雙一流背景下農林院校“化工原理”課程教學改革探索

劉鵬 李金麗

摘? 要：為培養新時代農林類化工人才，開展“化工原理”課程教學改革非常重要。文章認為針對傳統農林院校“化工原理”課程教學方式單一、教學內容不能與時俱進、考核方式單一等問題，應重點開展三項改革：優化教學模式、豐裕教學內容；改善教學方法、提高教學質量；完善考查方式，充分調動學生學習的積極性，提高學生理論與實際相結合的能力。

關鍵詞：化工原理；農林院校；教學改革；教學質量

中圖分類號：G420? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）20-0045-04

“雙一流”建設是近年來我國高等教育領域繼“211工程”“985工程”之后一項教育強國的重要舉措，旨在提升我國高等教育的綜合實力，為實現中華民族偉大復興的中國夢提供有力且可靠的保障［1］。“化工原理”是農林院校應用化學、化工類、環境工程等相關專業的基礎必修課，是一門綜合理論課教學、實驗課教學和課程設計的基礎課程，主要研究化工生產中的生產原理，具有連接理論與工程的橋梁作用。課程旨在促進學生對化工專業知識的深刻理解和提高學生的實踐操作能力［2］。

“雙一流”建設對環境及相近學科專業人才具有更高的要求，農林院校“化工原理”課程課時普遍較少、相關專業建設時間較短，經驗較少、底子薄弱、實踐教學條件不足、師資配備不足［3-4］。因此，在“雙一流”背景下，農林院校更為需要探索適合其特點的“化工原理”教學方式。本研究結合自身教學經驗，立足課程教學中普遍存在的問題，探討“化工原理”課程的教學改革模式。

一、農林院校“化工原理”課程教學中存在的問題

（一）教學方法陳舊，教學內容不能與時俱進

在“化工原理”課程教學中，大多數農林院校采取的教學方式已經過時，不夠新穎，多為老師講，學生聽的“填鴨式”教學，這種教學模式雖然在短期內有利于學生學習理論知識，但是容易養成過多地依賴老師的講解而被動地接受知識的學習習慣，不利于培養學生學習能力，比如積極性、自主性、創新性等，長此以往，有可能使得學生喪失學習的動力，不利于學生系統地掌握課程內容［4］。更為突出的問題是教師在教學過程中往往忽略了該課程中的工程實踐所起的重要作用。教師大多按照課本內容按部就班地講授，教學內容大多也僅限于課本，教學方式方法長期不變，與實踐結合不緊密，與工程實際相偏離，不能與時俱進。這使得學生對理論知識的學習停留于死記硬背，難以將理論與實踐結合起來，不能夠有效地培養學生獨立思考以及動手的能力，也不利于提高學生的工程素養。

（二）學時有限，影響學生學習效果

“化工原理”課程內容較多且零散，包括流體流動、流體輸送機械、沉降與過濾、傳熱、吸收、蒸餾和干燥等7個大類的內容（圖1），加之農林類院校的“化工原理”理論課時數普遍較少（僅48學時）。教師想要在有限的學時內開展有效的教學活動，勢必導致該課程內容難以全面展開，而且知識的深度也不夠。對于這樣的問題，授課教師只能讓學生課后自學課程部分內容，很大程度上影響了學生學習課程知識的完整性與系統性，導致學生學習效果較差。比如蒸餾和干燥等內容由于課時有限并不展開講解，學生只能在課后自主學習，這會影響學生系統地理解和把握該門課程。“化工原理”是一門將理論付諸實際行動，從實踐中見真知的綜合性課程，課程不僅要求學生理解和掌握課本理論知識，還要求學生學會怎樣運用理論知識分析和解決化工生產中的各種物理過程（或單元操作）中的實際問題，并在實踐中升華和應用所學知識。因此，課程學時不充足的問題也影響著學生的學習效果。

（三）未設置課程設計

“化工原理”課程設計是理論教學之后一項非常重要的實踐活動，是綜合運用化工原理理論知識，完成化工單元操作為主的設計實踐，是一項從理論過渡至實踐的教學環節。設置的目的是檢查學生使用其所學的概念解決技術實際問題的能力。大多數農林院校未設置“化工原理”課程實踐，自主設計環節，這使得“化工原理”課程僅僅停留在理論教學上，錯失了將所學理論知識融會貫通后運用于實際化工生產的初次鍛煉機會，不利于學生工程思維的培養。

（四）考核方式單一

當前，“化工原理”課程的考核方式一般采用平時成績與期末考試成績相結合的方式，一般期末考試成績占比70%，平時成績占比30%。這種考核方式中試卷比例被放大，出現學生應付考試、臨時抱佛腳的現象，不利于培養學生知識實踐和解決問題的能力，也不能徹底摸清楚學生學習的底子是否扎實。平時成績的考察僅包括課堂考勤以及課后作業完成情況，內容比較單一，不能全面客觀地反映學生實際學習態度以及解決實際工程問題的能力。

