基于工程教育认证的“煤化学”优质课堂教学模式探索

焦发存，武成利，刘 涛，张 晔

（安徽理工大学化学工程学院，安徽 淮南 232001）

以学生为中心、以成果为导向和持续改进的工程教育专业认证理念逐渐成为我国高等教育教学改革的方向，推动我国高校工程教育质量稳步提升[1,2]。以学生为中心、以产出为导向的教育理念（OBE）强调，在人才培养方案中要明确学生毕业时应具备的能力，以及为培养这些能力应开展的教学及评价活动。课程教学目标的达成情况支撑专业的毕业要求和培养目标，建立优质的课堂教学模式对课程教学目标的达成具有非常重要的作用。

煤炭是我国重要的基础能源和化工原料，为国民经济发展和社会稳定提供重要支撑。与煤相关的二氧化碳排放成为我国碳排放的主要来源之一，随着我国碳达峰、碳中和“双碳”目标的提出，煤化工行业能源利用率低、二氧化碳排放量大的问题更加突出，加快实现煤炭清洁高效利用已成为我国能源转型的首要任务，煤化工企业对煤化工专业人才的需求也在不断增加。

安徽理工大学化学工程与工艺专业以培养煤化工专业人才为办学特色，为我国煤化工行业培养了大量的高级工程技术人才。“煤化学”是该专业煤化工方向重要的基础课程之一，课程内容包括煤的形成、煤的结构、煤的岩石和化学组成、煤的化学性质和工艺性质、煤的分类等，其中煤的化学组成和煤工艺性质为该课程的重点，是学生毕业后在煤化工和煤炭清洁高效利用行业从事生产、研发的基础。该课程内容多、涉及面广，而传统的教学方式难以调动学生的积极性和主动性，很难达到预期的教学效果，影响专业毕业要求和培养目标的达成。所以，基于OBE理念，构建“煤化学”课程的优质课堂教学模式，在有限的课堂教学时间内高质量地完成教学任务、达到育人目标是亟须研究的课题。

一、优质课堂的特征

优质课堂包括优质的课堂文化、优质的课堂关系、优质的课堂组织与教学，能够最大程度地发挥课堂教学的功能和作用。优质课堂的评价可以从教师和学生两个角度展开。从教师的角度，教师的认知影响教师的教学行为。教师课前认真备课，在课堂教学中利用巧妙的课堂设计、教学热情和表现力来激发学生的学习兴趣，通过不断鼓励学生、积极与学生沟通建立良好的师生关系，形成融洽的课堂氛围，为学生努力学习创造良好的课堂环境。从学生的角度，学生对优质课堂的认知往往与教师有所不同。笔者对72 名学生进行了“影响课堂学习效果的关键因素是什么”的问卷调查，设置选项包括（1）任课教师课前充分准备；（2）授课课件的质量；（3）新颖的教学方式；（4）任课教师的讲课风格；（5）课上师生互动交流；（6）任课教师的表达能力；（7）课后的辅导答疑频次。根据统计的结果显示74.3%的学生选择了任课教师的讲课风格是影响课堂学习效果的关键因素，新颖的教学方式以66.6%紧随其后。由此可见，学生更重视教师讲课的风格和教学方式的创新，幽默风趣的教学风格和新颖的教学方式更能够吸引学生的注意。对学生来说，教学内容比较枯燥的课程如果老师的教学语言幽默风趣，可以使课堂气氛变得轻松、愉快，从而收到很好的教学效果。此外，创新课堂教学方法，改变传统“课件”+“板书”的授课模式，提高信息化教学的比例，同样可以提高学生的学习兴趣。

二、“煤化学”课程课堂教学现状

“煤化学”课程经过长期的建设和发展虽然取得了一定成绩，但仍然存在很多不足。尤其是近年来，由于煤化工专业人才引进不足，导致教师队伍出现断层。经验丰富的老教师退休后，青年教师不能很好地承担起该课程的教学，“煤化学”课程教学质量有待进一步提高。

