新建地方本科高?；ぴ碚n程教學(xué)改革探討*

蔡吉祥, 蘇 龍, 張春艷, 李澤洋, 趙海燕

新建地方本科高校, 作為為地方產(chǎn)業(yè)和社會(huì)行業(yè)輸送合格人才的主要陣地之一, 應(yīng)主動(dòng)分析目前人才培養(yǎng)過程中存在的問題并不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新來滿足行業(yè)、 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的需要。 課程教學(xué)作為本科高校人才培養(yǎng)最基本的形式之一,是首先要著重考慮的內(nèi)容, 其在教學(xué)改革發(fā)展過程中也一直扮演著重要的角色。 化工原理作為一門非常重要的實(shí)踐性、 應(yīng)用性和綜合性較強(qiáng)的專業(yè)必修課[1], 是很多化學(xué)、 化工、 食品類專業(yè)人才后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、 實(shí)踐和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)以及日后從事生產(chǎn)、 科研、 設(shè)計(jì)、 教學(xué)等工作或繼續(xù)深造的理論基礎(chǔ), 但因其包括化學(xué)、 物理學(xué)、 機(jī)械學(xué)以及很多高等數(shù)學(xué)等知識(shí), 并具有跨學(xué)科性強(qiáng)、 涉及知識(shí)面廣、 半經(jīng)驗(yàn)和半理論等特點(diǎn), 使得在不同人才培養(yǎng)背景和不同人才培養(yǎng)模式下課程教學(xué)過程中一致存在著不同的問題[2-4], 因此, 本文以廣西科技師范學(xué)院制糖方向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為例, 為推動(dòng)新建地方本科高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn), 對(duì)化工原理教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了總結(jié)和分析, 并對(duì)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

1 課程的特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問題

1.1 師生的知識(shí)儲(chǔ)備量問題

化工原理是系統(tǒng)講授加工工業(yè)生產(chǎn)加工過程中常用單元操作的基本理論、 基本規(guī)律和常用設(shè)備以及這些知識(shí)在生產(chǎn)加工過程中如何應(yīng)用等的一門課, 是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)的啟蒙課[5]。 各單元操作的學(xué)習(xí)首先是要以前期的物理、 化學(xué)、 數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程的理論學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的, 然而, 對(duì)于新建地方本科高校, 學(xué)生的生源情況相對(duì)比較差, 導(dǎo)致前期的很多基礎(chǔ)課程中的理論掌握的并不好, 因此對(duì)于食品工程原理中各知識(shí)點(diǎn)的理解能力和綜合運(yùn)用能力都比較差, 特別是涉及到的很多工程計(jì)算的理論, 學(xué)生學(xué)起來很吃力, 從而也導(dǎo)致大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、 積極性嚴(yán)重下降甚至畏學(xué)。 這無疑大大增加了教師在課程教學(xué)過程中的難度, 很難既保證教學(xué)質(zhì)量要求和進(jìn)度又保證教學(xué)效果。

另外, 化工原理作為一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合綜合且應(yīng)用性比較強(qiáng)的專業(yè)課, 對(duì)教師的知識(shí)儲(chǔ)備和相關(guān)的實(shí)訓(xùn)、 實(shí)踐和設(shè)計(jì)能力以及是否具有一定的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)也有一定的要求。對(duì)于新建地方本科高校師資力量相對(duì)薄弱, 教師隊(duì)伍建設(shè)有待進(jìn)步一加強(qiáng), 否則在這樣的師資力量配備情況下, 依舊會(huì)出現(xiàn)教學(xué)模式陳舊、 實(shí)踐和理論沒辦法有效結(jié)合、 實(shí)訓(xùn)效果不佳,學(xué)生的求知、 探索、 實(shí)踐和創(chuàng)新能力難以進(jìn)步一培養(yǎng)的問題。

1.2 教學(xué)內(nèi)容和方式傳統(tǒng)

