基于工程教育認證的“煤化學”優質課堂教學模式探索

焦發存，武成利，劉 濤，張 曄

（安徽理工大學化學工程學院，安徽 淮南 232001）

以學生為中心、以成果為導向和持續改進的工程教育專業認證理念逐漸成為我國高等教育教學改革的方向，推動我國高校工程教育質量穩步提升[1,2]。以學生為中心、以產出為導向的教育理念（OBE）強調，在人才培養方案中要明確學生畢業時應具備的能力，以及為培養這些能力應開展的教學及評價活動。課程教學目標的達成情況支撐專業的畢業要求和培養目標，建立優質的課堂教學模式對課程教學目標的達成具有非常重要的作用。

煤炭是我國重要的基礎能源和化工原料，為國民經濟發展和社會穩定提供重要支撐。與煤相關的二氧化碳排放成為我國碳排放的主要來源之一，隨著我國碳達峰、碳中和“雙碳”目標的提出，煤化工行業能源利用率低、二氧化碳排放量大的問題更加突出，加快實現煤炭清潔高效利用已成為我國能源轉型的首要任務，煤化工企業對煤化工專業人才的需求也在不斷增加。

安徽理工大學化學工程與工藝專業以培養煤化工專業人才為辦學特色，為我國煤化工行業培養了大量的高級工程技術人才?！懊夯瘜W”是該專業煤化工方向重要的基礎課程之一，課程內容包括煤的形成、煤的結構、煤的巖石和化學組成、煤的化學性質和工藝性質、煤的分類等，其中煤的化學組成和煤工藝性質為該課程的重點，是學生畢業后在煤化工和煤炭清潔高效利用行業從事生產、研發的基礎。該課程內容多、涉及面廣，而傳統的教學方式難以調動學生的積極性和主動性，很難達到預期的教學效果，影響專業畢業要求和培養目標的達成。所以，基于OBE理念，構建“煤化學”課程的優質課堂教學模式，在有限的課堂教學時間內高質量地完成教學任務、達到育人目標是亟須研究的課題。

一、優質課堂的特征

優質課堂包括優質的課堂文化、優質的課堂關系、優質的課堂組織與教學，能夠最大程度地發揮課堂教學的功能和作用。優質課堂的評價可以從教師和學生兩個角度展開。從教師的角度，教師的認知影響教師的教學行為。教師課前認真備課，在課堂教學中利用巧妙的課堂設計、教學熱情和表現力來激發學生的學習興趣，通過不斷鼓勵學生、積極與學生溝通建立良好的師生關系，形成融洽的課堂氛圍，為學生努力學習創造良好的課堂環境。從學生的角度，學生對優質課堂的認知往往與教師有所不同。筆者對72 名學生進行了“影響課堂學習效果的關鍵因素是什么”的問卷調查，設置選項包括（1）任課教師課前充分準備；（2）授課課件的質量；（3）新穎的教學方式；（4）任課教師的講課風格；（5）課上師生互動交流；（6）任課教師的表達能力；（7）課后的輔導答疑頻次。根據統計的結果顯示74.3%的學生選擇了任課教師的講課風格是影響課堂學習效果的關鍵因素，新穎的教學方式以66.6%緊隨其后。由此可見，學生更重視教師講課的風格和教學方式的創新，幽默風趣的教學風格和新穎的教學方式更能夠吸引學生的注意。對學生來說，教學內容比較枯燥的課程如果老師的教學語言幽默風趣，可以使課堂氣氛變得輕松、愉快，從而收到很好的教學效果。此外，創新課堂教學方法，改變傳統“課件”+“板書”的授課模式，提高信息化教學的比例，同樣可以提高學生的學習興趣。

二、“煤化學”課程課堂教學現狀

“煤化學”課程經過長期的建設和發展雖然取得了一定成績，但仍然存在很多不足。尤其是近年來，由于煤化工專業人才引進不足，導致教師隊伍出現斷層。經驗豐富的老教師退休后，青年教師不能很好地承擔起該課程的教學，“煤化學”課程教學質量有待進一步提高。