由于2018 版化学工程与工艺专业人才培养方案将总学分由198 调整为180，受专业必修模块课程学分的限制，“煤化学”课程被调整至专业选修模块，学时数也由40 压缩为32。“煤化学”课程涉及的内容较多、知识面广，学时数的压缩导致各章节授课时间的安排捉襟见肘，对部分关键知识点的讲解不深入。如何利用有限的课堂教学时间将课程重要内容传授给学生，并激发起学生的学习兴趣，是一项具有挑战性的工作。对教龄不长的年轻老师来说，“煤化学”课程的讲授只能是按基本要求完成授课任务，与优质课堂标准对比还有很大差距。

工程教育是以学生为中心的产出导向教育，要让学生通过教育取得既定的学习成果，就必须完整回答学生毕业时应取得什么样的学习成果、为什么要取得这样的学习成果、如何有效帮助学生取得这样的学习成果、如何检测学生取得了这样的学习成果、如何保障学生取得这样的学习成果。这五个问题分别对应了OBE的目标、需求、过程、评价和持续改进。作为煤化工方向专业课程的先行课程，“煤化学”对后续煤化工专业课课程目标的达成至关重要。以化学工程与工艺专业开展工程教育认证为契机，建立课程教学目标达成情况评价机制，有针对性地制定持续改进措施，坚持以学生为中心，强化课堂教学，建立“煤化学”课程优质课堂教学模式，提高课堂教学质量，支撑毕业要求和培养目标的达成。

三、“煤化学”课程优质课堂教学模式

建设“煤化学”优质课堂首先要从修订教学大纲、明确课程教学目标入手，在课堂教学中充分考虑学生的实际需求和课程自身的特点，优化教学方式，激发学生的学习动力和兴趣；其次要挖掘思政元素，将课程思政融入课程教学；第三要建立完整有效的考核评价机制，根据课程目标达成情况，进行持续改进。

（一）优化教学大纲，明确教学目标

根据工程教育专业认证的要求，对“煤化学”教学大纲进行修订，修订内容包括课程目标、课程目标与毕业要求的对应关系、评分标准、每项课程目标的评价依据和评价方法等。明确课程结束后学生应该具备的知识和能力，弄清课程教学目标对毕业要求指标点的支撑关系。“煤化学”的课程教学目标为：（1）掌握成煤物质、成煤环境、成煤作用过程，煤的岩石组成及类型；了解煤分子结构理论的基本观点；（2）掌握煤工业分析的定义和有机质元素的测定方法；了解煤的化学性质和物理性质；（3）掌握煤的热解、燃烧和气化性质，分析煤炭加工和合理利用的影响因素，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。课程教学目标对毕业要求的分解指标点形成相应的支撑，教师教学要以培养学生的高阶思维和高阶能力为主，重点培养学生的创新思维、批判思维及可持续发展能力[6]。

（二）以学生为中心，激发学习动力

传统的教学方式是教师按照教学大纲将枯燥的概念和知识填鸭式地灌输给学生，教师一个人唱独角戏，学生成了观众，面对由各种理论、概念堆砌而成的剧情，势必造成学生参与度降低，体验感变差，收获感更少。

优质课堂教学应该首先明确学生在课堂上的主体地位，充分调动学生的学习积极性，变被动式学习为主动式学习。课前教师可采用问卷调查的方式，了解学生对“煤化学”课程的熟悉程度、学生通过这门课程的学习希望得到哪些收获、学生依据自己未来的发展规划认为学习什么内容更能适应社会的需要等。通过填写调查问卷，促使学生积极思考，加深对课程的认知，并做好学习计划。教师应该“以学定教”，在设计教学方案时要结合学科特点，认真分析、研究学生的需求，制定可行的学习目标。其次，教师要从“演员”转变成“导演”，让学生更多地参与到“表演”中来，通过适当缩减教师授课时间，留出部分时间让学生有针对性地讨论课程中的重点、难点问题，教师给予解惑或点评，最大限度地培养学生自主学习的能力。同时还可以有效地促进课堂上师生间的互动，让学生变为课堂的主人，提高课堂教学效率。

