求授課教師閱讀大量的化工專業(yè)英文書籍，熟練掌握相關英文專業(yè)知識并靈活用于課堂教學。此外，來自不同國家的留學生的英語發(fā)音的差異也非常大，這也要求授課教師提高英語聽力水平以應對學生的提問，有助于活躍課堂氛圍。

2.優(yōu)化課程教學內(nèi)容

化工工藝學課程學習的內(nèi)容主要包括生產(chǎn)化工產(chǎn)品過程中各類反應的熱力學、動力學一般規(guī)律以及催化劑的類型；最佳工藝參數(shù)的確定方法；反應器的選擇；物料和熱量衡算；工藝流程組織；基本化工原料和中間體的生產(chǎn)方法?？紤]留學生的學術背景，化工工藝學的教學內(nèi)容應通俗易懂，具備一定的理論系統(tǒng)性，重點突出，對重點理論問題既講深講透，又能深入淺出，并能夠理論結(jié)合工程實踐應用。在學習化工工藝學之前，留學生已經(jīng)完成了化工原理、化工熱力學和反應工程原理等課程的學習，對化工生產(chǎn)過程的基本原理和工藝有了基本的了解，但對典型的化工工藝流程和主要設備等的理解需要進一步加深。通過化工工藝學課程的學習，能夠更加深入地理解化工生產(chǎn)的關鍵技術。

化學工業(yè)涉及的化工產(chǎn)品種類諸多，其生產(chǎn)方法原理、工藝和設備不盡相同，因此課程內(nèi)容覆蓋面廣，綜合性和應用性強?；すに噷W這門課程的內(nèi)容豐富繁雜，教學內(nèi)容有效組織較為困難[6]。傳統(tǒng)的化工工藝學中文課程主要講授不同化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法和原理、工藝流程和主要設備等，由于課程學時的限制，每一章內(nèi)容通常只選擇典型的生產(chǎn)工藝及其關鍵設備展開講解。此外，因為留學生缺乏實際生產(chǎn)操作經(jīng)驗，對化工工藝參數(shù)和典型設備了解不夠深入，往往感到課堂學習枯燥乏味。針對化工專業(yè)來華留學生專業(yè)知識基礎比較薄弱的特點，留學生化工工藝學的講授要突出重點，重要知識點的講解要做到通俗易懂，深入淺出，對化工工藝涉及的重要理論、典型的工藝過程和方法及主要設備作為重點展開講解，而對一般的化工過程以及涉及到各類反應的熱力學、動力學一般規(guī)律以及催化劑，只作簡單的總結(jié)性介紹，使留學生能夠做到觸類旁通和舉一反三，充分了解整個化學工業(yè)[7]。例如，在第2章化學工藝基礎中，重點講解石油及其加工利用方式、化工生產(chǎn)過程流程組織、化工過程的主要效率指標和反應過程物料平衡，而對煤、天然氣和生物質(zhì)等的加工利用，反應條件對化學平衡和反應速率的影響，催化劑的性能及使用，熱量衡算等內(nèi)容簡單介紹。第3章至第7章的教學內(nèi)容則突出主線，選擇以生產(chǎn)典型的化工產(chǎn)品例如乙烯、芳烴、甲醇、苯乙烯和環(huán)氧乙烷等的“工藝過程”作為教學的重心，并結(jié)合實際生產(chǎn)案例，以化工產(chǎn)品為載體，重點介紹其工藝原理、工藝條件、主要設備和工藝流程等內(nèi)容。

3.改進教學方法與手段

(1)運用多樣的教學方法

化學工藝傳統(tǒng)的教學方式采用教師講，學生聽的“傳授式”教學方法，不能充分調(diào)動學生的學習主動性，學生對于核心知識的理解和吸收效果不佳。因此，留學生的化工工藝學應該貫徹以“學生為中心”“教師服務于學生”的教學理念，積極運用“啟發(fā)式”“案例式”“討論式”和“研究式”等多種教學方法，并在教學過程中靈活運用多媒體技術和“雨課堂”等軟件，充分調(diào)動留學生的主動學習的積極性，活躍課堂氛圍，提高學生的綜合素質(zhì)和能力[5]。從“教”為中心的教學范式向以“學”為中心的學習范式轉(zhuǎn)變[8]。

在課堂教學中，主要采用“啟發(fā)式”和“案例式”的教學方法。在講解重要知識點時，通過問題導入方式啟發(fā)學生思考并解決相關問題，幫助留學生養(yǎng)成適合自己的學習方法和習慣。例如，在講解第2章中石油加工利用方法時，啟發(fā)學生思考什么是石油的“一次加工”和“二次加工”及其區(qū)別，啟發(fā)學生思考石油“二次加工”的主要方法，不同方法在原料、反應過程、主要產(chǎn)品、工藝條件和催化劑的不同之處。對于每種加工方法，利用“案例式”教學法講解國內(nèi)外典型的生產(chǎn)工藝并進行比較。例如，第3章“烴類熱裂解”中3.6節(jié)“裂解氣的精餾分離系統(tǒng)”安排2個學時，進行“研討式”教學，鼓勵學生自主學習，制作PPT進行匯報并展開討論。通過學生匯報、小組討論和教師點評的方式幫助學生解決問題，加深對重要知識點的理解，提高學習效率。通過這種學習方式讓留學生變得更加主動學習和思考。此外，在講到典型化工產(chǎn)品工藝時，安排學生課后查閱相關文獻，了解相關研究前沿進展和最新學術成果，并在課堂討論，以提高學生的學習主動性，培養(yǎng)留學生的開拓思維和創(chuàng)新研究意識。

