“新工科”背景下来华留学生化工工艺学课程教学改革与探索

＊柳方景 朱佳媚 周维

（中国矿业大学 化工学院 江苏 221116）

我国对外高等教育不断的发展和成熟，吸引了越来越多的留学生来到中国学习。中国政府每年向沿线国家提供大量的奖学金名额，以扩大相互间留学生规模与开展合作办学[1]。据统计，仅在2018年就有49万余名留学生选择来中国留学,全球留学生格局发生了明显的变化[2]。作为我国培养的重要人才储备资源和与其他国家之间交流沟通的重要枢纽，来华留学生的教育培养工作已成为我国各招收来华留学生的高等学校面临的重要课题和巨大挑战[3]。为了吸引来华留学生和提高留学生的培养质量，不少高校针对来华留学生开设了全英文授课的专业和课程，以提高来华留学生的教育质量，但大部分高校的留学生培养工作尚处于起步阶段。处于起步阶段的全英文授课面临很大的瓶颈和困难，例如授课教师专业英语能力有待提高，专业课全英文教材和讲义课件匮乏，全英文教学经验和技巧较少，英文教学和留学生学习资料获取困难等。这些问题给“新工科”背景下来华留学生的全英文授课带了很大的挑战，是各高等院校亟待解决的关键课题。

在“新工科”背景下，来华留学生教育是高等教育国际化的重要内容，留学生的培养水平是衡量一个学校国际化水平的重要标尺。因此，我国众多工科高等院校留学生的培养和教育工作上投入了大量的人力和物力，以提高学校的国际化水平。在“新工科”和“双一流”高校建设背景下，中国矿业大学积极响应国家政策，投入到留学生的培养工作中。近年来，中国矿业大学安全工程、机械工程、矿物加工工程和化工工程与工艺等专业都陆续开始招收全英文授课的留学生并开设各类全英文授课的基础和专业课程。大多数来华留学生来自基础教育水平较差的国家，留学生教育背景差异较大，相关专业知识基础较为薄弱，这也给全英文授课带了挑战和困难[4]。因此，通过课程教学改革完善留学生全英文授课，是全方位提高工科留学生的培养水平和质量的关键。

化工工艺学是化学工程与工艺专业的主干课程，是专业理论与工程实践并重的一门课程，被称为“化工基础知识与工程实践的桥梁”，一直为全国的众多高校化学工程与工艺专业所重视的一门专业课[5]。目前，已有不少高校针对化工工艺学的中文课程开展课程教学改革与探索，取得了明显的成效，但针对适合来华留学生的化工工艺学全英文教学的课程改革则鲜有报道，大多数高校还处于摸索阶段。因此，探索适合来华留学生的化工工艺学课堂教学方法对于提高留学生学习兴趣、教学质量和教学效果进而提升留学生培养质量变得尤为重要。前期化工工艺学的课堂教学主要偏重课程核心内容的讲授，忽略了对留学生综合素质特别是工程实践能力的培养，且课堂氛围不够活跃，缺少研讨环节。针对留学生化工工艺学全英文课程的特点和前期课程教学过程存在的问题，需要对化工工艺学全英文课程的教学方式与手段及课程考核评价方式进一步深入改革和探索，以提高留学生对化工工艺学的学习兴趣，培养留学生的综合素质和能力，提升来华留学生的培养质量和水平，从而助力我国“双一流”高校建设战略的实施。

1.提升授课教师专业英文能力

化学工程与工艺专业的来华留学生来自不同国家和地区，他们在生活、文化和思维等方面的背景差异性很大。为了在课堂上和课下能够更好的与学生交流和沟通，首先应对学生的背景和个性有初步的了解。在课堂教学过程中要充分理解和尊重留学生所在国家的民族文化背景特点，有助于在课堂上更好的和留学生进行沟通、交流和互动，帮助留学生更好的融入课堂，树立正确的学习观，提升学习的自信心，使授课教师在留学生心中树立良好的形象。由于留学生来自不同国家和地区，知识背景、学习能力和英文水平差异性较大，需要授课教师构建良好的学习环境，无论是课堂上还是课下能够与留学生进行无障碍的交流沟通，并能在课前和课后为学生课前预习和课后复习提供丰富便利的学习资源，从而有效地提高教学效果和质量。

另外，化工工艺学全英文授课对授课教师英语口语和专业英语水平有很高的要求，要求教师能够从中文思维方式跳跃出来，将书本上的化工专业英语灵活变成课堂上的交流英语，要求教师快速提高专业英语的实际应用能力。因为化工工艺学会涉及到大量的化工专业英语词汇，授课教师能够熟练掌握化工专业英语词汇对课程讲授效果的提升十分重要。因此，要求授课教师阅读大量的化工专业英文书籍，熟练掌握相关英文专业知识并灵活用于课堂教学。此外，来自不同国家的留学生的英语发音的差异也非常大，这也要求授课教师提高英语听力水平以应对学生的提问，有助于活跃课堂氛围。