由于2018 版化學工程與工藝專業人才培養方案將總學分由198 調整為180，受專業必修模塊課程學分的限制，“煤化學”課程被調整至專業選修模塊，學時數也由40 壓縮為32?！懊夯瘜W”課程涉及的內容較多、知識面廣，學時數的壓縮導致各章節授課時間的安排捉襟見肘，對部分關鍵知識點的講解不深入。如何利用有限的課堂教學時間將課程重要內容傳授給學生，并激發起學生的學習興趣，是一項具有挑戰性的工作。對教齡不長的年輕老師來說，“煤化學”課程的講授只能是按基本要求完成授課任務，與優質課堂標準對比還有很大差距。

工程教育是以學生為中心的產出導向教育，要讓學生通過教育取得既定的學習成果，就必須完整回答學生畢業時應取得什么樣的學習成果、為什么要取得這樣的學習成果、如何有效幫助學生取得這樣的學習成果、如何檢測學生取得了這樣的學習成果、如何保障學生取得這樣的學習成果。這五個問題分別對應了OBE的目標、需求、過程、評價和持續改進。作為煤化工方向專業課程的先行課程，“煤化學”對后續煤化工專業課課程目標的達成至關重要。以化學工程與工藝專業開展工程教育認證為契機，建立課程教學目標達成情況評價機制，有針對性地制定持續改進措施，堅持以學生為中心，強化課堂教學，建立“煤化學”課程優質課堂教學模式，提高課堂教學質量，支撐畢業要求和培養目標的達成。

三、“煤化學”課程優質課堂教學模式

建設“煤化學”優質課堂首先要從修訂教學大綱、明確課程教學目標入手，在課堂教學中充分考慮學生的實際需求和課程自身的特點，優化教學方式，激發學生的學習動力和興趣；其次要挖掘思政元素，將課程思政融入課程教學；第三要建立完整有效的考核評價機制，根據課程目標達成情況，進行持續改進。

（一）優化教學大綱，明確教學目標

根據工程教育專業認證的要求，對“煤化學”教學大綱進行修訂，修訂內容包括課程目標、課程目標與畢業要求的對應關系、評分標準、每項課程目標的評價依據和評價方法等。明確課程結束后學生應該具備的知識和能力，弄清課程教學目標對畢業要求指標點的支撐關系?！懊夯瘜W”的課程教學目標為：（1）掌握成煤物質、成煤環境、成煤作用過程，煤的巖石組成及類型；了解煤分子結構理論的基本觀點；（2）掌握煤工業分析的定義和有機質元素的測定方法；了解煤的化學性質和物理性質；（3）掌握煤的熱解、燃燒和氣化性質，分析煤炭加工和合理利用的影響因素，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。課程教學目標對畢業要求的分解指標點形成相應的支撐，教師教學要以培養學生的高階思維和高階能力為主，重點培養學生的創新思維、批判思維及可持續發展能力[6]。

（二）以學生為中心，激發學習動力

傳統的教學方式是教師按照教學大綱將枯燥的概念和知識填鴨式地灌輸給學生，教師一個人唱獨角戲，學生成了觀眾，面對由各種理論、概念堆砌而成的劇情，勢必造成學生參與度降低，體驗感變差，收獲感更少。

優質課堂教學應該首先明確學生在課堂上的主體地位，充分調動學生的學習積極性，變被動式學習為主動式學習。課前教師可采用問卷調查的方式，了解學生對“煤化學”課程的熟悉程度、學生通過這門課程的學習希望得到哪些收獲、學生依據自己未來的發展規劃認為學習什么內容更能適應社會的需要等。通過填寫調查問卷，促使學生積極思考，加深對課程的認知，并做好學習計劃。教師應該“以學定教”，在設計教學方案時要結合學科特點，認真分析、研究學生的需求，制定可行的學習目標。其次，教師要從“演員”轉變成“導演”，讓學生更多地參與到“表演”中來，通過適當縮減教師授課時間，留出部分時間讓學生有針對性地討論課程中的重點、難點問題，教師給予解惑或點評，最大限度地培養學生自主學習的能力。同時還可以有效地促進課堂上師生間的互動，讓學生變為課堂的主人，提高課堂教學效率。

