化学反应工程课程“重思考、...参与、广输出”教学模式探索_张艳维.pdf

基 金 项 目：河南省高等教育教学改革研究与实践项目（学位 与 研 究生 教 育）成果（编 号：2021SJGLX258Y）；河南省教育科学规划课题（编号：2022YB0292）；2022 年河南省本科高校课程思政样板课程（编号：133）；安阳工学院 2021 年教育教学改革研究与实践项目（编号：AGJ2021007）作者简介：张艳维（1980），女，安阳工学院副教授，研究方向为表面活性剂的应用和高等教育专业建设；张楠（1981），女，安阳工学院副教授，研究方向为精细化工和教育教学；付宁（1988），男，安阳工学院讲师，研究方向为新型二次电池结构设计与构筑。化学反应工程是化学工程与工艺专业的一门专业必修课，其以工业反应过程为主要研究对象，内容涉及化学反应动力学、反应器传递特性、反应器类型结构、操作分析及反应器设计，涵盖高等数学、物理化学、流体力学等多门学科，综合性较强。该课程强调分析和设计能力的训练，以及理论与实际相联系，旨在培养学生从基础理论、工程观点和经济观点出发综合处理复杂工程问题的能力、“安全从设计开始”的工程伦理以及为经济社会发展服务的家国情怀。为提升该课程教学效果，满足绿色工程教育和新工科教育的需要，授课教师要立足课程特点和学生学情，积极探索构建新的教学模式。一、传统教学模式存在的问题化学反应工程与数学、物理、化学等基础学科密切相关，且与化工热力学、化学动力学、传递过程等课程存在交叉关系。课程中的反应动力学、反应器设计等内容涉及大量的公式推导与计算，学生在学习时普遍感到理论抽象、推导烦琐、工程问题多，学起来难度较大。传统教学模式以教师单向输出、学生被动接受为主，师生之间缺乏交流互动，教学效率低下，教学效果不理想，存在诸多问题。（一）学生学习积极性不够化学反应工程课程中的公式具有很强的逻辑性及抽象性，需要学生有缜密的逻辑思维和丰富的想象力。在目前的教学环境下，教师虽然能运用新兴的多媒体技术展示和讲解课程内容，但如果学生基础相对薄弱，学习起来就比较吃力，也很容易在学习伊始就失去信心和兴趣，陷入学不会、不想学的困境。而传统的板书教学虽然可以让学生跟着教师的思路走，但整体上节奏较慢，能够容纳的知识点不多，教师在有限学时内难以完成教学任务，学生也很难学精学透。（二）教师讲解不全面不深入化学反应工程教学内容涉及均相反应动力学、理想反应器、流体流动、催化剂及催化动力学等，知识点繁多。教师为完成教学大纲规定的教学内容，一味赶教学进度，无法深入讲解理论内容，而该课程知识逻辑性和关联性又很强，前面知识是后面知识的基础，如果前面教师没讲透，学生理解不到位，则后面的知识学起来就更加吃力。（三）理论知识与应用脱节化学反应工程是一门严谨的、内在逻辑性强的学科，经过几十年发展，理论体系日趋完善。其传统教学侧重理论方面的推导、求解，学生很容易走向“就理论谈理论”的误区，进而导致对课程内容内化不够，不知道理论知识如何与化工生产实践结合，更谈不上在生产一线应用。二、“重思考、强参与、广输出”教学模式构建面对化学反应工程传统教学存在的诸多问题，课程团队充分调研了解学情，认真总结、仔细分析，针对课程公式多、推导过程繁杂、学生易厌烦的情况，优化设计课前、课中、课后教学环节，提出了“重思考、强参与、广输出”的教学模式。课前通过工程案例、设计课题以及行业人物事迹，启发学生了解学习内容并进行思考（重思考）；课上通过随堂练习、师生合作以及翻转课堂，加强互动（强参与），强化学生对重难点的理解和掌握；课后通过作业、思维导图以及自我考核强化总结；通过摘要：化学反应工程是化工与制药类专业的核心课程，应用性和实践性较强。本研究在分析其传统教学模式存在问题的基础上，提出构建“重思考、强参与、广输出”的教学模式，强化了学生对专业知识的理解和应用，教学效果显著提升。关键词：智慧教学；课程思政；案例库；以赛促学张艳维，张楠，付宁（安阳工学院，河南安阳455000）化学反应工程课程“重思考、强参与、广输出”教学模式探索2023第4期教学研究83河南教育高等教育课程论文、PPT、学科竞赛作品等，展示学生学习成果（广输出）。课前通过让学生了解行业人物事迹或工程案例来思考“为什么学”；课中通过师生合作、翻转课堂、随堂练习让学生思考“学什么”；课后通过课后作业、思维导图、自我考核让学生思考“怎样学”。