基于成果导向教育理念的《化工原理》对分课堂教学改革实践与探索

周洁+吴圣姬+陈琳+吕挺

摘要：随着我国工程教育专业认证工作的全面展开，我校在申请认证的环境工程专业基础课——化工原理课程中开展了基于成果导向教育理念的对分课堂教学改革实践，以学生的学习为中心，教师与学生对分课堂，教师精讲基本概念和重难点，并引入工程实际案例，提高学生解决工程中实际问题的能力，学生在课堂上进行交互式讨论学习，进行个性化的内化吸收。课程实践及调查问卷结果表明，化工原理对分课堂在保持适度学习负担的情况下，获得了较满意的教学效果，有利于更好地培养环境工程学生的专业素质和工程实践能力。

关键词：成果导向教育；化工原理；对分课堂

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0139-02

一、成果导向教育理念

我国于2016年6月加入《华盛顿协议》成为正式成员国，工程教育認证体系得到了国际上的认可。目前，工程教育占到了中国高等教育专业设置以及毕业生总量的三分之一，通过工程教育认证意味着我们的毕业生能够拿到通行国际的执业资格。因此，几乎所有相关院校都对参与工程教育认证表现出了空前高涨的热情。许多高校也逐步开展工程教育专业认证申请的准备工作，此时迫切需要引入先进的教育理念来指导工程教育的教学改革工作。目前，成果导向是工程教育专业认证的三个基本理念之一，李志义教授提出要用成果导向教育理念来引导高等工程教育的教学改革工作。成果导向教育强调要以学生的学习为中心，教师结合具体情境并应用团队和协同方式，来协助学生学习。

成果导向教育（Outcome Based Education，简称OBE）是在反思教育的实用性以及教育成果的重要性的背景下，由Spady等人于1981年首次提出的，也称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。目前OBE已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。这是一种以学生的学习成果（Learning outcomes）为导向的教育理念，认为学生通过教育过程最后所取得的学习成果是教学设计和教学实施的目标。

不同于传统的课程期末分数，学生的成果应该是其通过某一阶段的学习后所能达到的最大能力，简言之就是最终取得的学习结果。学习成果具有如下特征：（1）此成果是该学生完成所有学习过程后获得的最终结果；（2）成果不是学习的暂时表现，不仅是学生知道、记得和了解，而是学生内化到其心灵深处的学习历程；（3）成果还应包含工程实际的应用能力，以及可能涉及的其他情感因素或价值观；（4）经过学生长期和广泛实践的成果，持久的时间越长；（5）成果应注重其实用性，并且兼顾生活的重要内容和技能；（6）学校应同样关注学习过程中的结果，根据最终培养结果按照反向设计原则来设计课程教学，并对阶段性成果进行多样化的评价。

OBE的成功实施须遵循如下四个原则：（1）教师进行的课程设计与教学工作要与学生在完成学习过程后能够达成的最终学习成果相对应。（2）教师在课程设计与教学中应保证具有个体差异的每个学生都有完成学习成果的平等机会。（3）教师需要提高对学生学习的期待，鼓励学生开展深度学习。（4）教师应以最终学习成果为起点，反向进行课程设计并开展教学活动。

二、对分课堂教学模式

在目前的信息时代，高校学生成为新兴的Online一代。为了调动学生的学习积极性，复旦大学张学新教授提出了一个称为“对分课堂”的新课堂教学模式。对分课堂的核心理念是把课堂时间分配给教师和学生，教师在课堂上进行讲授，学生则以讨论的形式在课堂上进行交互式学习。对分课堂把教学分为讲授（Presentation）、内化吸收（Assimilation）和讨论（Discussion）三个在时间上清晰分离的过程。把讲授和讨论时间错开为对分课堂的关键创新点，这样一来学生在课后就有一周的时间来自主安排学习，进行个性化的内化吸收。

