陳遷喬 吳畏 曲虹霞 王娟 鐘秦

[摘 要]化工原理是一門(mén)有一定理論深度和難度的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。面對(duì)南京理工大學(xué)留學(xué)生化工原理英文教學(xué)的特殊性和復(fù)雜性，為了提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，也為了將留學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才，項(xiàng)目組對(duì)教材選擇、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、留學(xué)生管理和授課方法等方面進(jìn)行了探索，并取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]留學(xué)生;化工原理;英文教學(xué);課程建設(shè)

[中圖分類(lèi)號(hào)] H319 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2020）11-0112-03

化工原理是化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心主干課程，應(yīng)用傳遞過(guò)程基礎(chǔ)理論研究化工單元操作原理。該課程以過(guò)程工程為教學(xué)背景，使學(xué)生在理論和實(shí)踐上掌握單元操作的過(guò)程和設(shè)備原理，進(jìn)而完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)型和操作型過(guò)程的計(jì)算和分析，提高分析和解決化工工程實(shí)際問(wèn)題的能力。化工原理具有極強(qiáng)的實(shí)踐性和工程性，其主要先修課程是高等數(shù)學(xué)、物理和物理化學(xué)等，是連接化工類(lèi)學(xué)生基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的橋梁，是一門(mén)有一定理論深度和難度的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。

一、教學(xué)面臨的困難和存在的問(wèn)題

留學(xué)生教育是高等教育國(guó)際化的重要內(nèi)容，留學(xué)生的規(guī)模、發(fā)展?fàn)顩r和水平是衡量一個(gè)高校國(guó)際化水平的重要標(biāo)尺。在“一帶一路”戰(zhàn)略的大背景下，高等教育國(guó)際化成為教育改革的必然趨勢(shì)，越來(lái)越多的留學(xué)生來(lái)到中國(guó)。因此，近年來(lái)我校生物工程、制藥工程、機(jī)械工程等近十個(gè)專(zhuān)業(yè)都陸續(xù)開(kāi)始招收外國(guó)留學(xué)生。2017年開(kāi)始，生工和制藥專(zhuān)業(yè)的留學(xué)生也逐漸開(kāi)始了化工原理課程的學(xué)習(xí)。留學(xué)生教學(xué)目前國(guó)內(nèi)有兩種模式，全英文授課模式和中文授課模式[1]。社科類(lèi)的留學(xué)生，大多是喜歡中國(guó)文化的博大精深，抱著學(xué)習(xí)中國(guó)文化的初衷來(lái)到中國(guó)，不少高校對(duì)他們采用的是中文授課模式，但理工科的很多留學(xué)生對(duì)于語(yǔ)言學(xué)習(xí)沒(méi)有明顯的偏好。我校大部分留學(xué)生是通過(guò)雅思成績(jī)獲得的留學(xué)申請(qǐng)，而進(jìn)校后也并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)為他們開(kāi)設(shè)的漢語(yǔ)學(xué)習(xí)課程，所以，我校目前對(duì)于留學(xué)生的教學(xué)一直是純英文授課模式。和大多數(shù)來(lái)華的理工科留學(xué)生一樣，我校留學(xué)生的主要來(lái)源地區(qū)為西亞、南亞、中亞、東南亞、北非、中非等地區(qū)。其中大部分部分留學(xué)生所在國(guó)家的基礎(chǔ)教育水平與中國(guó)相比有一定差距，數(shù)理基礎(chǔ)較中國(guó)學(xué)生薄弱，對(duì)物理定律和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用不夠熟練，推理和運(yùn)算能力偏弱[2-3]。雖然他們?cè)谙绕谡n程學(xué)習(xí)中學(xué)過(guò)高等數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等相關(guān)知識(shí)，但是在化工原理課程需要這些先修課程的相關(guān)知識(shí)時(shí)，其卻表現(xiàn)出明顯的欠缺。而且留學(xué)生的教育背景差異較大，亞洲的基礎(chǔ)教育水平總體高于非洲，大多數(shù)留學(xué)生的母語(yǔ)并不是英語(yǔ)，學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)和理解水平并不均衡，部分學(xué)生可以順暢地與教師交流，部分學(xué)生的英語(yǔ)表達(dá)較為困難，這也給教學(xué)帶來(lái)了一定的困難和挑戰(zhàn)。這就需要我們有針對(duì)性地設(shè)計(jì)課程大綱、選擇教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)考核評(píng)價(jià)方法，提高英文授課的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

