專業(yè)學位研究生課程高等分離工程教學改革與實踐

吳詩德 ， 田俊峰 ， 韓光魯

(鄭州輕工業(yè)大學 材料與化學工程學院 ， 河南 鄭州 450001)

0 前言

專業(yè)學位以專業(yè)實踐為導向，注重實踐和應用，主要針對社會特定職業(yè)領域的需要，培養(yǎng)具有較強的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，能夠創(chuàng)造性地從事實際工作的高層次應用型專門人才。因此，專業(yè)學位與學術學位處于同一層次，但課程應該不同于學術學位。高等分離工程是化學工程專業(yè)學位碩士研究生的一門專業(yè)必修課，是推動新工科建設的重要課程載體。專業(yè)學位研究生教育不同于學術學位，應注重研究生獨立思考、工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓研究生初步具有大國工匠的素養(yǎng)。為提高課程教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動專業(yè)學位研究生教育和教學改革，我院高等分離工程教學團隊結(jié)合課程特色，對課程進行了教學改革探討與實踐。

1 課程概要和教學改革的必要性

高等分離工程主要研究化學工業(yè)過程中混合物分離規(guī)律、傳質(zhì)原理等，內(nèi)容涉及面廣，知識綜合性強，要求較高的數(shù)學功底，同時，課程具有較強的工程性質(zhì)，要求研究生具有工程思想和工程視野。此外，國內(nèi)外分離技術發(fā)展比較快，需要不斷補充新型分離技術內(nèi)容，做好分離工程傳統(tǒng)理論和分離新技術的課程銜接與優(yōu)化調(diào)整。因此，需要優(yōu)化傳統(tǒng)教學模式，增加新的課程理念和教學手段，促進新工科背景下工科研究生工程創(chuàng)新能力的不斷提高。

2 適應教育方向，與企業(yè)共建課堂

為保證專業(yè)學位的專業(yè)實踐教學質(zhì)量，我院高等分離工程教學團隊積極聯(lián)系校友工作的濮陽化工企業(yè)，與企業(yè)導師共同制定教學大綱，探討主要教學內(nèi)容，補充工程教育模塊的教學內(nèi)容，分析教學重點和難點，教學內(nèi)容貼近工程實踐，主要教學內(nèi)容見表1。教學團隊依托我院的河南省化工分離過程強化工程技術研究中心、河南省環(huán)己醇催化分離工程研究中心，以及依托我院建立的河南省研究生教育創(chuàng)新培養(yǎng)基地，不斷吸收和借鑒兩個工程中心的科研成果，收集國內(nèi)外研究資料，不斷更新和補充國內(nèi)外新型分離技術理論和知識，拓寬知識面，幫助研究生全面了解分離理論前沿和進展。為了讓研究生學習專業(yè)實踐知識，組織研究生到我院校友的濮陽化工企業(yè)進行現(xiàn)場調(diào)研和參觀式學習，增強工程理念，要求學生針對課堂理論在實際考察中的化工應用案例寫心得體會報告，在學校課堂上分成不同小組進行交流發(fā)言，彌補了傳統(tǒng)理論課堂教學模式的缺陷。

3 引入“以學生為中心”的課程理念

傳統(tǒng)的高等分離工程教學注重理論基礎，偏重于本科階段化工原理課程的知識升級，模型假設和理論公式推導讓研究生學起來晦澀難懂，不能培養(yǎng)研究生的獨立思考能力。“以學生為中心”的課程理念，非常重視研究生的主體作用，在這種教學思想下，教師的作用重在指導，不再是系統(tǒng)講解，采取多種方式讓研究生重新認識已有理論模型，獲取新的認知體驗，通過小組討論等教學形式培養(yǎng)研究生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力。

表1 教學內(nèi)容安排

我院教學團體改變了傳統(tǒng)教學方法，科學制定小組討論學習法，使之具有互動性、探究性和個性化，整個課程將知識、能力、素質(zhì)三者結(jié)合起來，讓研究生具有解決復雜問題的綜合能力，并采取“線下與線上相結(jié)合”的教學方式來體現(xiàn)“以學生為中心”，借助學習通平臺發(fā)布線上教學內(nèi)容、開展線上教學。教學中，我們階段性地發(fā)布研究型和調(diào)研型作業(yè)，作業(yè)以小論文形式提交，代替原有的解題式作業(yè)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、解決工程實踐問題的能力，每個研究生的初次作業(yè)完成情況占總成績的20%，為了培養(yǎng)其糾錯和不斷完善能力，每次作業(yè)要求其修改與完善，作業(yè)修改與完善情況占10%。

