王昌济，武成利

（安徽理工大学 化学工程学院，安徽 淮南 232001）

0 引言

化工设计课程涉及化工工艺、机械、安全环保、职业卫生、经济管理等多领域不同专业，具有理论难度深、知识体系复杂等特点，其教学成效直接关乎化学工程人才的培养质量［1-3］。

开展化工设计课程特点及教学方法研究，对增强学生理解和应用能力，培养其工程理念和创新意识等方面有着十分重要意义。陈景波等［4］围绕设计实施方案等方面进行探讨，采用以孕育、孵化、形成、运用4个阶段递进式培养学生解决复杂工程问题的能力。严宗诚等［5］立足化工设计院对人才培养的需求，采用课程内容为基础，结合设计软件应用的方式改进教学方法。魏庆玲等［6］分析当前形势下化工设计课程教学中存在的问题，通过实践教学环节的融合、网络资源和网络平台辅助教学等改革教学方法，调动学生学习积极性和主动性。涂令军等［7］对课程内容进行模块化建设，通过集线上资源、混合式教学、过程性课程考核和课程目标达成度评价为一体的信息化课程体系建设，提升学生工程素养和创新能力。何禄英等［8］从革新课程教学内容、教学方法、教学评价等方面，对课程“金课”建设进行分析和探讨，为化工类特色高校化工类专业课程教育提供参考。杨庆春等［9］采用“专题式理论教学—项目式案例分析—开放式作业强化”的项目驱动式教学模式，结合虚拟仿真实验教学，激发学生的学习兴趣与实践技能。褚效中等［10］从课程体系、教学内容及方法等方面对化工设计课程进行改革，形成注重教学过程的“一体化、多层次”评价机制。王璐等［11-13］提出以翻转课堂为基础展开线上线下相结合的教学模式，借此提升学生学习兴趣及教学质量。张德谨等［14］通过分析化工专业课程教学中存在的问题，探索化工设计大赛在人才培养过程中的地位和作用。陈慧蓉等［15］结合工程应用型人才的培养目标，将翻转课堂与工程项目教学模式深度融合，提出基于探究式学习与翻转课堂的工程项目教学模式优化策略。

综上所述，诸多高校针对化工设计课程教学开展大量的研究并提出一系列改革措施，成效斐然。但大多数成果都是依据其自身的办学理念和教学基础，不具有普适性。因此，考虑到安徽理工大学的学科建设及人才培养模式现状，该门课程教学应当因地制宜，在借鉴前人先进教学经验的基础上不断创新发展。本文拟采用翻转课堂和项目化教学有机结合教学模式，同时将人文视角理念引入化工设计课程教学“过程管理”，多方位、多角度“因材施教”，旨在培养学生理论联系实践的综合素养。

1 化工设计课程教学中存在的问题

1）理论教学效果不佳。课堂虽然是教育者和学习者之间互动的重要场所，单一的“满堂灌”“填鸭式”教学方法，很难使学生保持长时间的注意力。

2）过程教学管控不严。当前化工设计课程偏重于“结果管理”，教学过程对学生平时成绩评价比重较低，导致学生学习主要靠死记硬背，期末考试临时抱佛脚。

3）教学方法内生动力不足。课堂教学的目标是教会学生学习的方法，增加专业认知广度和深度，而非单纯的知识积累。传统的教学方法集中体现在条理和规范性上，缺乏灵活多样且行之有效的内生动力，导致教师教学、学生学习中存在一些被动或应付情绪。

4）理论联系实际不紧密。当前化工设计主要是理论教学为主，理论与实际脱节。培养学生理论联系实际，提高学生的工程思维意识和应用能力是当前化工设计课程教学面临的核心问题。

5）学习资源及方法有限。教师授课及学生学习的资源大都局限于教材书本及PPT课件。利用丰富的信息化平台，从无限信息中提取价值信息，让学生从单纯的课本知识学习中脱离出来，更为全面、真实感知这门课程的意义，主动构建知识体系，是教学改革的一项重要内容。

2 化工设计课程教学改革的举措

2.1 翻转课堂提升理论教学效果

翻转课堂又称为翻转学习或倒置课堂，教师不再大幅占用时间来讲授课程，而是通过优化组合课堂内外的时间，引导学生在课前、课中及课后自主完成学习。其优点主要有：

1）要领清晰、目标明确。借鉴相关学者的改革经验，并结合化工设计课程目标，笔者在翻转课堂教学方法上做一些创新尝试。首先根据化工设计课程的特点，将知识内容进行分解，凝练出关键问题，然后将问题分配给不同小组，并让每个成员承担相应的任务。例如：对于物料衡算与能量衡算这一部分，可分解成衡算基准、平衡方程、衡算过程、结果分类等若干个关键问题，教师首先进行综述并分配任务，然后以小组为单位，分别由各个组员讲解1节课程内容，最后小组之间开展讨论。与此同时，教师在讲解过程中根据实际情况进行适时点评与指导。

