張 允，牛永生，張 楠，趙 凌，路有昌

(安陽工學院化學與環(huán)境工程學院，河南 安陽 455000)

“化工設備機械基礎”課程是化工、石油、制藥、能源、材料等相關專業(yè)的一門專業(yè)必修課。課程內(nèi)容涉及廣泛，突出實踐性，又有較強的理論性，因此學生既要在理論學習的過程中需要投入較多的精力，又要較好的參與到實踐學習過程中。除此之外，如何在課程上引導學生對家國情懷、個人品格和科學觀點等的理解是更好深入學習本課程內(nèi)涵的重要手段和重要授課內(nèi)容。教與學是一對矛盾，也是一個共同體，如何實現(xiàn)教與學的同構化正是我們所最求的目標。

國內(nèi)也有學者針對新形勢下“化工設備機械基礎”課程在課程的教學改革中提出了一些觀點和看法。內(nèi)蒙古科技大學段建國等以教育理念和課程建設結合，建設工程教育理念、鮮明、素質提升的課程教學模式，進而提升學生的專業(yè)素養(yǎng)[1]。蚌埠學院石春杰等以案例教學為抓手，通過新的教學模式有效提高學生的工程實踐能力和解決問題的能力[2]。另外，還有一些教師以具體案例為基礎，嘗試對課程進行深入探討和學習[3-6]。在課程改革大背景下，對如何更好的將內(nèi)容融入專業(yè)教育中，一些老師采用了眾多有效的教學改革方法[7-10]。

“化工設備機械基礎”課程是一門理論與實用并重的專業(yè)必修課，綜合性突顯，在化工類本科生培養(yǎng)中具有重要作用，其實踐和具象化內(nèi)容突出，相較基礎課程更能引起學生對學科應用性的興趣。對于培養(yǎng)化工類專業(yè)學生在化工生產(chǎn)管理、工藝和設備設計、生產(chǎn)項目開發(fā)等環(huán)境中解決復雜化學工程問題具有重要作用。我們以人文科學素養(yǎng)為串聯(lián)環(huán)節(jié)，以教和學雙向構建教學案例為實施方法，利用信息化手段推動互動性與實踐性，通過構建低、中、高階認知的教學案例，形成“工程實踐與人文科學交融”新的教學模式。實現(xiàn)課程元素與專業(yè)知識的共融，使用“教與學同構化法”引導學生進行自主學習和開發(fā)學習案例，學生的反饋和成果又納入課程內(nèi)容，使教學內(nèi)容不斷迭代優(yōu)化從而實現(xiàn)教與學的同構化和教學改進的持續(xù)化。

1 前期學情分析

“化工設備機械基礎”教學團隊將平時作業(yè)和測試內(nèi)容按照布魯姆認知模型，對2012～2021 學年共計 976名學生的完成情況進行了分析，得到相對完成度(得分與滿分比值)的情況，如表1所示。

表1 2012-2021學年安陽工學院化工設備機械基礎課程相對完成度

本課程在2013 年以前，課程性質為專業(yè)選修課，教學過程僅包括課內(nèi)理論教學和期末考試，課內(nèi)的項目化內(nèi)容得分較低導致相對完成度一般(數(shù)值為0.77)。2013年課程性質改為為專業(yè)必修課，學生的學習態(tài)度有了較為明顯的提高，增設了課程內(nèi)的實踐教學環(huán)節(jié)以及相關的課程項目，相對完成度開始逐年上升，綜合成績有了比較明顯的提高。從2015年起，對專業(yè)必修課進行了升級，課程教學中增加了設計類項目化案例開發(fā)，學生的相對完成度穩(wěn)步提高。從上述三個階段分析可知，學生對記憶類知識始終掌握的比較好，在引進項目化設計教學后，學生實踐能力得到了提升。特別是2019年開始，引入線上線下平臺和并引入課程元素后，在利用專業(yè)知識進行復雜模型建立、案例分析等方面，能力得到有效的提升，課程為課程樹立的良好形象，增加了學生的學習動力，強化了更高階認知。因此，強化實踐教學并融入課程元素，是學生知識結構從低階到高階的重要支撐，拓展了學生的創(chuàng)新思維、鍛煉了學生的實踐能力。但是目前，“化工設備機械基礎”課程仍然存在著理論學習難度高、場所化實踐訓練實施難、課程元素融入方式需要進一步解決等問題。

