馮 銳,孟獻梁,秦志宏,武建軍
(中國礦業(yè)大學 化工學院,江蘇 徐州 221116)
“化工技術(shù)經(jīng)濟”是我?;ゎ悓I(yè)的專業(yè)主干必修課,教學內(nèi)容為32學時,2學分,采用普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《化工技術(shù)經(jīng)濟(第三版)》(宋航主編)。目前,該課程主要講授化工技術(shù)經(jīng)濟學的基本原理和方法,包括技術(shù)經(jīng)濟分析的要素、基本原理、經(jīng)濟評價方法、不確定分析及風險決策以及項目可行性研究等內(nèi)容。通過近幾年的教學實踐,筆者發(fā)現(xiàn)教學中存在著學生學習積極性差、學習效率不高的問題。這主要是因為該課程內(nèi)容理論性強、計算公式多,教材例題圍繞知識點設(shè)定,“技術(shù)經(jīng)濟”特點明顯而“化工”特色欠缺,教學實例與當前熱門的化工工業(yè)案例脫節(jié),學生無法深刻體會學習該課程的應用價值。其次,在“教與學”的過程中,教學模式較為單一,以教師講授為主,“以學生為中心”的教學理念體現(xiàn)不足,學生課堂參與度低,學習自主性差,學生未能深入理解知識內(nèi)容也難以構(gòu)建屬于自己的知識體系,造成所學知識處于分散割裂的狀態(tài)。因此,突破傳統(tǒng)的教學理念和教學模式,強化“以學生為中心”的教學理念,創(chuàng)新教學模式,不斷豐富和完善教學內(nèi)容,促進理論知識和生產(chǎn)實際的融合,提高教學效果,是當前化工技術(shù)經(jīng)濟課程教學改革的重要任務。
針對化工技術(shù)經(jīng)濟課程教學存在的問題,筆者采用了情景與案例聯(lián)合教學法對教學過程進行改革,即以實際化工案例為該課程教學內(nèi)容的主要載體,通過設(shè)定情景使學生分角色參與到案例的分析評價過程中,以分組答辯和競爭激勵方式提高學生的課堂參與度和學習積極性。
情景與案例聯(lián)合教學法是在傳統(tǒng)的案例教學法中派生出來的一種新的教學方法[1]。案例教學法以培養(yǎng)學生分析能力而備受推崇,被認為是代表未來教育方向的成功教育模式[2]。我國教育部2015年發(fā)布的《關(guān)于加強專業(yè)學位研究生案例教學和聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)的意見(教研[2015]1號)》文件中闡釋了案例教學的內(nèi)涵,即“案例教學是以學生為中心,以案例為基礎(chǔ),通過呈現(xiàn)案例情境,將理論與實踐緊密結(jié)合,引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,從而掌握理論、形成觀點、提高能力的一種教學方式”[3]。然而,在實際教學過程中存在案例教學法內(nèi)涵體現(xiàn)不足的問題,如教師會將案例教學簡化成“案例分析”或針對知識點的“舉例”,教材案例脫離化工實際,理論與實踐結(jié)合不夠緊密,知識仍是教師到學生的“單向傳遞”過程[4]。
鑒于此,本文所采用的情景與案例聯(lián)合教學法是將生活或化工生產(chǎn)領(lǐng)域的典型實例按照不同的教學需求編制成教學案例。根據(jù)案例特征設(shè)定情境,給定學生角色,讓學生對化工案例的不同技術(shù)方案采用適宜的方法進行技術(shù)經(jīng)濟分析和評價,比較各自的優(yōu)劣勢,從而做出合理的決策,判斷項目的可行性與經(jīng)濟效益。在案例教學過程中,通過課堂討論讓學生參與到教學中來,了解最前沿的科技成果應用情況,激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的積極性和主動性,提高學生的觀察、分析、歸納和總結(jié)能力,培養(yǎng)對所學知識的運用能力和創(chuàng)新能力。
情景與案例聯(lián)合教學法通常是安排在講解課程知識點之后,教師在講解課程知識點時不過多舉例,只要求學生理解和掌握知識點的概念和應用范圍,而知識網(wǎng)絡和知識能力的訓練則貫穿到案例教學中進行。情境與案例聯(lián)合教學法實施的基本步驟如下:
(1)建立教學案例。由該課程教研室組織教師,按照教學大綱的要求,搜集文獻資料,選擇突出本校煤化工特色的化工項目實例,在保證教學任務和質(zhì)量的條件下適當簡化教學內(nèi)容,使之能夠與教材知識內(nèi)容相匹配。在案例中設(shè)定問題環(huán)節(jié),合理引導學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、并能夠結(jié)合所學知識提供解決問題的思路和方法。此外,所編寫的教學案例難度要適中,這樣既能起到鍛煉學生的作用,又不打擊學生的積極性。