二、教材選用與教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

化工原理課程內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)講是相對(duì)較難的，就是中國(guó)學(xué)生使用母語(yǔ)學(xué)習(xí)，每年的不及格率也有20%左右。因此，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱、非母語(yǔ)學(xué)習(xí)的外國(guó)留學(xué)生，其學(xué)習(xí)的難度也是可想而知的。而教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，化工原理英文教材必須與理論課程相銜接，能更接近工程實(shí)際和體現(xiàn)實(shí)踐課程的需求，同時(shí)教學(xué)資料應(yīng)少而精，基本原理、方法和技術(shù)路線應(yīng)重點(diǎn)突出?？紤]留學(xué)生的學(xué)術(shù)背景，教材的英文應(yīng)淺顯易讀，教材既具有可教性，又具有可讀性，既適宜初學(xué)者入門(mén)，又具備一定的理論系統(tǒng)性，對(duì)理論問(wèn)題既講深講透，又能深入淺出，使學(xué)生能舉一反三、觸類(lèi)旁通。目前美國(guó)和加拿大高校化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)使用最廣泛的化工原理教材，是由美國(guó)最著名的 McGraw Hill 公司出版的Unit Operations of Chemical Engineering （Warren L. McCabe 等），問(wèn)世至今，已更新至第七版，其在國(guó)際化學(xué)工程領(lǐng)域享有很高聲譽(yù)。考慮到原版教材價(jià)格昂貴且篇幅長(zhǎng)，無(wú)法和目前我校留學(xué)生化工原理課程教學(xué)課時(shí)相匹配，我們選用的是華南理工、天津大學(xué)、華東理工大學(xué)聯(lián)合編寫(xiě)的，由化工出版社出版的第八版《化工原理》教材，這一版教材是第七版的基礎(chǔ)上改編并出版的影印本，是國(guó)內(nèi)第一部化工原理英文教材[4-5]。該教材既保留了原版教材寬專(zhuān)業(yè)厚基礎(chǔ)的目的，又以我國(guó)教學(xué)大綱為基本框架，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要充實(shí)。除了選用該教材外，教學(xué)參考資料及參考書(shū)的選用也很重要，在選擇參考書(shū)時(shí)必須能對(duì)英文教材內(nèi)容進(jìn)行豐富和補(bǔ)充，有助于學(xué)生梳理知識(shí)體系、擴(kuò)展知識(shí)面和復(fù)習(xí)。因此我們將McGraw Hill公司出版的第七版化工原版教材作為教材參考書(shū)，同時(shí)也推薦流體力學(xué)、 熱量和質(zhì)量傳遞等原版教材作為參考資料。

在教學(xué)內(nèi)容方面，我們優(yōu)化內(nèi)容，淡化公式推導(dǎo)，降低學(xué)習(xí)的難度;把教學(xué)的重點(diǎn)放在公式的應(yīng)用上，通過(guò)工程案例，教會(huì)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，提高其分析和解決問(wèn)題的能力。

例如，對(duì)于伯努利方程應(yīng)用的講解，教師可以簡(jiǎn)要介紹推導(dǎo)過(guò)程，多舉一些實(shí)例，從他們的生活中挖掘?qū)嵗?，如農(nóng)業(yè)灌溉、樓房供水，到城市生活供水網(wǎng)絡(luò)，再到化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的虹吸，最后介紹工業(yè)上流體輸送。同樣對(duì)于傳熱和其他的化工單元，我們盡量通過(guò)生活和工程中案例的引入，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)過(guò)程的理解和認(rèn)識(shí)。這樣的教學(xué)安排，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、興趣和熱情，喚醒學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，促使學(xué)生主動(dòng)地參與到課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中。