（三）运用信息化技术，激发学习兴趣

在网络信息技术高速发展的今天，传统的教学模式和方法已经不能满足学生对课程学习的需求。作者将信息化技术运用于“煤化学”课堂教学，以多媒体为主，根据课程的教学目标和教学内容，用生动形象的动画讲解煤的形成和结构；将视频材料制作成教学视频，介绍煤的工艺性质及检测方法；利用动画介绍现代煤化工工艺流程，并结合煤化工企业现场图片，生动形象地介绍煤炭转化的实际运用；利用QQ 群和微信群等发布与“煤化学”课程相关的教学资料（如教学大纲、课程PPT、课后作业等）、煤化工行业资讯等，便于学生课后自主学习，加深学生对煤化工行业的了解。同时，还可以利用线上线下相结合的方式开展课后答疑，让学生牢固掌握课程知识。信息化技术的运用可以使教学内容更加丰富、形式更加灵活、重点更加突出，无形中拓宽了学生信息获取的渠道，对知识点有了更加深刻理性的认识。

为了提高信息化技术的运用能力，任课教师必须加强信息技术知识的学习，也可以通过参加校内外的信息化教学培训或研讨活动，与经验丰富的教师交流信息化技术的运用技巧，将信息化技术与课堂教学更好地融合，激发学生的学习兴趣。

（四）将思政教育融入课堂教学

新时代的高校教育要全面贯彻党的教育方针，解决好“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”这一根本问题。在培养目标上，必须明确把“努力培养担当民族复兴大任的时代新人，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”作为根本目标[10]。立足学科的视野、理论和方法，将思政教育融入“煤化学”课程中，实现专业课知识的传授与价值引导的有机统一。结合具体课程教学内容，将思政教育贯穿于“煤化学”课程教学之中，“润物细无声”地熏陶学生的思想情操，培养社会主义的核心价值观。

通过讲授我国煤炭资源分布的特点，让学生了解我国能源的基本情况，更好地理解和贯彻国家有关能源的方针和政策。通过向学生介绍我国“富煤、贫油、少气”的自然资源现状，让学生认识到煤炭在我国能源结构中的基础性作用。我国石油和天然气对外依存度高，国内能源供应受国际影响较大，让学生理解我国大力发展煤化工（如煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等）对保障国家能源安全的战略意义。煤化工的“三废”排放会对环境产生严重污染，为了保护环境，不断提高人民的生活质量，必须牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念，实现经济、环境和资源的可持续发展。近年来国家颁布了一系列环境保护的法律法规，严格执行“三废”排放标准和处理程序。通过这部分内容的学习，让学生明白为什么我国要大力推进煤炭清洁高效利用。

（五）完善课程考核机制

学生学习获得的知识和能力需要通过一定的评判标准来进行评价，而传统的以期末考试成绩与平时成绩（出勤率和课后作业）相结合的评价方式不能很好地反映课程目标的达成情况。尤其是平时成绩这部分，往往不能准确反映学生的学习情况，如某些学生出勤率很高，但课堂上并没有专心听课；还有部分学生课后作业完成的质量比较高，但可能并不是自己独立完成的，这样会导致老师对课堂教学的效果产生误判，影响课程目标达成情况的评价。出现这种情况的根本原因是这种传统的考核方式缺少了对学生学习过程的考核，老师也不能及时得到学生学习效果的反馈。在OBE 模式下，平时成绩考核除了出勤率和课后作业外，在每章内容讲授完成后均对本章知识点进行课堂测试，强化过程考核。课堂测试的成绩可以准确反映课堂教学的效果，有助于任课教师了解学生对知识点的掌握情况，及时进行教学反思并制定持续改进的措施。在评价过程中，充分考虑学生的个体差异，平衡学生在学习过程和学习结果中的表现，对学生进行综合评价[14]。

四、结论

煤化工是安徽理工大学化学工程与工艺专业的特色方向，“煤化学”是煤化工方向重要的专业课。作者按照工程教育专业认证要求，分析了“煤化学”课程课堂教学存在的问题，从修订教学大纲、在教学中激发学生的学习兴趣和爱好、将课程思政融入课堂教学以及课程考核机制优化等方面对“煤化学”优质课堂的教学模式进行了探索，以期推动教师教学水平和学生培养质量的提升。