2.优化课程教学内容

化工工艺学课程学习的内容主要包括生产化工产品过程中各类反应的热力学、动力学一般规律以及催化剂的类型；最佳工艺参数的确定方法；反应器的选择；物料和热量衡算；工艺流程组织；基本化工原料和中间体的生产方法。考虑留学生的学术背景，化工工艺学的教学内容应通俗易懂，具备一定的理论系统性，重点突出，对重点理论问题既讲深讲透，又能深入浅出，并能够理论结合工程实践应用。在学习化工工艺学之前，留学生已经完成了化工原理、化工热力学和反应工程原理等课程的学习，对化工生产过程的基本原理和工艺有了基本的了解，但对典型的化工工艺流程和主要设备等的理解需要进一步加深。通过化工工艺学课程的学习，能够更加深入地理解化工生产的关键技术。

化学工业涉及的化工产品种类诸多，其生产方法原理、工艺和设备不尽相同，因此课程内容覆盖面广，综合性和应用性强。化工工艺学这门课程的内容丰富繁杂，教学内容有效组织较为困难[6]。传统的化工工艺学中文课程主要讲授不同化工产品的生产方法和原理、工艺流程和主要设备等，由于课程学时的限制，每一章内容通常只选择典型的生产工艺及其关键设备展开讲解。此外，因为留学生缺乏实际生产操作经验，对化工工艺参数和典型设备了解不够深入，往往感到课堂学习枯燥乏味。针对化工专业来华留学生专业知识基础比较薄弱的特点，留学生化工工艺学的讲授要突出重点，重要知识点的讲解要做到通俗易懂，深入浅出，对化工工艺涉及的重要理论、典型的工艺过程和方法及主要设备作为重点展开讲解，而对一般的化工过程以及涉及到各类反应的热力学、动力学一般规律以及催化剂，只作简单的总结性介绍，使留学生能够做到触类旁通和举一反三，充分了解整个化学工业[7]。例如，在第2章化学工艺基础中，重点讲解石油及其加工利用方式、化工生产过程流程组织、化工过程的主要效率指标和反应过程物料平衡，而对煤、天然气和生物质等的加工利用，反应条件对化学平衡和反应速率的影响，催化剂的性能及使用，热量衡算等内容简单介绍。第3章至第7章的教学内容则突出主线，选择以生产典型的化工产品例如乙烯、芳烃、甲醇、苯乙烯和环氧乙烷等的“工艺过程”作为教学的重心，并结合实际生产案例，以化工产品为载体，重点介绍其工艺原理、工艺条件、主要设备和工艺流程等内容。

3.改进教学方法与手段

(1)运用多样的教学方法

化学工艺传统的教学方式采用教师讲，学生听的“传授式”教学方法，不能充分调动学生的学习主动性，学生对于核心知识的理解和吸收效果不佳。因此，留学生的化工工艺学应该贯彻以“学生为中心”“教师服务于学生”的教学理念，积极运用“启发式”“案例式”“讨论式”和“研究式”等多种教学方法，并在教学过程中灵活运用多媒体技术和“雨课堂”等软件，充分调动留学生的主动学习的积极性，活跃课堂氛围，提高学生的综合素质和能力[5]。从“教”为中心的教学范式向以“学”为中心的学习范式转变[8]。

在课堂教学中，主要采用“启发式”和“案例式”的教学方法。在讲解重要知识点时，通过问题导入方式启发学生思考并解决相关问题，帮助留学生养成适合自己的学习方法和习惯。例如，在讲解第2章中石油加工利用方法时，启发学生思考什么是石油的“一次加工”和“二次加工”及其区别，启发学生思考石油“二次加工”的主要方法，不同方法在原料、反应过程、主要产品、工艺条件和催化剂的不同之处。对于每种加工方法，利用“案例式”教学法讲解国内外典型的生产工艺并进行比较。例如，第3章“烃类热裂解”中3.6节“裂解气的精馏分离系统”安排2个学时，进行“研讨式”教学，鼓励学生自主学习，制作PPT进行汇报并展开讨论。通过学生汇报、小组讨论和教师点评的方式帮助学生解决问题，加深对重要知识点的理解，提高学习效率。通过这种学习方式让留学生变得更加主动学习和思考。此外，在讲到典型化工产品工艺时，安排学生课后查阅相关文献，了解相关研究前沿进展和最新学术成果，并在课堂讨论，以提高学生的学习主动性，培养留学生的开拓思维和创新研究意识。