（三）運用信息化技術，激發學習興趣

在網絡信息技術高速發展的今天，傳統的教學模式和方法已經不能滿足學生對課程學習的需求。作者將信息化技術運用于“煤化學”課堂教學，以多媒體為主，根據課程的教學目標和教學內容，用生動形象的動畫講解煤的形成和結構；將視頻材料制作成教學視頻，介紹煤的工藝性質及檢測方法；利用動畫介紹現代煤化工工藝流程，并結合煤化工企業現場圖片，生動形象地介紹煤炭轉化的實際運用；利用QQ 群和微信群等發布與“煤化學”課程相關的教學資料（如教學大綱、課程PPT、課后作業等）、煤化工行業資訊等，便于學生課后自主學習，加深學生對煤化工行業的了解。同時，還可以利用線上線下相結合的方式開展課后答疑，讓學生牢固掌握課程知識。信息化技術的運用可以使教學內容更加豐富、形式更加靈活、重點更加突出，無形中拓寬了學生信息獲取的渠道，對知識點有了更加深刻理性的認識。

為了提高信息化技術的運用能力，任課教師必須加強信息技術知識的學習，也可以通過參加校內外的信息化教學培訓或研討活動，與經驗豐富的教師交流信息化技術的運用技巧，將信息化技術與課堂教學更好地融合，激發學生的學習興趣。

（四）將思政教育融入課堂教學

新時代的高校教育要全面貫徹黨的教育方針，解決好“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本問題。在培養目標上，必須明確把“努力培養擔當民族復興大任的時代新人，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人”作為根本目標[10]。立足學科的視野、理論和方法，將思政教育融入“煤化學”課程中，實現專業課知識的傳授與價值引導的有機統一。結合具體課程教學內容，將思政教育貫穿于“煤化學”課程教學之中，“潤物細無聲”地熏陶學生的思想情操，培養社會主義的核心價值觀。

通過講授我國煤炭資源分布的特點，讓學生了解我國能源的基本情況，更好地理解和貫徹國家有關能源的方針和政策。通過向學生介紹我國“富煤、貧油、少氣”的自然資源現狀，讓學生認識到煤炭在我國能源結構中的基礎性作用。我國石油和天然氣對外依存度高，國內能源供應受國際影響較大，讓學生理解我國大力發展煤化工（如煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇等）對保障國家能源安全的戰略意義。煤化工的“三廢”排放會對環境產生嚴重污染，為了保護環境，不斷提高人民的生活質量，必須牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，實現經濟、環境和資源的可持續發展。近年來國家頒布了一系列環境保護的法律法規，嚴格執行“三廢”排放標準和處理程序。通過這部分內容的學習，讓學生明白為什么我國要大力推進煤炭清潔高效利用。

（五）完善課程考核機制

學生學習獲得的知識和能力需要通過一定的評判標準來進行評價，而傳統的以期末考試成績與平時成績（出勤率和課后作業）相結合的評價方式不能很好地反映課程目標的達成情況。尤其是平時成績這部分，往往不能準確反映學生的學習情況，如某些學生出勤率很高，但課堂上并沒有專心聽課；還有部分學生課后作業完成的質量比較高，但可能并不是自己獨立完成的，這樣會導致老師對課堂教學的效果產生誤判，影響課程目標達成情況的評價。出現這種情況的根本原因是這種傳統的考核方式缺少了對學生學習過程的考核，老師也不能及時得到學生學習效果的反饋。在OBE 模式下，平時成績考核除了出勤率和課后作業外，在每章內容講授完成后均對本章知識點進行課堂測試，強化過程考核。課堂測試的成績可以準確反映課堂教學的效果，有助于任課教師了解學生對知識點的掌握情況，及時進行教學反思并制定持續改進的措施。在評價過程中，充分考慮學生的個體差異，平衡學生在學習過程和學習結果中的表現，對學生進行綜合評價[14]。

四、結論

煤化工是安徽理工大學化學工程與工藝專業的特色方向，“煤化學”是煤化工方向重要的專業課。作者按照工程教育專業認證要求，分析了“煤化學”課程課堂教學存在的問題，從修訂教學大綱、在教學中激發學生的學習興趣和愛好、將課程思政融入課堂教學以及課程考核機制優化等方面對“煤化學”優質課堂的教學模式進行了探索，以期推動教師教學水平和學生培養質量的提升。