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摘要:新时代新形势下复合型人才的培养对教育和学习提出了新的更高要求,课程教学是教育与学习的重要途径,努力提升学生的课程学习体验、学习效果是教学改革的关键。文章对石油炼制工程课程目标问题导向式教学新思路、课堂新形式进行了探讨,对问题设置类型与引入方式、教学活动设置、课程评价体系设置、课堂教学创新及实践效果进行了总结。问题设计与教学活动全程围绕实现人才培养目标、课程目标、课堂教学目标等展开,旨在达到专业课程知识传授、能力及素质培养同步发展。专业课程应综合注重知识传授、实践技能与综合素质的同步发展。
关键词:目标问题导向式;石油炼制;教学改革;人才培养
0引言
教育部出台的《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》(以下简称《意见》)指出高校要切实加强学风建设,提升学业挑战度,增强学生投入学习的时间,提高自主学习时间比例,引导学生多读书、深思考、善提问、勤实践,激励学生刻苦学习。《意见》指引了人才培养是本、本科教育是根的高等教育教学改革新方向,即在学习挑战度“合理增负”的情况下,激发学习热情,提高学习效率,培养自主学习能力,强化核心素养[1-2]。石油炼制工程课程是石油类高等院校化工专业学生必修的一门专业课,传统的教学采用聚焦讲授的填鸭式教学模式,即以知识点为核心、以技能培养为目标来设计教学内容、开展教学活动,大量的信息累积与单调的教学模式使学生的学习热情难以得到实质性的调动与激发,教学质量也难以达到预期的要求与效果。如何能让学习过程不是被动地花费大量时间去“熬”,而是主动地投入大量精力去“品”是师者传道受业解惑之初需要认真思索的问题。
目标问题导向式教学是以人才培养为出发点,围绕激发兴趣、引发思考、启迪智慧、学用知识、增强素质教育目标有的放矢地设计问题,课堂讲授不再围绕书本内容进行赘述而以精心设计的目标问题来引导,直面了学生由于不善于思考、即使“读书破万卷”终难以拥有真正学问的困境。石油炼制工程课程采用目标问题导向式教学旨在通过引导性的目标问题激发学生的学习动力来促发思考,设计以合作探究式的讨论课堂环节来强化知识吸收、锻炼应用能力、培养核心素养。
1石油炼制工程课程目标问题导向式教学改革
石油炼制工程课程目标问题导向式教学采取小班化双师教学模式进行课堂教学,以培养学生核心素养为目标、以促发学生主动学习与深度思考为理念设计引导性目标问题与合作探究式教学活动,“合理增负”预习材料提升学业挑战度,弱化一看便知的内容赘述,强化综合实践型问题深论[3]。
1.1问题类型与引入方式
问题设计的难易程度、内容形式、涉及范围是目标问题导向式教学的关键,若题型、题干设置不当,则学生的学习过程易浅尝辄止、蜻蜓点水。问题的设计需要具有一定的层次性、系统性、针对性、先进性、科学性、时效性、多样性、新颖性,兼顾学生的主观感受将问题主要分为5大类,即基本问题、重点问题、难点问题、实践问题、拓展问题。
5类问题的引入并非是“环环相扣”的线性教学思维,而是以多维形式的引入。(1)以视频方式引入,一般是贴近生活的素材。例如,播放上海化工区的PX项目视频引入问题,PX项目:上海化工区的PX项目建设过程中遇到了哪些困难和挑战?PX项目对社会经济有何影响,包括就业和经济发展?(2)以案例方式引入,一般是含有疑难问题的典型事件。例如,9月23日,一辆油罐车在尼日利亚中部科吉州首府洛科贾翻车并引发爆炸,造成至少23人死亡。为什么会造成如此严重后果,谈谈你的看法?(3)以项目方式引入,一般是以实际生产问题相关。例如,某公司为了弥补乙烯原料的不足而决定加工凝析油,从而造成了蒸馏装置塔顶严重腐蚀问题。腐蚀的机理与防护手段有哪些?请你针对以上问题制定一套可操作性方案供企业参考。(4)以作品方式引入,一般是关于步骤冗长繁琐的计算类教学。例如,催化裂化反应-再生系统工艺计算,涉及反应系统(物料平衡、热平衡、预热温度、提升管反应器计算、沉降器及气体段计算、旋风分离系统计算等)与再生系统(主风量、烟气量、热平衡计算、催化剂循环量与藏量计算、再生器尺寸计算等)一系列计算内容,常规的循序渐进的推导方式很容易让学生厌烦开小差,因此,可以将某同学错误的计算过程作品交给学生,让学生查阅资料、合作讨论自主学习来纠错,激发学习兴趣。