三、嚴(yán)格管理

來(lái)華留學(xué)生留學(xué)的目的各不相同，通過(guò)調(diào)查我們了解到，部分學(xué)生來(lái)華是為了提升專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，增加專(zhuān)業(yè)技能，其中也不乏只是為了鍍鍍金，混個(gè)文憑，將來(lái)好找工作，同時(shí)來(lái)游山玩水的。即使真正想腳踏實(shí)地學(xué)習(xí)的學(xué)生，由于數(shù)量較少，留學(xué)生之間競(jìng)爭(zhēng)壓力很小。他們也很難做到像中國(guó)學(xué)生那樣勤奮自律，對(duì)于教學(xué)秩序的遵守遠(yuǎn)不如中國(guó)學(xué)生。因此上課遲到、曠課等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，遲到現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，很不利于授課教師的管理和教學(xué)秩序的正常進(jìn)行。在其他留學(xué)生課程教學(xué)中，也存在類(lèi)似現(xiàn)象。而且這種情況從他們大一入學(xué)開(kāi)始就已經(jīng)形成了，他們認(rèn)為理所當(dāng)然。因此，對(duì)于留學(xué)生的上課問(wèn)題，必須采取相應(yīng)措施嚴(yán)格約束他們。我們從化工原理實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)開(kāi)始嘗試，從第一屆留學(xué)生開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)課就嚴(yán)格執(zhí)行了這一規(guī)定，只要有一個(gè)實(shí)驗(yàn)未能完整參與，最終成績(jī)即為不及格。導(dǎo)致第一年有1/3的留學(xué)生化工原理實(shí)驗(yàn)需要重修，在留學(xué)生中引起較為強(qiáng)烈的反響?；ぴ碛⑽睦碚撌谡n從第二年開(kāi)始，我們明確提出采用簽名制的要求，上課開(kāi)始前進(jìn)行簽到。對(duì)于遲到學(xué)生，按照遲到的時(shí)間和次數(shù)，從平時(shí)成績(jī)中扣除相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。對(duì)于曠課行為的懲戒，也與中國(guó)學(xué)生一視同仁，趨同管理。曠課超過(guò)三次，將取消考試資格。這樣的嚴(yán)格管理在下一屆留學(xué)生中傳播開(kāi)來(lái)，使得第二年的化工原理理論和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，遲到和曠課的情況都有所改善。同時(shí)，在各個(gè)留學(xué)生任課教師的反饋和要求下，學(xué)校為了加強(qiáng)留學(xué)生的管理，擬建立留學(xué)生在線考勤系統(tǒng)，其可以使教務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握留學(xué)生的出勤情況。這個(gè)在線考勤結(jié)果可以提交給簽證官，簽證官可以參考留學(xué)生在校出勤情況頒發(fā)簽證，曠課情況嚴(yán)重將拒簽。這一政策的實(shí)施將有望扭轉(zhuǎn)留學(xué)生學(xué)風(fēng)差的局面，與我國(guó)高等教育正在實(shí)行的嚴(yán)格的人才培養(yǎng)質(zhì)量要求是一致的。

四、及時(shí)測(cè)驗(yàn)和檢查

由于化工原理課程專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，有很多術(shù)語(yǔ)或者現(xiàn)象，在生活中是很難聽(tīng)到或見(jiàn)到的，學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度，尤其是來(lái)自科學(xué)技術(shù)和工業(yè)相對(duì)落后的國(guó)家和地區(qū)的學(xué)生，其對(duì)于我們習(xí)以為常的一些現(xiàn)象理解起來(lái)也較為困難，而且大多數(shù)留學(xué)生的母語(yǔ)并不是英語(yǔ)。要看懂、聽(tīng)懂化工原理課程里的很多專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，又要理解這些術(shù)語(yǔ)背后的內(nèi)涵，對(duì)很多留學(xué)生來(lái)講是一種新的挑戰(zhàn)。如介紹管內(nèi)層流流動(dòng)時(shí)，流速的分布是拋物線，中國(guó)學(xué)生在初中就接觸過(guò)拋物線，數(shù)學(xué)中也學(xué)過(guò)并且理工科學(xué)生會(huì)經(jīng)常用到這個(gè)詞，而很多留學(xué)生完全不認(rèn)識(shí)parabola這個(gè)單詞，在物理以及生活中沒(méi)有使用過(guò)這個(gè)詞匯，對(duì)這一曲線背后的數(shù)學(xué)關(guān)系更不清楚。因此為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似問(wèn)題，了解課堂教學(xué)效果，掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，在每次課的最后，我們都留出幾分鐘時(shí)間，對(duì)本次課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，并給出一定的填空、選擇題，讓學(xué)生進(jìn)行搶答。通過(guò)這一形式，讓學(xué)生了解自己以及其他同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，以及課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在每章結(jié)束后我們都安排習(xí)題課。對(duì)于中國(guó)學(xué)生，有些習(xí)題的講解，我們只需要給出解題思路以及答案，中間的計(jì)算過(guò)程都不在話(huà)下;但對(duì)于外國(guó)留學(xué)生，在習(xí)題的講解過(guò)程中， 往往需要給出從解題思路到完整解答的每一步，特別是涉及指數(shù)、積分等稍微復(fù)雜一些的計(jì)算，更要詳細(xì)地講解，并板書(shū)出每一步計(jì)算過(guò)程。