在教學(xué)內(nèi)容上, 首先, 還是按照課本上的各章、 各節(jié)的基本內(nèi)容逐一進(jìn)行講解, 因?yàn)檎n本設(shè)計(jì)到的工程和計(jì)算以及理論研究問題雖然很典型但是相對(duì)比較陳舊很多不能與現(xiàn)階段的工廠加工生產(chǎn)實(shí)際接軌; 其次, 對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的整合學(xué)習(xí)情況注重的較少, 導(dǎo)致整個(gè)課程學(xué)完, 雖然學(xué)習(xí)了很多知識(shí), 但是這些知識(shí)在運(yùn)用的過程中不能夠很好的緊密聯(lián)系在一起, 比如很多學(xué)生在完成工廠設(shè)計(jì)的畢業(yè)課題時(shí), 常會(huì)出現(xiàn)考慮問題片面不能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)從整體上綜合考慮問題并解決問題。

化工原理的課程教學(xué)在教學(xué)方式上, 大多數(shù)情況還是采取以教師的講解為主或是傳統(tǒng)的“灌輸式” 為主的教學(xué)方式, 這是和此課程具有知識(shí)點(diǎn)學(xué)科交叉性強(qiáng)、 理論深難理解、 設(shè)計(jì)到的工程問題復(fù)雜等特點(diǎn)分不開的。 但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的進(jìn)步,對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量要求的逐步提高, 對(duì)于化工原理或食品工程原理課程這些主要講述單元操作的課程, 在教學(xué)過程中已經(jīng)不斷有新的教學(xué)手段和教學(xué)方式出現(xiàn), 但是新的教學(xué)方式或教學(xué)手段有時(shí)也很難達(dá)到很好的效果[6-7]。

1.3 理論和實(shí)踐結(jié)合能力差

自教育部2016 年積極推進(jìn)新工科建設(shè)以來, 各大應(yīng)用型本科院校都在努力探索適合自己的工程教育新模式[8]。 因此很多新建本科院校在探索過程中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致化工原理相關(guān)的教學(xué)條件不能滿足工科實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要的因素,除了師資力量不足、 實(shí)驗(yàn)條件不夠、 實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)還不完善等[9], 實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)不能有機(jī)結(jié)合也是非常重要的因素。 首先對(duì)于化工原理課程的學(xué)習(xí)化工原理理論教學(xué)和化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)常是完全獨(dú)立的兩門課, 相關(guān)的教師溝通較少, 使化工原理的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)也不能很好的有機(jī)結(jié)合, 其次學(xué)生和教師對(duì)工程問題的認(rèn)識(shí)較少或者學(xué)生工廠的見習(xí)還未開始, 教師沒有工廠生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)或者工廠設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn), 也會(huì)使理論、 實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐不能很好的融合。

1.4 考核形式單一

體現(xiàn)學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況的課程考核形式較單一, 以廣西科技師范學(xué)院制糖方向人才培養(yǎng)過程中化工原理課程考核為例,課程考核主要有平時(shí)成績(jī)(30%)和期末成績(jī)(70%)兩塊組成。雖然平時(shí)成績(jī)有的時(shí)候包括課堂考勤、 問答和一定的課后作業(yè)、 測(cè)試但還是以一些理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固為主, 涉及到實(shí)踐和應(yīng)用方面的內(nèi)容很少。 反應(yīng)學(xué)生對(duì)這門課整體學(xué)習(xí)效果的考核指標(biāo)主要還是看最后的期末考試的試卷答題情況, 雖然試卷的題型多樣化, 但是這還是沒離開“應(yīng)試” 教育的模式, 在如今學(xué)生對(duì)期末成績(jī)不太看中, 只要考核過關(guān)一切萬歲的情況下, 這種考核方式, 已經(jīng)不能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性, 也不利于培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)探索解決實(shí)際問題的能力, 因此這種考核方式既不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況, 更無法滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

2 教學(xué)改革

課程體系改革是新建地方本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式能夠不斷適應(yīng)時(shí)代和社會(huì)需要的重要環(huán)節(jié), 以下根據(jù)化工原理課程教學(xué)的特點(diǎn)和目前存在的問題, 結(jié)合本課程的教學(xué)任務(wù)和內(nèi)容, 對(duì)該課程教學(xué)改革進(jìn)行的探討。