问题的引入方式可以根据课程特点不断地创造出多种多样的模式,目的均以开发学生潜能、激活学生思维为主。素材的来源可以是新闻头条、评论文章、科学报告、学术论文、项目合同等,结合课程特点合理运用到教学环节中,以引发学生思考与质疑、提出观点与建议为目的而带动学生自主学习。
1.2教学形式与特点
课前以资料推送方式引导学生预习,线上资料分为基本资料、必备资料及其他资料三种类型,基本资料主要包括课件、电子教材、教案、自学指导书,必备资料为问题解析式资料,其他资料可根据课程特点及授课内容灵活设置为视频、阅读、题库等相关资料材料。课中以教师对学生自学预习辅导与组织高质量的互动讨论为主要形式,学生通过线上学习对知识点完成初步认识过程,并根据问题解析式材料对教师预设问题进行思考与解答。教师在课上为本节知识点进行快速梳理,通过与学生的互动环节总结预设问题、凝炼共性问题并对其进行重点讲解,随后根据本节知识点设置实践问题、拓展问题进行分组讨论,互动讨论的引发以国内外形势、加工方案、装置运行问题、案例设计等多种形式展开,让学生有机会在具体情境中应用其所学内容,旨在让学生在知识综合运用过程中加深记忆、提升理解,助力学生学懂弄通并能融会贯通。最后教师与学生均对课程进行总结归纳,使学生可以通过学习引发对后续内容的思考,培养其思维能力和学习习惯,从而提升教学质量和教学效果,实现教学目标。课后布置作业题与思考题并设置完成时间,督促学生对教学内容进行巩固、拓展、升华。以在线答疑与成绩分析评判学生知识掌握程度,以问卷调查的方法评价教学效果,借此对本次教学环节进行教学反思[4]。
1.3评价体系
评价体系是学习目标的指挥棒,临时抱佛脚的突击型期末考试成绩无法真实评判教书育人的成效,若以一纸试卷为重的考核方式作为评判标准,势必会培养应试能力强的学生,而忽略了能力与素质培养。因此,应以“重过程、重体验、重探究、重个性、重创新”为原则,合理改善监督机制与考核评价体系,增设教学过程评价权重,并设置以人才培养为目标的具体考核指标点,如表1所示。
2石油炼制工程课程目标问题导向式课堂教学改革与实践创新特点
相比于纯理论教学,目标问题导向式教学更具有学习的趣味性和多样性,此教学方式类似大禹治水,以梳为主顺应事物本性发展的思想,迎合了现代大学生喜欢挑战、勇于竞争的思维方式,使学生以“吾将上下而求索”的态度对认知事物产生热爱与兴趣,从而触发学生的内在动力全身心投入,促进学生在学习过程中勤于思考。
2.1目标驱动,问题导向
教学活动全程围绕实现人才培养目标、课程目标、课堂教学目标等而开展,特别是教学问题应充分支撑发展学生核心素养的教学目标,使目标既是出发点,也是落脚点。基于教学目标,以引导作用为原则筛选教学内容与情境素材、设计问题类型与内容。目标问题导向式教学不是以问题为触点浅尝辄止,而是以问题为主脉贯穿始终,深度挖掘学生知其然知其所以然的动力,将教学重心下移,把学习时间与学习过程归还学生,让其拥有学习主动权。教学内容多设计关于为什么、怎么办的任务,训练学生思维的启发与阐述,例如:“不同原油得到的沸点范围相同的馏分,其密度、黏度等性质是否相同,并解释为什么这样认为”“控制油品蒸气压指标有何意义?新出台的国六标准中,汽油蒸气压质量指标为什么要按不同时间段(11月1日至4月30日和5月1日至10月31日)来控制”,引导学生勤思考与研讨、多探究与分析、善解释与评价,古人云:“思则得之,不思则不得”“不深思则不能造于道,不深思而得者,其得易失”,因此,思考与理解是知识的摄取、沉淀、升华过程,亦是学会学习、发展核心素养培养的过程,而知识的记忆是浅层理解,知识的应用则是深度理解。
2.2综合培养,德育为先