五、圖形、仿真結(jié)合的教學(xué)資源

教材和教學(xué)資源是知識(shí)傳授活動(dòng)的主要信息媒介，是教師和學(xué)生溝通的橋梁，也是學(xué)生了解知識(shí)的主要窗口，因此教學(xué)資源也是高等教育的基礎(chǔ)設(shè)施。由于留學(xué)生文化背景不同，所處國(guó)家科技和工業(yè)的發(fā)展差異很大，有時(shí)教師的英語(yǔ)說(shuō)明講解很難讓學(xué)生完全理解，而且表述會(huì)比較復(fù)雜，并且留學(xué)生對(duì)單純的文字表達(dá)也提不起興趣。因此，全英文化工原理課件既要符合教學(xué)大綱和課程要求，注重內(nèi)容的直觀性、易讀性。每頁(yè)P(yáng)PT 不僅知識(shí)點(diǎn)完整、邏輯緊湊、信息豐富，又要考慮學(xué)生的接受能力和英文水平。因此我們要充分利用多媒體課件的藝術(shù)性，引入包括工藝設(shè)備圖片、動(dòng)畫(huà)和化工過(guò)程操作等的視頻錄像資料激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，打破課程的沉悶，幫助學(xué)生理解課程的難點(diǎn)，誘導(dǎo)學(xué)生去主動(dòng)思考。南京理工大學(xué)化工原理作為國(guó)家級(jí)精品課程和在線開(kāi)放課程，同時(shí)建設(shè)了國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，具有的豐富中文教學(xué)資源。我們充分利用南京理工大學(xué)現(xiàn)有的中文教學(xué)資源，包括動(dòng)畫(huà)、圖片和三維仿真，逐步建立和完善留學(xué)生化工英語(yǔ)的教學(xué)資源，盡量讓講解內(nèi)容有圖形、圖片和仿真動(dòng)畫(huà)，并輔以細(xì)致的英文講解。

例如對(duì)于流體流過(guò)管件產(chǎn)生的邊界層分離現(xiàn)象、離心泵的氣蝕和氣縛現(xiàn)象等，對(duì)復(fù)雜工藝流程及換熱器、篩板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化工單元設(shè)備，我們多采用三維動(dòng)畫(huà)的形式結(jié)合文字呈現(xiàn)給學(xué)生。比如換熱器，不僅有管板、管子、拉桿、定距管、折流板等零部件結(jié)構(gòu)的展示，還完整展示了其裝配過(guò)程。通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)形象直觀的演繹，可以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，也便于學(xué)生理解。此外在講解或動(dòng)畫(huà)播放過(guò)程中，如有學(xué)生提問(wèn)或不明白且出現(xiàn)英語(yǔ)溝通問(wèn)題，可以隨時(shí)打斷講解或暫停播放，進(jìn)行交流討論。教師也可以在視頻播放過(guò)程引入問(wèn)題、提出問(wèn)題，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。多媒體教學(xué)資源的引入，促進(jìn)了師生之間的互動(dòng)，從而達(dá)到良好的課堂效果。