運用“雨課堂”軟件開展“互動式”教學，活躍課堂氣氛，調(diào)動學生的積極性，并運用軟件進行隨堂測試，了解學生對每章重要知識點的掌握情況，以便靈活調(diào)整教學內(nèi)容和方式。在每章結(jié)束之后，除了布置課后習題外，要求學生對每章的學習內(nèi)容繪制“思維導圖”進行總結(jié)，使學生對重點知識點掌握得更牢固。

(2)開展適當?shù)膶嵺`教學

實踐教學在化工工藝學教學中也不容忽視，是強化留學生運用化工專業(yè)知識解決工程實踐問題能力的重要手段和提高工程教育質(zhì)量的關鍵[9]。在之前的課程教學中，作者發(fā)現(xiàn)留學生對于化工工藝學中的典型化工工藝流程、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法和主要設備比較感興趣。因此，在教學過程中應注重實踐性的教育環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學生應用理論知識分析和解決實際工程問題的能力，要注重學生對典型化工生產(chǎn)工藝、主要設備和主要工藝參數(shù)的掌握，培養(yǎng)學生的化工工程實踐能力。

我院建立了一套煤制甲醇半實物仿真工廠并配備了一整套仿真軟件平臺。因此，可以安排4個學時在甲醇半實物仿真工廠展開實踐性教學，通過對煤制甲醇基本原理、工藝流程和主要設備的學習及半實物仿真裝置和軟件的實際操作，讓學生了解實際生產(chǎn)工藝流程和主要設備類型。學生通過半實物仿真裝置的實際操作，加深對化工工藝學課程核心內(nèi)容的理解，了解典型化工產(chǎn)品實際生產(chǎn)過程中開車、停車、故障排查和設備維修等化工基本操作。通過實踐教學提高留學生對大型和復雜化工生產(chǎn)過程及相關化工設備運行和調(diào)控的能力，有助于提高留學生解決實際工程問題的能力。

4.優(yōu)化課程考核評價方式

最初留學生化工工藝學的課程考核方式是期末考試加上平時的考勤和作業(yè)。這種考核評價方式能一定程度反映出教師教授和學生學習的效果，但不能夠全面評價學生的綜合能力和素質(zhì)，達不到考核學生綜合運用化工專業(yè)理論解決工程問題能力的目的[10]。這種偏重知識的傳授而弱化留學生綜合能力和素質(zhì)培養(yǎng)的考核評價方式需要進一步改進。因此，留學生化工工藝學課程要采用更為合理和全面的考核評價方式，從留學生對化工工藝學理論知識的掌握、獨立自主學習和解決問題的能力、團隊協(xié)作和交流溝通的能力以及工程素質(zhì)等方面進行全方位的考核，突出創(chuàng)新人才綜合素質(zhì)的評價。

首先，要對留學生的課堂學習情況進行了考核評價，主要考察課堂出勤率、課前預習課后復習、課上問題回答及課后作業(yè)完成等情況，按10%的比例計入總成績；對重點章節(jié)內(nèi)容（例如2章化學工藝基礎和第3章烴類熱裂解）的重要知識點，采用“雨課堂”軟件進行2-3次單元測試，考查留學生對化工工藝學核心內(nèi)容的掌握情況，對每次測試的結(jié)果進行批改和總結(jié)，將成績按15%的比例計入總成績；對書中自學和研討部分內(nèi)容，指導學生獨立自主學習和查閱相關文獻資料并完成制作PPT進行匯報和分組討論，考核留學生獨立自主學習、解決問題和團隊協(xié)作溝通的能力，按15%的比例計入總成績；實踐性教學考核留學生對煤制甲醇工藝流程、主要設備和仿真軟件操作和應用的能力，按10%的比例計入總成績；期末考試以開卷的形式進行，重點考查留學生對課程重要知識點的掌握情況，成績按50%的比例計入總成績。這種考核評價方式一方面可以激發(fā)學生的學習興趣和動力，另一方面可以有效評價留學生綜合運用化工工藝學專業(yè)知識解決工程實踐問題的能力。

5.結(jié)語

在“新工科”背景下，以培養(yǎng)具備化工專業(yè)知識和跨文化交際能力的復合型應用人才為目標，本文就來華留學生化工工藝學的全英文課程在提升教師專業(yè)英文能力、優(yōu)化課程教學內(nèi)容、豐富教學方法與手段以及優(yōu)化課程考核評價方式等方面提出了改革措施。提升授課教師專業(yè)英文能力能夠促進和留學生的交流，有助于活躍課堂氛圍?；すに噷W課程內(nèi)容要根據(jù)留學生的基礎進一步優(yōu)化，重點突出，注重深入淺出。要合理運用“啟發(fā)式”“案例式”“討論式”和“研究式”等多種教學方法和手段并借助“雨課堂”等多媒體軟件，調(diào)動留學生的主動學習的積極性，活躍課堂氛圍，提升教學效果。適當開展實踐性教學，以培養(yǎng)留學生的化工工程實踐能力。留學生課程考核評價方式也需進一步優(yōu)化，有助于全面評價留學生掌握化工工藝學理論知識和綜合素質(zhì)的能力。