以德润心、以文化人,合理设置渗透点有机融合多种德育元素,将立德树人内化到教学全过程中,为学生“提素”。因此,教学设计应体现综合素质要求,将蕴含在其中的“教育性因素”加以挖掘、利用、整合,用知识传递能量。言传不如身教,在改变学生学习习惯的前提是教师要改变追求得心应手、一帆风顺的课堂效果,要勇于在课堂上与学生讨论激发出具有挑战性的关卡,并与学生一道探索前行,培养学生面对困难勇往直前的乐观心态。根据课程特点,德育形式可多样化展开,例如:采用视频播放形式直观地传达以爱国、创业、求实、奉献为主要内涵的大庆精神,观看我国石油工业的历史推送视频,简述我国炼油业面临的宏观形势,思考大庆精神、铁人精神的内涵。让学生深刻领会人文底蕴、科学精神、责任担当的精神实质,协助学生树立正确的价值取向,教学的形式由“教”过渡为“帮”学生学习,扭转过分强调学科知识的偏重认知,通过教师引导,从教学素材入手体会知识背后的精神与力量,注重“随风潜入夜,润物细无声”不留痕迹地渗透思政元素,实现教必蕴育、育必铸灵。
2.3跨界融合,层次分明
涉猎多学科知识,设置多元联结方式,拓展课程知识学习与能力培养的辐射范围。教学内容设置以“主题”为单元,每单元通常需要4~10课时完成,教学问题设计要遵循系统性、阶梯性,构建基本问题、重点问题、难点问题、实践问题、拓展问题等多层次问题体系,教学环节中教师以培养、干预、评价为主,让学生最大限度地发现自我潜能与优势。例如:石油炼制工程教学团队研发的“绿色石化,加氢升级”主题单元,将物理化学、石油炼制工程及化工安全与环保三门课程的知识进行整合,让学生体会进阶式学习的乐趣。主导思想为由蓝天计划引出油品升级的主要石油二次加工工艺—加氢精制,由加氢精制的目的引出主要化学反应、催化剂、工艺流程、设备等一系列以加氢为主的问题进行研讨,由化学平衡常数、反应焓等揭示反应特点从而作为依据指导满足产品市场供需要求的加工过程。以由简入难、由浅入深的学习路线启发学生的好奇心、求知欲,真正做到符合学生“最近发展区”的需要,以多学科融合交叉、实践应用多元支撑为特点培养学生的潜在能力。
2.4共性指导,个性发展
直面学生“吃不饱”“消化不了”等学习问题,遵循事物发展的统一性与差异性规律,兼顾共性问题指导与个性能力培养因材施教。以基本问题、重点问题、难点问题的有效学习完成课程对专业能力的普遍支撑,此类问题在设计的同时为其“量身定制”了问题解析式材料,让学生感悟提出与解决问题的过程,不断对自我认知进行反思与重建,深耕式的学习最终内化为自我成长能力,使学生终身受益。而实践问题、拓展问题的设计则偏重满足学生个性化学习的需求,答案为指引性材料。阶梯性题设体系学生可以自由选择答与不答,尊重了学生学习的自主权;讨论过程注重学生表达自我观点并理解其由于学识范围、思维体系及认知特点等造成的局限性,并采用学生互辩互评的形式,课堂上培养了学生思考、表达、合作、创新等能力,以差异性刺激良性竞争,以多样性孕育创新思维。非“一刀切”形式的差异化教学过程注重了学生的观察与思考、联想与质疑、交流与讨论、应用迁移与视野拓展等环节,尊重了学生主观感受、个性化发展。
2.5灵活运用,持续改进
结合各学科、各专业、各课程特点实行一课一策的目标问题导向式教学方案,采用灵活多样的教学形式组织教学活动,注重弹性教学与过程评价,形成质量评估持续改进机制。以任务参与度、学习达成度、学生满意度为绩效导向,不断更新教学内容、优化教学形式,促进教学工作良性运行与有序发展。例如:石油炼制工程课程目标问题导向式教学课堂以学生自学的有效辅助、质疑内容的重点讲解、目标任务的研讨,深论三个教学环节进行全程引导沉浸式教育模式,旨在将教学过程由填鸭式有效课堂转变为启迪式高效课堂。课上教师辅导学生对学习资料进行有效自习,并收集与凝炼学生存疑的重点、难点问题。学生通过提示材料对所学内容进行全面的初步了解,同时对预设问题进行推断、分析与总结,最后将思绪凝炼成具有主观个性特色的观点;教师对共性问题进行重点讲解,针对实践问题、拓展问题进行师生研讨,在互动环节中讲授问题指向的基本原理与理论本质,阐明问题引发的社会现象与行业动态,揭示问题暗含的道德伦理与家国情怀,让学生提升了知识掌握的深度、理解的广度、运用的灵活度,锻炼了思考力、学习力、行动力、沟通力与合作力,互动环节成为教学过程中“含金量高”的教学环节。