二、農林院校“化工原理”教學改革探索

（一）優化教學模式，豐富課程內容

在充分分析農林院校“化工原理”課程存在的不足上，應立足新時期“化工原理”在農林院校環境類專業學生培養中的重要地位，結合當前我國經濟和社會發展的新需求，在明確內容和宗旨符合教學的前提條件下，優化教學模式，豐富課程內容，將與課程相關的化工生產中的新技術、新方法等知識補充到教學中，滿足行業發展的需求。

結合現代多媒體技術和傳統的教學方法，充分鏈接教學資源。在PPT課件講授中，插入教學視頻、彩圖、動畫等，增加教學的具象性和直觀性，豐富課程教學內容，激發學生對學習的興趣［5］。課堂授課方式推陳出新，即學生成為課堂的中心，教師成為“引路人”的授課模式，根據課程的需要和學生的需求，設置“問題辯論課堂”“分組合作課堂”“自主學習課堂”等多種課堂模式，時刻關注學生學習情況，切實做到師生交流協作，學生自主學習，實現精細化、人性化的課堂教學。可在課堂上設置問題搶答，以此提高課堂活躍度，充分調動學生積極性。

任課教師革故鼎新，指導解決學生就業問題，主動走進工廠學習，與資深工程師進行交流，了解工程需要，把握專業知識重、難點，學習最前沿案例及最新技術。將所學融入“化工原理”課程教學中，激發學生的學習熱情及學習欲望；邀請化工企業高級工程師參與教學，給學生介紹與課程相關的工程案例及當前行業進展，讓學生開闊眼界，增強學習興趣。

（二）改進教學方法，提升教學質量

1. 充分利用互聯網技術，開展混合式教學

在以傳統課堂教學為中心的基礎上，通過將難點及重點內容制作成教學視頻短片，如伯努利方程、實際流體機械能衡算式、管內流體流動的摩擦阻力損失計算、兩流體間傳熱過程和傳質速率方程等內容。在QQ學習群發布教學視頻及課前小問題，發布學習任務和要求，讓學生自主學習，并不時推送近期行業最新相關案例。如此一來，學生將會帶著問題進行高效預習、資料查閱和問題思考。開展課前線上提問、課上集中討論、課后交流互動的教學活動，使討論深度和交流范圍不斷擴展，不僅有利于提高學生學習效率，加深學生對課程學習內容的理解，也解決了課時受限的問題。

2. 增加課程設計，提升實踐能力

增加“化工原理”課程實踐環節，培養學生使用其所學的知識概念解決實際問題的能力。課程設計應做到“一生一題”，保證每一位學生都能體驗一次全面的工程設計初步訓練。學生可根據自己的設計題目進行自由組隊（3—4人/隊），當出現問題時，學生之間可以互相討論，以鍛煉學生團隊協作、運用所學知識去分析和解決實際問題的能力。工程實習后，學生以設計成果呈現的效果與現實實際投產的設備進行對比，能發現自己在設計中的不足之處并針對實際考察，進而提高對化工原理知識的把握能力。

3. 理論聯系實際，培養學生工程創新能力

根據以往“化工原理”教學經驗，許多學生即使在考核中得到了優異成績，也不知道學習“化工原理”的實用性，其主要的原因是缺少理論與實踐的結合。教師在教學過程中應該注重學生工程實踐的能力和意識的培養。首先在“化工原理實驗”中，教師應該讓學生積極參加，使學生在實驗中得到鍛煉，增加實踐經驗，通過室內實驗，培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力，加深對流體流動、物料衡算、能量衡算、物系平衡關系、傳遞速率等方面內容的理解，實現理論與實踐的有效結合。其次，教師應利用本地化工企業，為學生尋求更多可行的學習實踐平臺。例如可與當地化工企業建立協作關系，構建實踐訓練平臺，學生入廠實習，邀請企業高級工程師對學生進行培訓。在實習過程中，學生能夠近距離地觀察生產流水線、工藝操作，進一步消化課本知識；深刻了解生產實踐，加深認知。學生通過企業的實踐訓練窗口可以進行實地演練，從設計、施工和管理方面全方位地參與到工程項目中，經過教師和技術人員的指導可提升學生解決實際工程問題的能力。

（三）優化考核方式

傳統的考核方式已不能夠全面反映學生的實際學習水平。基于傳統的考核方式，應優化評分標準，側重對學生學習過程的反饋，在指導解決問題過程中，考核學生的自主學習能力和創新能力。增加平時成績的權重，由原有的30%增加至40%，在原有的2項考核項目上增加小組PPT制作及展示、課堂問題搶答、個人成果答辯等考核項。