除了學生考試的分數(shù)，根據(jù)學生的人文素養(yǎng)、科學素養(yǎng)和素養(yǎng)、團隊的寫作能力、實踐動手能力等方面的評估，再對學習過“化工設備機械基礎”學生進行針對性選拔和指導，學生獲得的榮譽稱號、累計獲得各類科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)獎項情況有顯著提升。教與學同構化是基于直接鍛煉學生對知識進行系統(tǒng)整合的能力，讓學生深度參與課程內(nèi)容，加強學生對課程的認知。 另外，學生參與的模型構建，使教師可以把學生反饋的內(nèi)容整合到教學內(nèi)容中，實現(xiàn)對教學內(nèi)容的優(yōu)化，最后實現(xiàn) “教與學共同”的構建?；谇捌诘膶W情分析和建設基礎，項目的可操作性強，可復制推廣。

2 課程案例融入方案

團隊提出，以課程元素“連接器”，以教學雙方共同構建教學案例為方法，強化教學過程中的互動與實踐，形成“認知均衡化”的教學范式。另外，課程對知識實施了碎片化，使之在低階認知層面易于記憶和理解，但不易整合成為一個整體的知識系統(tǒng)來使用。教師現(xiàn)場教學環(huán)節(jié)核心的作用是帶領學生進行碎片化知識的有機整合。而解決知識結構零散，關聯(lián)性不強的問題，使教師從“講授者”轉變?yōu)椤氨硌菡摺?，形成“學生提供素材，教師整合”的課堂模式，這是“教”的構建。使學生從模仿到獨立理解再到創(chuàng)新，鍛煉學生的知識重組能力，強化學生的認知能力，這是“學”的構建。反饋以后，再整合到教學中，完成“教與學的同構化”。

在學生入學后，實際上對課程的認知培養(yǎng)就已經(jīng)開始，并不是僅限于本課程人才培養(yǎng)方案所規(guī)定的時間段。在大一通識教育階段，包括政治、歷史、文化和科普講座等知識的普及，實際上已經(jīng)為文化素養(yǎng)和課程元素的融入奠定了基礎。在大二階段，通過“化工導論”和“化工原理”等課程的學習，為初步了解化工設備提供了更高一階的工程化知識體系，激發(fā)學生對化工生產(chǎn)裝置的興趣和求知欲，大量學生表示對深入了解化工設備的原理和應用表現(xiàn)出濃厚的興趣。在大三階段，正式開始并完成本課程的教與學任務，并得到學生的反饋。在大四年級，通過前期的積累，學生已經(jīng)比較全面的學習和掌握了相關知識，由此可以參加各級各類學科競賽和畢業(yè)設計等活動，可以大大提升學生的工程綜合能力。

特別強調的是，在課程學習階段，教師一定要從單方面的講授者轉變?yōu)橐龑д?，形成學生參與提供素材，教師整合資源和接收反饋的良性互動的課堂。使學生從被動模仿到創(chuàng)新的新階段，從而鍛煉學生對知識的整合能力，激發(fā)學生的感知能力，這是“學”的構建。反饋總結后，再應用到教學之中，從而完成“教與學的同構化”。強化課程融入的場景化剖析，把繁瑣枯燥的知識結合具體的實際應用場景來進行講授，使高階認知和低階認知產(chǎn)生良性互動，提升學生學習主動性和創(chuàng)造性

在課程融入過程中，要求學生要有相對完整的案例，對問題進行分析。這樣既可以鍛煉學生整合知識的能力，內(nèi)化學生的認知，又能讓學生生如了解案例內(nèi)涵，從而達到“學”的構建。再者，每個學生對模型的構建往往具有區(qū)別性和創(chuàng)新性，使教師可以把學生反饋的內(nèi)容整合到教學實際中，實現(xiàn)對教學內(nèi)容的優(yōu)化從而達到了“教與學共同”的構建。讓“教”與“學”充分互動，完成教學閉環(huán)，實現(xiàn)教學的耦合，構建成課程融入的應用場景，把枯燥的知識點結合應用場景，提升學習主動性和持續(xù)性。