三、我校《化工原理》对分课堂教学的实践内容

我校环境工程专业已开展专业认证申请工作，而化工原理是我校环境工程专业的重要专业基础课，利用成果导向教育理念来引导化工原理课程的教学改革工作具有现实意义。本次化工原理教学改革实践采用对分课堂“隔堂讨论”的形式，课堂上教师负责精讲基本概念和重难点。我们将化工原理的课程内容按照传递现象的特点分成动量传递、热量传递和质量传递三大部分，并分别结合相应的分离过程进行介绍。在课堂讲授中，我们还结合了工程案例教学法，在化工原理这门具有较强工程背景的课程教学中，引入工程实际案例，目的在于提高学生解决工程中实际问题的能力，进一步培养学生的工程观念。另外我们还采用演示仿真动画等方法介绍课程中难于理解的教学内容和工程设备运行，通过多媒体教学手段生动地呈现授课内容，使抽象的概念和理论更加直观和具体，以期充分提高学生的兴趣和注意力，进一步提高教学效果。例如：通过展示换热器实际运行时冷热流体的流动状况来帮助学生理解换热器的管程和壳程；利用不同种类吸收塔的仿真模拟来了解吸收塔的构造特点、气液两相在吸收塔中的实际流动和传质过程。在每次课中，我们还结合我校自行开发的课堂互动Hclick系统通过一两道选择题来检查学生对重要知识点的掌握程度并辅助完成课堂考勤。每次上完课后教师布置两道与本次课程内容对应的中等难度的习题。与学生约定好需要完成的作业包括习题解答以及“亮考帮”（亮闪闪——分享个人学习所得；考考你——挑战自己的学习对手；帮帮我——向能者求助）两部分。课后学生需要对讲授的内容进行吸收和内化，并通过作业深化对教学内容的理解和掌握，为分组讨论做好准备。完成的电子版作业上传至我校采用的网络教学平台供教师批阅，纸质版作业在课堂小组讨论时使用。作业不仅是自主学习的成果，也是讨论中非常重要的材料。

一周之后学生按4人一组先对上一次课的学习内容以及“亮考帮”展开分组讨论，我们要求学生都参与讨论，并强调在此过程中的学习分享以及互帮互助。我们也会安排预设的问题供学生讨论，例如在简单与复杂管路知识点讲授后，我们安排了从高位水塔引水至车间管路改造的问题。之后我们随机抽两位学生提出该小组尚未解决的问题，并引导全班学生把一些未考虑到的关键问题提出来，此阶段以教师回答为主。最后，由教师在精讲与讨论的基础上做总结和拓展性陈述。

化工原理對分课堂教学改革考核方式上强调过程性评价，关注不同的学习需求，让学生能够根据个人的学习目标确定对课程的投入。课程末期我们还进行了化工原理课程问卷调查，收集学生对各教学环节和学习总体效果的反馈和评价来指导课程教学的持续改进。该期末调查问卷一共包括16道题，询问学生在本门课程中的学习负担、对对分课堂的总体评价、对自己在本门课程中的学习效果的满意度以及是否认同并达到了对分课堂的教学目标等问题。学生的调查问卷结果表明，化工原理对分课堂在保持适度学习负担的情况下，获得了较好的教学效果，得到大多数学生的认可。

四、结论

总之，基于成果导向教育理念，以学生的学习为中心，对分课堂教学方法在化工原理课程的教学改革实践与探索中取得了一定的效果，提高了学生的学习兴趣和工程实践能力。但也发现了一些问题，如：教学内容要更加精练，重点突出；还应进一步完善过程性评价，关注不同学生的学习需求，力争使每位学生都能达成最终的学习成果。我们将在今后的教学工作中对发现的问题做出持续的改进。

致谢

感谢杭州电子科技大学教学模式改革项目对本课程教学改革研究工作的资助。

参考文献：

[1]李志义，解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014，（17）：7-10.

[2]Spady，W.Choosing Outcomes of Significance[J].Educational Leadership，1993，51（6）：18-22.

Concept of Outcome Based Education and PAD Class Practice in "Principles of Chemical Engineering"Teaching Reform

ZHOU Jie，WU Sheng-ji，CHEN Lin，LV Ting

（College of Materials and Environmental Engineering，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou，Zhejiang 310018，China）

Abstract：With the development of the engineering education professional certification in China，PAD Class （Presentation-Assimilation-Discussion） practice in professional basic courses of environmental engineering applying for professional certification—principles of chemical engineering course teaching reform was carried out guided by the concept of outcome based education. Student learning is oriented as the center of our teaching reform. The PAD class time is allocated to teacher and students. Teacher presents the basic concepts and difficulties，and introduces engineering practical projects to improve the students' ability of solving practical issues. Students discuss interactively in PAD class and realize individualized assimilation. Practice and survey results show that students have moderate burden in PAD class of principles of chemical engineering，and obtain satisfactory teaching effect. PAD class helps to train the environmental engineering students' professional quality and ability of engineering practice.

Key words：outcome based education；PAD Class；chemical principle