小組PPT制作及展示即學生自行組成3—5人的小組，教師可以擬定討論方向，讓各小組選擇一個與課程內容相關的典型工程問題進行討論解決，并制作PPT，最后由一人上臺展示，如此可以有效地反映每個學生在整個課程設計的各個環節是否進行了獨立思考。這種模式在一定程度上可以有效避免學生的抄襲行為，也能考察學生是否積極思考、主動尋求解決方法。課堂問答搶答即教師在課堂教學過程中，提出與教學內容相關的問題，學生舉手進行搶答，這種模式可以使課堂氛圍更活躍，也能考察學生對理論知識的具體掌握情況。個人成果答辯即教師根據教學內容，提供多種設計主題，學生根據自身學習現狀從中選擇一個主題后進行課程設計，并制作PPT進行課堂匯報，有效考察學生對所選課題的理解能力、自行解決問題及整體運用理論知識的能力。

三、“化工原理”課程教學改革效果

（一）提高課程理論知識教學的有效性

通過對“化工原理”課程教學模式的優化改進、對理論知識的更新和充實，課程體系變得更加完善，也更貼近學生的實際需求。一方面，在“化工原理”課程教學內容中增加當前工業生產實踐的最新科研成果，使教學內容更生動有趣，激發學生主動學習的興趣，引導學生開展自主學習以及知識拓展。另一方面，在課堂上為學生提供更多表達觀點的機會，實現了從教師作為課堂中心到學生作為課堂中心的轉變，師生課上互動頻次較以往更多，培養了學生獨立思考的能力，活躍了課堂氛圍。通過運用現代多媒體技術和互聯網技術，在課堂上實例展示和演示教學，增強了該課程課堂教學的趣味性，提高了教學有效性。

（二）提高學生解決實際生產問題的能力

在進行“化工原理”課程設計的過程中，通過反復進行理論知識的學習、小組間的溝通交流，學生不僅提高了獨立分析能力、知識內化能力、學以致用融會貫通能力，而且還在一定程度上提高了團隊合作與表達溝通的能力。學生通過在當地工業企業單位實訓，在任課教師及工廠技術人員指導下參與實際工程項目的設計、施工、管理，提高了學生解決生產中的實際問題的能力［6］。學生更深刻地理解了“化工原理”課程的目的和意義，能更好地完成教學大綱中規定的學習任務；通過直接與用人單位的對接，學生以親身經歷的方式了解了化工行業需求和生產實踐的前沿動態，不僅促進了學生對課堂知識的深入運用，還培養了學生的創新能力和工程意識，了解了自身的弱勢及未來學習的方向，增強了學生的就業競爭力。通過“化工原理”的工廠實習，學生對化工生產行業有了更為全面的認識，增強了專業自信，提高了課程獲得感和滿意度。

參考文獻：

［1］ 教育部. 教育部 財政部 國家發展改革委印發《關于高等學校加快“雙一流”建設的指導意見》的通知［EB/OL］. （2018-08-08）.

http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/moe_843/201808/t20180823_345987.html.

［2］ 王志魁，向陽，王宇. 化工原理：第五版［M］. 北京：化學工業出版社，2018.

［3］ 龔磊，戴潤英，劉倩，等. 農林院校《化工原理》課程教學改革與實踐［J］. 廣州化工，2018，46（03）：162-163.

［4］ 梁克中，牟維君，黃美英，等. 化工原理課程設計教學模式改革的探索［J］. 黑龍江教育（高教研究與評估），2006（Z1）：123-124.

［5］ 蔣建新，趙永虎，朱莉偉，等. 林業工程類專業“化工原理”教學改革與實踐［J］. 中國林業教育，2008（05）：48-51.

［6］ 胡慧，羅毅平，唐勇奇，等. 工程應用型人才培養體系的構建與實踐［J］. 中國高等教育，2021（11）：61-62．

（責任編輯：羅欣）

基金項目：西北農林科技大學2023年研究生教育改革項目“基于生態文明理念的《廢水處理與利用》課程思政建設”（項目編號：JXGG23018）；資源環境學院2021年院級教育教學改革項目“雙一流背景下學習產出（OBE）教育理念在《化工原理》中應用的探索與實踐”（項目編號：ZHJG2109）。

作者簡介：劉鵬（1987—），男，博士，西北農林科技大學資源環境學院副教授，研究方向為思政教育與專業課教學；李金麗（1990—），女，碩士，西北農林科技大學實驗室安全與條件保障處實驗師，研究方向為實驗室管理。