3 課程案例融入目標

課程深度融入人文科學素養(yǎng)，充分挖掘人文元素，優(yōu)選課程案例，將枯燥的理論知識連接成一個又一個帶有情節(jié)的故事，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)價值理念，從而強化學習的更高階認知能力。不斷優(yōu)化更新在線題庫資源，建立科學合理的評價體系，對學生作業(yè)完成情況進行科學評價、給出合理化建議和學習提示。不斷完善實踐創(chuàng)新平臺，在實踐教學中的現(xiàn)場教學、崗位實習、乙酸乙酯熱模模型實習實訓裝置、省級實驗教學示范中心等平臺下，強化實踐認知和動手能力。 師生共同構建案例，實現(xiàn)“同構化”，促使學生利用知識去主動完成較為復雜的整合過程，并采取“學生講”的方法，引導學生去思考和講解課程中的內(nèi)容，這是強化學習過程的關鍵環(huán)節(jié)。

教學團隊在線下、線上、混合、在線、課程等各方面均有省部級以上的獎項/教改經(jīng)驗作為支撐，教材選用有的放矢，省級本科教學實驗中心具備了虛實結合的實驗平臺，形成6+2 優(yōu)質教學資源，從而實現(xiàn)精準掌控“教”“學”銜接，實現(xiàn)知識內(nèi)化重構，如圖1所示。

圖1 教學資源整合

此外，課程的融入不能改變原有專業(yè)課程專業(yè)屬性，更不能生硬照搬，而是要充分挖掘和發(fā)揮專業(yè)課程的德育功能，提煉處課程中所蘊含的文化基因和價值，在潤物細無聲中將其轉化為具體化和生動化的教學載體，從而實現(xiàn)在知識學習中自然融入的精神引領，使課堂真正的成為弘揚主旋律和傳播正能量的主陣地。

在教學評價過程中，確立以產(chǎn)教融合理念為先導，推廣校企合作共建案例化課程，企業(yè)和高校全過程參與課程教學工作。逐步完善校企協(xié)同的多元評價機制，讓校企共同制定課程考核方案。在課程教學中由學生實施自評、互評，教師評價，企業(yè)導師評價，最終確定課程成績。對于學生素質進行綜合評價，結合課程目標，以項目為載體采用線上線下相結合的方式對學生個人修養(yǎng)、職業(yè)素質、理想信念的養(yǎng)成進行全過程綜合評價。

4 結語

參與課程的教學改革班的學生的成績與前期未參加的普通學生相比，教學改革班的平均分比原來普通班級相對完成度更高。隨著教學改革的逐步深化，學生的知識結構不斷優(yōu)化，知識完成度會不斷提升，完成教學大綱設定的培養(yǎng)目標情況會有所提升。

我們從課程培養(yǎng)入手，利用虛實結合的方法培養(yǎng)學生的動手能力，利用人文素養(yǎng)建立文化自信和制度自信，實現(xiàn)課程內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容的協(xié)調和統(tǒng)一，利用教與學兩個環(huán)節(jié)進行案例的 “教與學同構化”方法引導學生進行自主學習、主動構建教學案例、主動創(chuàng)新，學生的創(chuàng)新成果又可以納入課程體系內(nèi)容，不斷促進教學過程的迭代優(yōu)化。使學生利用專業(yè)知識去主動完成較為復雜的整合過程，并采取“學生深度參與”的方法，不斷內(nèi)化學生對的課程的認知，引導學生去思考和理解課程中的相關內(nèi)容，來強化中階認知的關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對教學內(nèi)容的優(yōu)化。而高階認知和低階認知良性互動，可以提升學習主動性，從而產(chǎn)生教與學的良性循環(huán)和相互促進，實現(xiàn)“教與學的同構化”。

除了學生考試的分數(shù)，我們根據(jù)學生的人文素養(yǎng)、科學素養(yǎng)、信息化素養(yǎng)、團隊寫作能力、實踐動手能力的評估，會對學習過“化工設備機械基礎”學生進行針對性選拔、指導，學生獲得的榮譽稱號、累計獲得各類科技競賽/創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)獎項情況或有顯著提升。教學模式可操作性強，可推廣、可復制，形成良性循環(huán)和發(fā)展。利用課程融入與教學結合的方法培養(yǎng)學生理解能力和創(chuàng)新能力，利用貫穿始終的人文科學建立自信，激發(fā)學生的學習熱情，實現(xiàn)內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容的協(xié)調統(tǒng)一，“教與學同構化”方法引導學生自主學習構建案例，學生的創(chuàng)新成果又反哺課程教學內(nèi)容，促進教學過程的不斷迭代優(yōu)化。引導學生深入思考和理解課程相關內(nèi)容，來強化認知的關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對教學內(nèi)容的優(yōu)化。