2）因材施教、模式新颖。翻转课堂教学中学生充分参与“教”与“学”，学生通过角色转变对理论知识有更深刻的体验和理解，学习成效更明显。翻转课堂改变教师“一言堂”的传统教学模式，更有利于培养学生的积极性和主动性。例如：以空分深冷工艺设计为例，让学生对设计图提出自己的看法及思路，或者让学生根据教材及主观理解自主设计流程图，充分讨论、互相点评，不断修改和优化设计方案。

3）教学自主、灵活高效。从教育心理学的角度来看，学习情趣诱导是教学实践中事半功倍的有效前置手段，此种模式调动学习者的主动性，学习过程更为有趣高效。因此，翻转课堂可以令学生全身心投入到学习过程中，教学成效直线上升。通过建立关系来动态的构建知识体系，让学生在翻转课堂教学中有更多的时间来验证和改进学习方法。与传统课堂相比，学生有更多的课堂时间与老师和其他同学进行互动，更自由灵活地参与课程学习中，显著提升学生沟通和理解的能力，教师也更容易获得有效的反馈和做出差异化的指导。

2.2 项目化教学增强学生实践能力

翻转课堂教学较好地改善化工设计理论教学效率不高问题，然而此课程不仅要求学生掌握专业知识，更重要的是提高学生实践动手能力。项目化教学是一种以项目为主要组织形式的教学方法，它通过让学生参与到具体的项目活动，提高学生的主动性、创造性和实践能力，促进其知识、技能和情感等多方面的综合发展，是一种基于行为主义（直接指导）和建构主义（体验式学习）的教学法。鉴于翻转课堂及项目化教学的特点，若将两者有机结合并充分发挥其优势互补，教学效果将得到本质提升。

以安徽理工大学自建的20 kg/h煤气化试验平台设计为例，首先让学生自主研究并论证项目设计方案；其次制定项目目标，明确各自任务及时间节点；最后通过项目的各项指标完成情况，检验和评估项目开展质量。教师在全过程中进行跟踪指导，确保学生学习和实践能力得到双向培养。

2.3 意识形态下的人文视角教学

学生是教学的主体，人文教学有利于平衡其情感和认知差异。成功的教学方法虽不能面面俱到，但可以根据教学的环节“量身定制”教学。授课过程中不仅要备教材、备教法，更重要的是“备学生”。根据学生学习的特点，可大致分以下几类，如表1所示。

表1 学生类型及特点

科学的教学工作要“一人一策”“因材施教”。例如，对于模范学习型学生要给予表彰，充分发挥其模范引领作用；对于努力障碍型学生要给予鼓励，引导其改变学习方法和提高学习效率；对于自信匮乏型学生，让其承担“教师”或“演讲者”的角色，借此机会展示和提升自信心；对于依赖监督型的学生，要创造其独立自主学习的空间和机会，让他们承担起监督和被监督的责任，从而摆脱依赖的习惯性；对于学习厌烦型学生，要适时给予一定心理疏导，让其理解课程内涵与意义，激发他们热爱学习的兴趣和动力。

3 效果分析与评价

本文采用达成度来检验学生对本课程专业知识的掌握程度及评估学生综合能力培养情况。达成度即达成率，是指目标的完成程度。达成度=学生成绩平均值/该教学活动理论值×100%。其中，学生成绩平均值为本课程所有学生成绩的平均值；理论值为该教学活动针对某指标点的满分值。本课程达成度考核分为5 个标准：90%～100%为优秀，80%～89%为良好，70%～79%为中等，60%～69%为及格，低于60%为不及格。

以化工设计为例，将课程培养目标分解为若干个指标点，其中掌握化工设计的基本内容、主要规范、进行工艺设计和产品开发的理论知识水平为指标点①，学生分析解决问题及化学工程计算的能力为指标点②，每项指标的满分均为50分。课程教学改革前，对应指标①考核内容的学生平均成绩为39分，计算该指标点的达成度为39/50×100%=78%，标准为中等；对应指标②考核内容的学生平均成绩为33分，计算该指标点的达成度为33/50×100%=66%，标准为及格。而实施课程改革后，指标①的达成度为90%，较改革前提高12%，达到优秀标准，表明学生理论知识掌握水平明显提高；指标②的达成度为85%，较改革前增幅19%，达到良好标准，表明学生在解决实际问题及化工物料衡算等方面的综合能力也得到较大提升。

课程改革效果评价除目标达成度分析外，还采用问卷调查方式来诊断教学过程中存在问题并提出改革措施，帮助教师查找课程教学短板，进而调整和完善教学方案。通过问卷调查发现，课程改革前非常满意的学生占比35%，比较满意占比55%，不满意占比10%，主要源于教学模式单一、课程体验感差、专业知识理解困难、过程学习枯燥乏味、缺乏实践活动及学习动力不足等问题。课程改革后非常满意的学生占比65%，比较满意占比35%，不满意占比0%，表明学生对改革后的教学方法更为认可。

4 结语

通过翻转课堂、项目化教学相结合，同时将人文视角贯穿于教学全过程，课程各项指标点达成度较高，学生分析解决问题、知识巩固以及理论联系实践等多方面能力得到有效提升，具有一定可操作性和指导性。