六、授課與學(xué)生參與討論相結(jié)合

在國(guó)外高校，教師通過(guò)各種軟、硬性要求，強(qiáng)制學(xué)生參與課程教學(xué)非常普遍。筆者曾到英國(guó)伯明翰大學(xué)和美國(guó)麻省大學(xué)波士頓分校訪學(xué)，在麻省理工和訪學(xué)的高校聽(tīng)課，和那里的教師以及學(xué)生交流過(guò)，對(duì)學(xué)生在課程教學(xué)中的參與度感觸頗深。學(xué)生為完成一次課程作業(yè)，往往泡在圖書(shū)館數(shù)天，查閱大量的資料，對(duì)知識(shí)的掌握是主動(dòng)、全面和完整的。國(guó)外課程評(píng)價(jià)體系也更注重過(guò)程，而不是最終的期末考試成績(jī)。而我國(guó)高校大多是以課堂灌輸為主的教學(xué)模式，一次期末考試基本就決定了成績(jī)的高低。這樣的教學(xué)模式和考評(píng)方式對(duì)于有著各種不同文化習(xí)俗和背景的外國(guó)留學(xué)生來(lái)說(shuō)，很難完全適應(yīng)。因此在授課過(guò)程中有意設(shè)計(jì)出這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)，可增強(qiáng)學(xué)生課堂參與程度。例如講解單位制的時(shí)候，雖然教材和課程以介紹國(guó)際單位制為主，但是很多英文原版的化工原理參考書(shū)內(nèi)重要的物性數(shù)據(jù)會(huì)使用英制單位制，在國(guó)外的生活經(jīng)歷也告訴我們，不少?lài)?guó)家日常生活中更多使用的并不是國(guó)際單位制。為了加深學(xué)生對(duì)單位制的了解，我們就以機(jī)場(chǎng)一張Boston天氣預(yù)報(bào)的圖片為引子，讓學(xué)生展開(kāi)溫度、質(zhì)量、力、應(yīng)力和長(zhǎng)度等常見(jiàn)單位的討論和講解等。由于課時(shí)有限，對(duì)于有些內(nèi)容，要讓學(xué)生去查閱一些相關(guān)的主題，給他們一些關(guān)鍵詞，結(jié)合教材的相關(guān)章節(jié)去查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，制作PowerPoint，并進(jìn)行Presentation。學(xué)生會(huì)在查閱、整理文獻(xiàn)資料及講解的過(guò)程中加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。如邊界層分離，讓學(xué)生查閱什么是邊界層、什么是邊界層分離、產(chǎn)生的原因是什么、有什么結(jié)果和危害、如何減弱或消除邊界層分離等，不僅能讓學(xué)生討論管內(nèi)的邊界層，還能將知識(shí)延伸至非受限空間如汽車(chē)和高鐵周?chē)牧鲌?chǎng)等。對(duì)于貫穿整個(gè)教學(xué)的內(nèi)容，如因次分析和雷諾數(shù)，也布置成Presentation的主題，讓學(xué)生查閱資料，強(qiáng)化章節(jié)間的聯(lián)系，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性和趣味性，強(qiáng)化學(xué)生課程教學(xué)的參與度。

七、結(jié)語(yǔ)

總之，留學(xué)生教育的實(shí)施不但可以促進(jìn)我國(guó)教育事業(yè)的改革發(fā)展，還能夠進(jìn)一步提高我國(guó)高校教育在國(guó)際上的知名度。對(duì)國(guó)內(nèi)學(xué)生而言，通過(guò)與留學(xué)生進(jìn)行交流，可以拓展他們的知識(shí)面，增強(qiáng)與他國(guó)學(xué)生的友誼。所以，盡管留學(xué)生化工原理課程授課情況復(fù)雜，面臨各種挑戰(zhàn)，我們還是可以改變教學(xué)理念，借此機(jī)會(huì)不斷地進(jìn)行新的嘗試，提升教師個(gè)人的教學(xué)水平。我們?cè)诮滩倪x擇、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、留學(xué)生管理和授課方法等方面進(jìn)行了各種探索，化工原理課程的教學(xué)也取得了較好的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]