运用“雨课堂”软件开展“互动式”教学，活跃课堂气氛，调动学生的积极性，并运用软件进行随堂测试，了解学生对每章重要知识点的掌握情况，以便灵活调整教学内容和方式。在每章结束之后，除了布置课后习题外，要求学生对每章的学习内容绘制“思维导图”进行总结，使学生对重点知识点掌握得更牢固。

(2)开展适当的实践教学

实践教学在化工工艺学教学中也不容忽视，是强化留学生运用化工专业知识解决工程实践问题能力的重要手段和提高工程教育质量的关键[9]。在之前的课程教学中，作者发现留学生对于化工工艺学中的典型化工工艺流程、化工产品的生产方法和主要设备比较感兴趣。因此，在教学过程中应注重实践性的教育环节，注重培养学生应用理论知识分析和解决实际工程问题的能力，要注重学生对典型化工生产工艺、主要设备和主要工艺参数的掌握，培养学生的化工工程实践能力。

我院建立了一套煤制甲醇半实物仿真工厂并配备了一整套仿真软件平台。因此，可以安排4个学时在甲醇半实物仿真工厂展开实践性教学，通过对煤制甲醇基本原理、工艺流程和主要设备的学习及半实物仿真装置和软件的实际操作，让学生了解实际生产工艺流程和主要设备类型。学生通过半实物仿真装置的实际操作，加深对化工工艺学课程核心内容的理解，了解典型化工产品实际生产过程中开车、停车、故障排查和设备维修等化工基本操作。通过实践教学提高留学生对大型和复杂化工生产过程及相关化工设备运行和调控的能力，有助于提高留学生解决实际工程问题的能力。

4.优化课程考核评价方式

最初留学生化工工艺学的课程考核方式是期末考试加上平时的考勤和作业。这种考核评价方式能一定程度反映出教师教授和学生学习的效果，但不能够全面评价学生的综合能力和素质，达不到考核学生综合运用化工专业理论解决工程问题能力的目的[10]。这种偏重知识的传授而弱化留学生综合能力和素质培养的考核评价方式需要进一步改进。因此，留学生化工工艺学课程要采用更为合理和全面的考核评价方式，从留学生对化工工艺学理论知识的掌握、独立自主学习和解决问题的能力、团队协作和交流沟通的能力以及工程素质等方面进行全方位的考核，突出创新人才综合素质的评价。

首先，要对留学生的课堂学习情况进行了考核评价，主要考察课堂出勤率、课前预习课后复习、课上问题回答及课后作业完成等情况，按10%的比例计入总成绩；对重点章节内容（例如2章化学工艺基础和第3章烃类热裂解）的重要知识点，采用“雨课堂”软件进行2-3次单元测试，考查留学生对化工工艺学核心内容的掌握情况，对每次测试的结果进行批改和总结，将成绩按15%的比例计入总成绩；对书中自学和研讨部分内容，指导学生独立自主学习和查阅相关文献资料并完成制作PPT进行汇报和分组讨论，考核留学生独立自主学习、解决问题和团队协作沟通的能力，按15%的比例计入总成绩；实践性教学考核留学生对煤制甲醇工艺流程、主要设备和仿真软件操作和应用的能力，按10%的比例计入总成绩；期末考试以开卷的形式进行，重点考查留学生对课程重要知识点的掌握情况，成绩按50%的比例计入总成绩。这种考核评价方式一方面可以激发学生的学习兴趣和动力，另一方面可以有效评价留学生综合运用化工工艺学专业知识解决工程实践问题的能力。

5.结语

在“新工科”背景下，以培养具备化工专业知识和跨文化交际能力的复合型应用人才为目标，本文就来华留学生化工工艺学的全英文课程在提升教师专业英文能力、优化课程教学内容、丰富教学方法与手段以及优化课程考核评价方式等方面提出了改革措施。提升授课教师专业英文能力能够促进和留学生的交流，有助于活跃课堂氛围。化工工艺学课程内容要根据留学生的基础进一步优化，重点突出，注重深入浅出。要合理运用“启发式”“案例式”“讨论式”和“研究式”等多种教学方法和手段并借助“雨课堂”等多媒体软件，调动留学生的主动学习的积极性，活跃课堂氛围，提升教学效果。适当开展实践性教学，以培养留学生的化工工程实践能力。留学生课程考核评价方式也需进一步优化，有助于全面评价留学生掌握化工工艺学理论知识和综合素质的能力。