总之，让学生在参与中思考、在思考中参与，做到重思考与强参与紧密结合，促进学生对所学知识吸收和转化，学会融会贯通、学以致用。在这一模式中，教学环节设计是基础，重思考、强参与是抓手，广输出是目标导向。三、探索实施（一）融入课程思政课程团队充分利用专业课教学的价值引领作用，把社会主义核心价值观等思政元素融入教学活动中，对学生进行理想信念、工匠精神、工程伦理等教育。在授课过程中，教师结合化学反应工程发展史中的国内外人物事迹开展思政教育，如打破“洋油垄断”的陈俊武院士、“中国催化剂之父”闵恩泽院士、“中国工业结晶之母”王静康院士，以及国外的“牧场化学家”范特霍夫、电离学说创始人阿伦尼乌斯等。他们虽然身在不同地域、不同时期，但都对科学有着执着的追求和无限的热爱；学生学习他们的事迹，感悟他们的精神，能够有效激发学习的内生动力。（二）打造智慧课堂课程团队运用现代教育理论和现代信息技术，打造线上线下相结合的智慧课堂，通过对教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，实现教学效果最优化。在线上课堂，教师利用雨课堂、钉钉等线上工具布置课前预习，进行课堂选人、随堂练习、课堂测试等，保障学生全员全程参与教学活动；利用学习通等在线教学平台的过程评价功能，实时收集、整理学生参与活动的情况数据，实现对学生个体学习过程的跟踪和反馈；通过建立数据分析模型，不断完善过程评价机制，利用智慧课堂助力重思考和强参与。在线下课堂，师生面对面交流，共同商讨复杂工程问题的解决方案，此时教师能及时了解学生的学习状态及其对知识的消化吸收情况，也可以督促、鼓励学生往深处学、往难处钻，学生之间也容易形成浓厚的“比学赶超”氛围，学习效率大大提升。总之，线上线下相结合使课堂从教室延伸到课外，教学过程中工程案例的引入使学生看到了“知识大有用武之地”，体会到了“为什么学”，极大地激发了学习兴趣，学生自主学习能力和创新能力得到明显提高。师生共同解剖工程案例的过程，是一个对知识点掰开揉碎并吸收内化的过程，显著提升了学生分析、解决问题的能力。在学习讨论过程中，同学之间、师生之间频繁交流互动，学生的表达沟通能力得到明显提升。此外，智慧课堂上学生自主学习的时间相对比较自由，多数学生在学习过程中都能够发散思维、自由发挥，及时获得成就感，对课程教学的满意度也不断提升。（三）创建案例库针对学生容易陷入空谈理论的情况，课程团队运用案例教学法，遵循OBE理念，根据课程目标筛选案例素材，撰写案例内容，使案例全程贯穿课程内容。结合线上线下混合式教学模式，调整知识要点布局，并由浅入深、循序渐进地加以讲解，逐步引导学生开拓思路、积极探索，以获得知识、能力、素质的全面提升。课程案例库建设的基本原则是贴合教学内容、突出背景、讲究实效。课前，教师通过发布案例引导学生了解课程内容，开展线上自主学习；课中，教师通过案例演示，精心讲解重难点，并让学生结合小组讨论加深记忆和理解。（四）开展考核为了深化课程的实践性，培养学生学以致用的能力，课程考核以能力为导向，注重考查学生对基础知识的掌握和运用。具体而言，通过学习通、雨课堂等学习平台中的抢答、选人等功能，及时考查学生对当堂知识点的掌握情况；通过作业和期末考试考查学生的分析思辨能力；通过课程论文和PPT演示考查学生对反应器设计等核心知识点的掌握情况。“重思考、强参与、广输出”教学模式实施以来，课程团队所带的专业班级课堂气氛明显好转，学生参与度大大提升，学习主动性显著增强，参与“互联网+化学反应”工程大赛、大学生化工设计大赛等学科比赛的热情高涨，参赛人数增多，获奖比例提升，总体上取得了良好的教学效果。参考文献：1陈甘棠.化学反应工程M.北京：化学工业出版社，2021.2王安杰，孙志超，张守臣，等.丰富教学手段，提高化学反应工程课堂教学质量J.化工高等教育，2021（2）.3宋先雨，武卫荣，梁克中，等.化学反应工程课程思政教育研究J.广州化工，2021（21）.4李彦君，刘媛媛，杜玉朋，等.化学反应工程融合课程思政教育的探索与设计J.广东化工，2021（23）.5吴富丽.OBE理念下法学专业课程案例库建设的原则探究J.黑龙江教育（理论与实践），2022（6）.责编：文墨84