化工原理教学中的去模式化研究

范宝安 任晓静　董志军　毛磊　俞丹青

【摘要】本文以化工原理教学为例，探讨了在高等教育中如何避免教学模式化的方法，指出只有打破常规，改变现有的标准化的教学方法和教学手段，发展和完善多种形式的教学平台，建立起多层次的评价体系，才能充分调动起学生的学习积极性，使学生的学习变被动为主动，从而达到事半功倍的效果。其中的经验不仅适用于化工原理教学，对于其它工科大学课程的教学也有普遍的借鉴意义。

【关键词】化工原理 教学改革 去模式化

【基金资助】湖北省教育厅教改项目（2008189）；武汉科技大学教改项目（2009016）。

【中图分类号】 G40-034 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0228-02

所谓模式化教学指的是围绕教学所组织的一切活动都是按照一定规范、根据某一程式、在一定的模式下进行的。比如模式化授课就是老师在课堂上讲、学生坐在下面听；模式化学习就是学生听课、看课本，然后做作业；模式化考试就是出一张有标准答案和评分标准的考卷，让学生在规定的时间内独立完成，然后根据评分标准阅卷，对学生的学习效果进行评定。模式化教育的特点是统一化，包括统一的教学目标，统一的教学大纲、统一的教学计划、统一的课程安排、统一的教材和教学方法、统一的考试制度与评价体系等。这种统一化的模式使教育具有基础性、系统性、规范性、高效性和公平性等特性[1]。模式化教育对于中小学可能行之有效，但并不适用于高等教育，这时因为高等教育所传授的知识具有广延性、拓展性和探索性等特点。高等教育的对象是具有独立思维能力和心智相对成熟的大学生，高度教育的目标是培养创新性、开拓性和独立性的专业人才[2]，因此统一的规范、标准化的教学、单一化的学习方式不适合大学教育。

以化工原理教学为例，化工原理是化学工程专业最重要的一门专业基础课，也是化学工程、生物工程、环境工程等专业的必修课之一。该课程最突出的特点就是工程性强、实践性强，但知识结构松散，不便于系统学习。用该课程所学到的理论知识解决实际问题时存在着很多不确定性，很多过程需要近似计算，甚至很多计算时用到的参数都需要估计。而经过了多年模式化教育的大学生对这门课程普遍很不适应，无法理解对于一个具体的实际问题为什么得不到一个标准的答案，对未知参数的估计更是无从谈起。这说明对于这门课程不能采用传统的模式化教学，要想使学生学好这门课程，以达到学以致用，并最终树立起工程观念的目的，就必须在教学过程中进行去模式化研究。

根据化工原理课程特点，结合作者多年的化工原理课程教学经验，对这门课程进行去模式化实践可以从以下几个方面进行：

一、改革授课方式，变老师在上面讲、学生在下面听为学生在上面讲、老师在下面听，激发学生自主学习的积极性。

传统的教学模式是老师在讲台上讲，学生坐在下面听。这种单一的教学模式很容易引起学生的听觉疲劳，即使是学生感兴趣的内容也很难坚持一堂课不走神，更不用说要长年累月坚持认真听讲了。事实上，绝大多数的大学课程都是枯燥、生涩、抽象并难于理解的，因此单纯的这种填鸭式教学必然不可能获得良好的教学效果，因为学生至始至终都是处在一个被动地接受知识的状态。如果能够改变这种状态，让学生由被動地接受知识变为主动地汲取知识，学习效果就会大大提高，从而达到事半功倍的效果。一个行之有效的方法是让学生到讲台上讲，老师在课下听。这其中会遇到一些困难，比如由于中国学生普遍都比较害羞、自信心不足，不敢或不好意思到讲台上讲，或者因为学生学习能力差、课本知识难度大而不能到讲台上去讲。这就需要老师一方面加强劝说和引导，帮助他们克服心理障碍，鼓励学生大胆地上台去讲，必要时可以通过平时成绩加分等手段激发学生上讲台的积极性；另一方面，老师要选择一些比较简单、易于理解的内容让学生讲，并将课件或讲稿做得简单明了、通俗易懂，在上课之前提前将课件发给学生自学。当然，对于比较复杂的内容仍需老师在课上讲解。在学生讲解之后，老师只需要对学生讲的不正确的地方加以纠正，并询问其他学生是否理解，不宜对学生的讲解进行评价，以免挫伤学生上台的积极性。

二、改革学习方式，变上课听讲+课后做作业为课前布置作业+课上讨论+课后协作完成，激发学生学习的主动性和创造性。

传统的学习模式是学生在课堂上听老师讲，然后课下照着例题做作业。这样培养出来的学生只会做作业，而不会解决实际问题。学生学习知识的目的是学以致用，但是要活学活用，而不是照猫画虎、生搬硬套。要解决这个问题就要从布置作业方面下功夫。个人认为布置作业不能布置课后习题，因为课后习题都是跟课本中的例题相关的，基本上都是一个解题模式、一样的求解思路。作为课后作业实际上应该在课前来布置，因为课前布置了作业，学生在上课时学习就有了针对性，而且知道了可以用哪方面的知识来解决哪一类问题，即学生的学习是“有备而来”的。另外，所布置的作业应该有一定的难度，需要学生调动起所需的知识创造性地去解决问题，而不是去根据已知条件去求解问题。比如，在学习《化工原理》传热章节时，已知冷热流体的进出口温度和流率，让学生通过计算选择一款换热器。流体物性数据、流动方式、换热器的型号和尺寸均需要由学生自行查找和选择，而不是把所有条件都给清楚了，让学生计算换热面积那么简单。这类作业一般难度偏大，学生一开始可能无从下手，这就需要老师给予适当的提示。另外，这类问题没有标准答案，选择不同的流动方式或不同型号的换热器都会有不同的结果，这就需要在课堂上进行充分的讨论和比较，同时老师也要进行必要的指点，同时也促使了学生创造性地得出不同的解决方案。最后，这类作业由于难度比较大，单个学生可能无法完成，需要学生协作完成，这样还培养了学生的团队精神。