改革了傳統(tǒng)考核方式，不再采用試卷考試的方式，結(jié)課采用探索式答辯考試形式，結(jié)課題目是探索式、調(diào)研型、研究型的題目，全班學生分成考核與學習小組，小組內(nèi)討論，調(diào)動每位研究生學習積極性。以2018級研究生結(jié)課為例，結(jié)課答辯考試具體過程如下。

①第1階段：引導學生組建考核與學習小組，每個小組一個結(jié)課題目，規(guī)定提交答辯報告期限(2～3周)，每個學生獨立完成結(jié)課題目，培養(yǎng)獨立完成能力，成績占總成績的30%。

②第2階段：針對每個學生的完成情況，教師提出評閱意見，組內(nèi)學生展開合作，根據(jù)評閱意見，共同完善結(jié)課題目，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，并制作小組答辯PPT。

③第3階段：對學生進行現(xiàn)場公開結(jié)課答辯與評價，每個小組隨機挑選一名學生代表本組進行匯報與答辯，小組的匯報與答辯總分就是每個組內(nèi)學生的匯報與答辯總分，目的是督促每個學生參與結(jié)課題目完善，教師評委評分占30%，學生評委評分占10%。課程考核評價方式見表2。

表2 課程考核評價方式

4 引入對分課堂教學手段，增強學習主動性

傳統(tǒng)課堂形式多是灌輸式教學，已經(jīng)不適應研究生課堂教學，專業(yè)學位研究生課堂教學宜采用對分課堂教學模式。對分課堂教學在形式上把課堂時間分為兩部分，前一半課堂用于教師講授，學生課下消化吸收，后一半課堂用于學生分組討論。對分課堂的精化之一是在講授和討論之間引入一個學生消化吸收的內(nèi)化環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)教學法和分組討論法有效結(jié)合。傳統(tǒng)的講授法保證了教學效率，教師的指導作用不可或缺，討論法調(diào)動了研究生的學習主動性，屬于深度學習和創(chuàng)造性學習，提高了研究生的批判思維、創(chuàng)造思維、溝通與合作能力[1]。

以我院2018級和2019級研究生多組分吸收教學章節(jié)為例，我院高等分離工程教學團隊科學制定對分課堂教學方案，引導研究生組建學習和討論小組，以3人為一組，課堂教學坐在一塊，便于討論，每組推出一個學生作為代表，參與全班討論，其他組學生可以提問題，代表學生解答，組內(nèi)學生可以幫助解答，確保每個研究生都參與到討論中。對于“化學吸收與增強因子”這部分教學內(nèi)容，涉及大量模型介紹、公式推導，傳統(tǒng)課堂的講授方式只注重老師講解和公式推導，研究生學習主動性不夠，課堂上聽懂了，課下對知識的理解不深入，教學效果較差。采取對分課堂模式，公式推導不再詳細講解，這部分內(nèi)容讓研究生課下自學、自己推導，課堂上分組討論，組員之間討論那些推導有困難，怎么解決，提高了研究生的創(chuàng)新能力[2]。

此外，教學團隊不斷優(yōu)化對分課堂教學模式，更新了多媒體教學課件，講授環(huán)節(jié)不再追求面面俱到，教學過程不斷拋出問題，側(cè)重討論型、研究型、啟發(fā)型教學。

5 將綠色、生態(tài)化工理念引入專業(yè)學位教育

我院教學團隊老師通過購買新版教材、參加各類專業(yè)學位教育學術研討會，將前沿性和時代性知識引入課堂教學，比如綠色化工、生態(tài)化工理念等，豐富專業(yè)學位教育內(nèi)涵?，F(xiàn)在，綠色化工、生態(tài)化工和潔凈化工已經(jīng)逐步成為研究熱點。人們已經(jīng)認識到化學工業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展道路，發(fā)展綠色化工、生態(tài)化工和潔凈化工的重要手段之一是化工分離工程領域的新型分離技術，因此，有必要在化學工程專業(yè)學位研究生教學中突出分離工程的綠色化發(fā)展理念，使研究生具有綠色分離觀念。比如，我院教學團隊在概念講授中增加綠色化工思想，比如轉(zhuǎn)化度，它是高等分離工程的重要概念，轉(zhuǎn)化度高有助于促進化工分離設備綠色發(fā)展，讓學生理解好這個概念，可以提高學生對傳質(zhì)設備的綜合評價能力，比如液液萃取設備。

6 結(jié)語

專業(yè)學位研究生教育不同于學術學位，提出了新要求，是推進研究生教育再上新臺階的重要機遇。專業(yè)學位研究生課程建設將有力支撐專業(yè)學位教育的建設與完善，隨著高等分離工程課程教學改革的推進和實施，教學改革成果將更加豐富與完善，新工科背景下工科研究生的培養(yǎng)質(zhì)量將逐步提高。