2.1 豐富教學(xué)材料和組建“雙師” 型師資隊(duì)伍

本課程的理論教學(xué)從2015 級(jí)開始, 學(xué)生學(xué)習(xí)的主要材料只有一本課本。 根本不能滿足學(xué)生多角度、 多渠道、 多種方式學(xué)習(xí)本門課程的需求。 因此, 從豐富教學(xué)材料著手, 增加了網(wǎng)上習(xí)題的作業(yè)模塊和自學(xué)模塊, 并提供了與單元操作緊密相關(guān)的工廠設(shè)計(jì)案例, 在工廠設(shè)計(jì)案例的學(xué)習(xí)過程中串聯(lián)各主要單元操作的基本概念、 基本理論的應(yīng)用問題, 同時(shí)增加相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在工廠設(shè)計(jì)過程中如何解決實(shí)際的工程計(jì)算和設(shè)備選型問題。

由于科學(xué)、 合理的師資隊(duì)伍培養(yǎng)和建設(shè)是人才培養(yǎng)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的重要前提條件, 為滿足化工原理課程教學(xué)對(duì)教師的要求, 采取引進(jìn)和外派企業(yè)掛職鍛煉相結(jié)合的模式, 選用不但有化工原理理論基礎(chǔ)并有工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或工程設(shè)計(jì)、 科研、 管理經(jīng)驗(yàn)的教師承擔(dān)本門課程的教學(xué), 并且要求承擔(dān)化工原理的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師加強(qiáng)溝通交流, 以便能更好的將理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合, 努力將“理實(shí)一體化” 的理念和工作貫穿于課程教學(xué)和人才培養(yǎng)的多個(gè)環(huán)節(jié)中。

2.2 整合課程內(nèi)容

在各單元操作的講解過程中, 雖然各單元操作各有不同千差萬別, 但是為了更好更有效的讓學(xué)生理解、 掌握和區(qū)分各單元操作的基本概念、 基本理論并達(dá)到能靈活應(yīng)用, 恰當(dāng)解決工程設(shè)計(jì)問題的目的, 根據(jù)本院食品科學(xué)與工程專業(yè)(制糖方向)人才培養(yǎng)方案的要求, 對(duì)課程的整體內(nèi)容進(jìn)行有側(cè)重點(diǎn)的整合和綜合講解。 例如, 對(duì)于制糖方向來講, 流體輸送、 傳熱、 以熱量傳遞為特征的蒸發(fā)、 結(jié)晶是解析糖廠工藝指標(biāo)控制的最基本的工程理論, 也是糖廠工藝研究和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 因此以糖廠生產(chǎn)工藝流程為例, 對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合, 根據(jù)生產(chǎn)工藝流程的需要逐項(xiàng)講解工藝生產(chǎn)過程中的各單元操作的基本概念、 基本理論、 和相應(yīng)理論在解決的實(shí)際問題中的應(yīng)用, 在此基礎(chǔ)上再結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)的單元操作, 仿照上述學(xué)習(xí)思路學(xué)習(xí)其它單元操作。 教學(xué)內(nèi)容的整合如圖1 所示, 首先將化工原理內(nèi)容結(jié)合人才培養(yǎng)的具體情況分成兩大部分, 一部分是和專業(yè)方向緊密相關(guān)的單元操作的學(xué)習(xí), 一部分是相關(guān)程度不高或者沒什么明顯相關(guān)性的單元操作的學(xué)習(xí)。

圖1 “混合式教學(xué)” 在課程教學(xué)改革中的應(yīng)用Fig.1 The application of “blended Teaching” in teaching reform

2.3 創(chuàng)新教學(xué)方法

在教學(xué)方式上, 傳統(tǒng)的教學(xué)方式略顯枯燥乏味, 學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、 主動(dòng)性差, 教學(xué)質(zhì)量根本不能滿足新時(shí)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。 雖然PBL 式教學(xué)、 啟發(fā)式教學(xué)、 翻轉(zhuǎn)式教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)、 理實(shí)一體式教學(xué)等新的教學(xué)方式的出現(xiàn)為化工原理理論教學(xué)提供了新的教學(xué)方式的參考, 但是具體需要采用何種教學(xué)方法應(yīng)用于本校的課程教學(xué)還值得進(jìn)一步的商討[10-11]。 因此對(duì)于不同人才培養(yǎng)條件和背景還需要繼續(xù)探索化工原理課程教學(xué)過程中教學(xué)方式上改革問題。 本教研室經(jīng)過對(duì)本課程師生意見調(diào)研結(jié)果的總結(jié)和分析提出緊密結(jié)合學(xué)生和教師的實(shí)際, 充分利用“混合式教學(xué)” 方法, 根據(jù)不同專業(yè)方向、 不同章節(jié)、 不同知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)采取不同的教學(xué)方式。