三、改革考核方式，变一卷定成绩为卷面考试+课堂表现+课后作业完成情况+出勤等多要素综合起来对学生学习情况进行评定。

传统的考核模式就是出一份试卷，让学生在规定的时间内完成，然后根据标准答案批改试卷，据此给出学生的成绩。这种考核模式造就了学生“一切向分看”，“分、分是命根”的思想，学生学习的动力就只剩下拿高分了，甚至仅仅只是为了60分。事实上，仅通过考卷来评定学生的成绩有失偏颇、甚至有失公允。因为现实生活中的确存在着一些学生非常善于考试，即出现所谓的“高分低能”现象以及学生考试作弊等。为此，必需要改革传统的考核模式，采用多种方式综合评定学生的成绩，如课堂表现（比如是否积极回答问题、是否积极上讲台等等）、作业完成情况（比如能否及时正确地完成作业、求解思路是否具有创新性、是否能在解题过程中发现新问题等等）、出勤等。一般卷面考试的成绩权重不应超过50%，课堂表现和课后作业完成情况应占到40%以上，出勤占10%。当然老师也可以根据具体情况自行决定是否加入其它项目作为平时成绩，如实验、课堂纪律等等。

四、改革实验教学，变规范化的实验课程为学生自主设计实验，培养学生的主动性和动手能力。

传统的化工原理实验的教学模式是学生人手一册《化工原理实验指导书》，先由老师讲解，然后学生根据实验指导书上的操作流程一步步按程序操作，然后记录实验数据，课下处理实验数据，撰写实验报告。这种实验教学模式给学生的感觉就是循规蹈矩、按部就班，虽然也能通过实验验证课堂上所学的理论知识，深化对课本知识的理解。但遗憾的是，这种教学模式只能使学生知其然，而不能使学生知其所以然。因为学生在实验中所做的每一部操作都是规定好了的，照着指导书做就可以了，不需要动脑子去想为什么，甚至不需要动脑子去想为什么这么做就可以达到实验目的。因此，必须要改革现有的化工原理实验教学模式，抛弃所谓的实验指导书，将实验由验证性实验改为设计性或综合性实验。只告诉学生的实验目的和实验设备的功能、使用方法和注意事项，让学生自行设计实验方案、实验数据记录表格和处理方法，然后进行充分讨论，确定实验方案后，经老师指点、修改和批准后在实验室老师的指导下进行实验操作、记录实验数据，然后课下自行处理实验数据、撰写实验报告。这样的实验教学不仅锻炼了学生的动手能力，也提供了动脑的机会。

五、改革教学模式、通过网络教学开辟第二课堂。

传统的教学模式是课堂教学，即老师在课堂上讲，学生在下面听。虽然可以把这种模式改革为学生在讲台上讲，老师在下面听。但毕竟不可能每个学生都有机会上讲台，而且有些学生因为过分害羞而不愿意上讲台，这样这部分学生就得不到学习和锻炼的机会。另外，还有部分学生在学习中遇到了自己解决不了的问题，却因为害羞不愿意當面向老师请教，使得这部分学生难以得到公平的学习机会。网络教学的出现为这部分学生提供了一个良好的学习平台[3]。在网络虚拟的空间里，学生可以畅所欲言，把所有的问题和困惑都会提出来，因此教师可以充分利用网络手段、通过建设精品课程网站、资源公开课网站等将各种教学资源，如教学视频、课件、习题、电子教案等上传到网站上，供学生自学。另外，还可以在网站上开辟在线答疑、BBS讨论组等栏目供师生交流、学生相互讨论等。这样就可以使教学活动不受时间、地点的限制，更加机动、灵活，从而打破的传统的教学模式，开辟了第二课堂。

总之，高等教育的特点和时代对培养大学生的要求需要我们打破传统的教学模式[4]、采取多种教学手段和教学方式、打破常规，发展和完善多种形式的教学平台，建立起多层次的评价体系，充分调动起学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，使学生学有所好、学有所感、学有所思、学有所悟，最终实现学有所成。

参考文献：

[1]郭秋萍，陈建辉，徐凌雁.个性化教育与模式化教育一体化发展研究[J].教育现代化，2010，（3）：20-23.

[2]柯力，王华，方向明.对构建大学个性化教育体系的思考[J].中国高教研究，2004，（10）：26-28.

[3]王国庆.现代教育信息技术与各学科课程整合方法及实践应用手册[M].香港：中国教育科学出版社，2007.

[4]卓挺亚， 张亿钧， 李汪洋.当代世界教育思潮及教育改革动态[M].海口：南海出版公司，2003.

作者简介：

范宝安（1977.7～），男，汉族，山东兖州人，武汉科技大学化工学院化学工程系教研室主任，副教授，博士，主要研究方向：化工高等教育、化工清洁生产与节能减排。