3教学改革与实践效果
目标问题导向式教学重视目标的指引作用,注重问题的导向功能,强化知识与能力对接,实现科学与人文并进。知识是高素质卓越人才的成才基石,基础不牢地动山摇,以问题为导向引发出学生学习的主动性与积极性,化求知的好奇心为探索,用启迪式教学形式去敲响,以合作探究式的讨论环节去强化,加深学生对知识点的认知与理解程度,从而打下扎实的基础。针对深入性、延展性的问题设置不同角度的思维打开模式进行探索性学习,在提出问题与解决问题过程中筑牢自己的知识网络、探寻卓越的思维方式,最终将思考与解决问题演化成学生的认知能力,从而以专业课程学习为抓手培养学生的潜在能力,让学生体会疑问被解答的喜悦感,满载知识而归的幸福感,行业驱动未来的责任感,实现伟大复兴“中国梦”的使命感。
采用目标问题导向式教学模式,在广东石油化工学院化工专业2020级2个本科班开展,邀请全体同学匿名参与问卷调查,问卷回收率98%。结果显示如图1所示:(1)在与专业知识相关性方面,94.70%的学生认为目标问题导向式紧扣相关章节专业知识设计问题,对专业知识的理解和使用有一定的导向性作用,3.6%的同学表示目标问题导向式所设计的问题与专业知识相关不大,希望可以找到更贴切、更通俗易懂的问题,1.7%的学生认为目标问题导向式与专业知识偏离。(2)在对教学模式的认可度方面,93.2%的学生对以目标问题导向式为教学模式的课堂表示非常满意,认为这样的教学模式可以有效提高学生的兴趣以及对专业知识的理解;3.8%的学生表示认可,3.0%的学生表示这种教学模式不适合自己。(3)在与专业课的契合度方面,97.2%的学生表示目标问题导向式的教学比传统教学的专业课契合度高,内容有趣充实,1.2%的学生认为锲合度低,1.6%的学生认为锲合度一般,仍有待提高。(4)在对目标导向式教学的了解程度方面,学生对目标导向式教学的了解程度占97.8%,明白这种学习模式引领思考、挖掘知识的深度学习。(5)在目标导向式教学对成才具有积极意义方面,92.5%的学生表示目标导向式教学对成才具有积极意义,促进了学习和理解,加深自身对知识点的认知与理解程度,打下坚实的基础,可以带领自身从不同角度的思维进行探索,提高认知能力。(6)在对目标导向式教学的喜爱程度方面,98.3%的学生喜爱目标导向式教学,还有1.1%的学生对此教学模式的喜爱一般,0.6%学生表示喜爱程度较浅。
教学改革前2020年课程成绩平均分为72.3分、优秀率为13%,教学改革实施后2021年成绩平均分为78.8分、优秀率为30%,2022年成绩平均分为82.9,优秀率为41%,教学改革开展后不及格率有所下降,优秀率得到提升,如图2所示。
4结语
目标问题导向式教学不能被“生搬硬套”地运用,否则教学模式仅是从“满堂灌”转变为“满堂问”,没有改变目前教学所遇到的知识为重而导致的教学效果欠佳的困境,应以目标、内容、方法等作为整体来系统性把握。石油炼制工程课程目标问题导向式教学需基于高等教育发展新趋势设立教学目标核心点,以培养满足社会发展、地区经济发展的高素质人才为成效目标,以培养学生精益求精的大国工匠精神、激发学生科技报国的家国情怀和使命担当为德育目标,以实现学思践悟、学用相长的教学效果为授课目标。鉴于办学特色、专业特点、课程特性、学生特征,围绕情感、认知、技能、素质等多维目标开展教学设计、问题设计、资料设计、教学组织设计等一系列教学体系,让教学过程的设计与执行有迹可循、有技可施。
参考文献:
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[2]林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究,2020(1):1-13,24.
[3]卢荣德.理实交融赋能“金课”建设[J].大学物理,2020(8):43-47,67.
[4]马凤岐.建设“金课”是提高通识教育质量的关键[J].高校教育管理,2019(4):57-63.
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