以制糖方向創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過程中化工原理的課程教學(xué)方式改革為例說明“混合式教學(xué)” 在本課程教學(xué)改革中的應(yīng)用(見圖1 所示)。 在整合教學(xué)內(nèi)容后, 與工藝相關(guān)的單元操作的學(xué)習(xí), 采用PBL 式教學(xué)更合適, 可以逐一討論各單元操作的知識(shí)點(diǎn)以及各知識(shí)點(diǎn)在實(shí)例中的應(yīng)用, 不但能使學(xué)生形象的學(xué)習(xí)理論, 也能培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的思路, 再通過線上作業(yè)、問答和測(cè)試的方式鞏固各單元操作的基本知識(shí)點(diǎn), 增加自主學(xué)習(xí)機(jī)會(huì), 減少枯燥的灌輸式教學(xué)情況。 另外, 增加課外學(xué)習(xí)模塊——仿真軟件上實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的自主學(xué)習(xí), 同時(shí)為后續(xù)實(shí)驗(yàn)課和畢業(yè)課題做工廠設(shè)計(jì)的奠定基礎(chǔ)。 最后, 還設(shè)計(jì)CBL 案例學(xué)習(xí)模塊, 主要通過小組討論的方式強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)的理論應(yīng)用。

對(duì)于與工藝不相關(guān)或者相關(guān)性較差的單元操作, 主要采取翻轉(zhuǎn)課堂和小組討論的模式進(jìn)行教學(xué), 培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力, 提高利用“互聯(lián)網(wǎng)” 技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和解決問題的能力。

2.4 改進(jìn)課程考核體系

學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)方式很多, 但是對(duì)于化工原理理論教學(xué)來說, 課程考核是最能反映教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[12], 因此也是教學(xué)改革不能缺少的一部分。 由于原有的課程考核評(píng)價(jià)方式存在著諸多問題, 因此為了讓課程考核能夠更加過程化、 科學(xué)合理化、 系統(tǒng)化、 全面化的反映教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果, 更能從多角度體現(xiàn)工科人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn), 對(duì)課程的考核體系進(jìn)行了改革。 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革可見課程的學(xué)習(xí)過程變得更加重要, 所以先對(duì)平時(shí)成績(jī)和期末理論考試成績(jī)所占比例進(jìn)行了調(diào)整由原來的30∶70 調(diào)整為現(xiàn)在的55∶45, 并重點(diǎn)細(xì)化學(xué)習(xí)過程(平時(shí)成績(jī)55%)的考核, 最后期末考試的考核, 教師可根據(jù)平時(shí)成績(jī)的學(xué)習(xí)情況, 進(jìn)行有針對(duì)性的期末試卷考核材料的設(shè)計(jì)。 具體構(gòu)建的課程考核如圖2 所示。

圖2 課程考核體系改革前后對(duì)比圖Fig.2 The comparison chart of before and after curriculum assessment system reform

3 結(jié) 語

本文通過對(duì)化工原理課程教學(xué)過程中存在的知識(shí)點(diǎn)多、 涉及面廣、 跨學(xué)科交叉內(nèi)容多等特點(diǎn)和教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容傳統(tǒng)、 理論和實(shí)踐結(jié)合能力差、 考核形式不合理等問題進(jìn)行總結(jié)和分析, 從豐富教學(xué)材料、 整合教學(xué)內(nèi)容、 創(chuàng)新教學(xué)方法和改進(jìn)課程考核體系四個(gè)方面, 對(duì)新建地方本科高校食品工程原理課程改革進(jìn)行了探索和實(shí)踐, 增加了學(xué)生對(duì)本門課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性的同時(shí)發(fā)現(xiàn)“混合式教學(xué)” 使課程教學(xué)效果明顯改善, 以上探索和實(shí)踐可為提高提升化工原理的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量, 推動(dòng)新建地方本科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供參考和借鑒。