教學案例的設(shè)計包括項目概況、可行性分析(市場、工藝技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)、法規(guī)、環(huán)保、安全)、項目投資估算及資金來源、財務評價(成本、銷售收入、稅金、利潤、盈利能力、不確定性分析)、國民經(jīng)濟評價等多方面內(nèi)容。教學資源的建立需要精心設(shè)計案例,對實際化工項目只提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息,設(shè)計問題環(huán)節(jié),啟發(fā)學生思考,運用所學的經(jīng)濟學知識對項目進行技術(shù)經(jīng)濟評價和分析。
(2)設(shè)定情境與任務。根據(jù)案例設(shè)定的情境,根據(jù)學生的實際情況分組并分配任務,明確各組間的角色,任務和關(guān)系,讓學生根據(jù)所學知識對任務案例中設(shè)定的問題提供可能的解決思路和方法,明確組內(nèi)成員各自的細化工作任務。此階段,教師扮演的角色是引導學生將案例全過程進行疏導,教師不提供解決方案,而是學生自由發(fā)揮的空間。
(3)分角色執(zhí)行任務。以學生為主體,綜合所學知識解決所分配的案例學習任務,要求學生對案例中涉及的問題能夠給出較為詳細的解決方案,并能夠通過定量計算,對所涉及的化工項目案例做出經(jīng)濟分析、效益評價、項目可行性等結(jié)論。
(4)分組成果展示與點評。當學生在規(guī)定時間內(nèi)完成案例任務后,組織學生答辯和成果展示,并讓其他組同學對答辯組同學的表現(xiàn)及成果進行討論,提高學生發(fā)現(xiàn)和解決問題的實戰(zhàn)能力。教師隨后點評學生的表現(xiàn),剖析教學案例所涉及的化工技術(shù)、經(jīng)濟學理論、方法等重要的知識點,以此讓學生加深對所學知識的理解,掌握各個知識點之間的關(guān)系,從而構(gòu)建起較為完整的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡。教師根據(jù)學生在任務完成過程以及答辯和成果展示中的表現(xiàn),給定平時成績。
以典型的新型煤化工項目煤甲醇制烯烴為例,來說明情景與案例聯(lián)合教學法的應用。煤基甲醇制烯烴工藝是近些年發(fā)展較為成熟的煤化工新技術(shù),對實現(xiàn)以乙烯、丙烯為代表的的低碳烯烴生產(chǎn)原料多元化,促進我國低碳烯烴工業(yè)發(fā)展具有重要意義。本案例以公開資料報道的工業(yè)流化床甲醇制烯烴(MTO)和固定床甲醇制丙烯(MTP)項目資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對部分內(nèi)容適當簡化并設(shè)定情境問題,如作為影響甲醇制烯烴經(jīng)濟效益的最重要因素-煤炭價格-如何影響項目的盈利?然后,給學生設(shè)定角色,使其作為決策者來確定如何科學合理地評價兩種技術(shù)方案、解決問題的思路是什么、以及如何通過分工協(xié)作親自動手解決這些問題。教師按照如圖1所示的步驟逐步引導學生完成案例教學內(nèi)容。此過程中,教師可以給學生提供部分參考資料,如《石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定(2015版)》、中國石油化工項目可行性研究技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)與數(shù)據(jù)2018》、《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)(第三版)》等,培養(yǎng)學生從實際應用的角度出發(fā),按照化工項目經(jīng)濟評價的基本步驟,運用所學知識完成案例學習任務[5]。
圖1 煤基甲醇制低碳烯烴化工項目教學案例教學步驟
現(xiàn)代化工技術(shù)發(fā)展迅速,新理論、新工具、新工藝層出不窮,教學內(nèi)容改革也要瞄準前沿科技成果,將典型生活實例和化工項目,特別是煤化工項目設(shè)計制作成教學案例引入課堂。為適應當前課程“小班化、短學時”的發(fā)展趨勢,教研室結(jié)合我校化工專業(yè)的“煤化工”特色,強化化工項目教學案例對知識點的整合作用,突出知識發(fā)展脈絡,按照情景與案例教學模式編寫了適合本專業(yè)的案例教學資源,力求學生在較短時間內(nèi)掌握該課程核心內(nèi)容。目前,本專業(yè)教學研究室已根據(jù)本專業(yè)的煤化工特色和課程教學大綱要求整理總結(jié)了多個典型案例,涉及到的化工項目方案達10多個(見表1),豐富的教學案例內(nèi)容滿足了學生對不同類型化工項目進行技術(shù)經(jīng)濟分析評價的要求。
表1 典型的化工項目教學案例舉例
在情境和案例聯(lián)合教學中,學生的參與度和學習主動性是提高學習效果的根本保障。通過課堂教學實踐發(fā)現(xiàn),通過生動活潑和多樣化的教學模式改革,學生的學習熱情和課堂參與度有了明顯的提高,不再局限于“來上課、能及格、拿學分”。多數(shù)同學能夠認真對待案例任務,在解決生產(chǎn)實際問題中能夠運用該課程學習的知識,綜合考慮化工項目設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)等各階段和各方面的經(jīng)濟效益問題,培養(yǎng)了學生的批判性和創(chuàng)新性思維能力。