目标问题导向式教学模式下“化工原理”教学的创新与实践——以流体流动为例
时间：2023-06-19 17:35:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
易均辉，陈青青，孟秀红，陈蓓芳
（广东石油化工学院，广东茂名 525000）
新的时代背景对传统的高等教育教学提出了新的创新要求，高位聚焦石油化工类课程教学中的“痛点”问题，创新性提出了“教必蕴育，育必铸魂”教育教学综合改革思想，深入思考“课程教学究竟应该教给学生什么、为什么教和怎么教”这一根本问题，需要通过支持教师开展目标问题导向式教学改革、提升课程教学改革工作量等措施，确保改革的整体性和有效性。如今，社会的进步，科技的飞快发展，对复合型人才的需求越来越多，并且越来越受到重视，对于化工工作者而言，这就意味着不仅要学习、掌握、熟练运用化工技术的相关原理和方法，还需掌握先进的化工技术，并熟练运用技术于工厂产品生产中，这样才能在技术决策和实施过程中提高经济效益和产品利用率。
课程是教育最微观问题，在最微观的问题上面下功夫显然尤其重要，基于此广东石油化工学院在高等教育教学改革中的提出一大概念性贡献——“目标问题导向式教学”，从模式上回应了课程教学应该为人才培养目标服务的根本要求。为了响应广东石油化工学院完成30~50个“目标问题导向式教学”试点要求，全校广大教师把握良机，学习“目标导向式教学”的内涵，积极探索“目标问题导向式教学”。
接下来，组建了“目标问题导向式教学”研究小组，兢兢业业，坚持不懈深度探索理论基础研究，积极开展新的教学模式研究工作，师生共同探索、实验，经过长时间的打磨，最终打造具有特色的“目标问题导向式教学”创新性改革成果，致力于努力提高教学质量，帮助学生高效率消化知识，清晰搭建课程内部逻辑结构。
基于高等教育教学改革，依据国家、学校、专业三个层面目标对学生综合素质的要求，创造人才高质量培养模式教学的研究与探索，融合课程具体教学内容，提高教学效率，提高学生的综合素质，创新和丰富了教书育人的理论内涵。
“目标问题导向式教学”的核心要义是基于目标设计问题，通过设计问题、课堂教授、疑惑解答、研讨交流来主导教师的“教”与学生的“学”，致力于培养基础扎实，专业实践能力强，具有创新精神和探索精神的应用型高级专业人才。教学过程利用目标问题链去引导学生自己动脑、动手建构知识点和知识体系的思维导图，提升思维能力，打造思辨型新课堂氛围，以目标问题导向问题培养学生学会运用知识的能力，联系实际，进而激发学习兴趣，引发学生思考，启迪学生智慧，培养成高素质人才，内化自身价值，促进学生有效地学。
“目标问题导向式”教学是以人才培养作为目标引领，课程主体由以教师为中心转向以学生为中心，由以知识教育转向以素质教育为中心，时刻顺应学生的发展规律，联系学生的真实认知规律，与学生的实际情况相结合，抛砖引玉，以问题作为导火线，优化问题设计，融合课程具体教学内容，精心设计循序渐进式[1]，从基本思路、主要原则、教学目标、教学设计、教学组织、问题设计六个方面对“目标问题导向式教学”进行深入分析，深入探索，促进学生自主学习，学会独立思考[2]。
围绕目标问题对五类教学问题即基本问题、重点问题、难点问题、实践问题和拓展问题进行设计和运用，如图1所示，引导学生自主通过预习、做好习题、课堂讲授、小组研讨、课后反馈、社会实践等形式来学习课程知识，并把知识理论落实于实践，把目标素质要求、融合课程内容体系转化为目标问题体系，使学生在解决目标问题的同时对课程知识要点及结构更加明朗清晰，以此来达到教学目标[3]。
图1 五类基本问题图示
目前化工原理的教学具有一定难度，在教学过程中存在一些问题。
1）课程难度大，课程综合性强。大多数学校这门课程的学时少、内容多、内容庞杂，操作多，公式繁琐，大多数学生认为它是一门较难学好的课程。
2）缺乏有效的课程教学模式。教师在授课过程中对过程本身的剖析[4]、对公式的推导不够深入，对问题的设计不够，忽略对“设备”结构与功能的分析，缺乏思考理论依据，这是学生学不好该学科的关键所在。
3）学生缺乏主动质疑和提问的动力。教学模式固定化，让学生对于学习化工原理的积极性不高，与此同时，也导致教师进行课程教学改革的成效不高、动力不足，另外，这门课程的实验成绩评定方法不够合理。这不利于学生自主探究实验能力的发展，也不利于学生思辨能力的养成，不利于促进学生有效地学[5]。
3.1 教学准备
围绕目标，科学设计五类目标问题，优化教学过程，紧扣三个层面育人目标要求，设计五类具有逻辑关系、层级关系、递进关系的目标问题，提高实践教学的有效性和学生掌握知识的效率。目标问题导向教学法中设计的问题，实施的策略，都要充分考虑学生的逻辑思维习惯，顺应学生的发展规律，从学生的角度，以实践运用为出发点来提出问题、解决问题；
与此同时要无阅读障碍，既通俗易懂，又具备思辨性、一题多解性、趣味性，注重学+悟的深度融合，应当避免内容单一、平铺直叙[6]。
基于以上步骤，运用目标问题促进有效地教和学，改变传统教学模式，利用目标问题开展教学活动。在化工原理流体流动流体静力学篇章设计以下问题，如图2所示。
图2 五类设计问题
3.2 教学实施
3.2.1 基本问题
学生处于主体地位，能够独立分析、思考学习中出现的问题[7]，让学生应知应会，对知识点有初步的认识，就要给出有解析的正确答案，其次让学生自学、老师在课堂上不进行讲解。例如教师通过备课提前设计好以下基本问题：①压强表示方法及其关系?②等压面的定义以及压强差的公式推导？并且通过雨课堂线上推送出以上基本问题，学生自主预习，参与并完成线上测试，掌握基本概念和基本原理。
3.2.2 重点问题
教师通过整理课堂内容，优化对难点问题的设计，注重结合工程实际[8]，课堂上在雨课堂推送以下重点问题：
（1）推导海底压力的计算公式？
（2）静止液体内部压力变化规律？
用 30 min的时间讲解知识体系涵盖的重难点知识，学生再进行知识探究，利用逻辑思辨解决上述问题。
3.2.3 难点问题
在学生对基础和重点知识有了一定的了解后，教师通过PPT将提前设置好的难点问题展示给学生，①静力学方程的分析及其应用?②连通器的使用原理及其应用？
学生分组讨论，进行头脑风暴，打破常规，使学生参与到了课堂当中，教师随机提问，让学生在课堂上进行汇报交流15min，教师再于课堂上讲授，分享难点问题的做题思路。
3.2.4 实践问题
在课堂上构建知识思维导图，教师首先在PPT上展示下述实践问题：
（1）静力学方程的工业应用案例及分析?
（2）压强差公式的应用案例及分析？
其次，播放实际静力学方程和连通器运用的在线视频，调动学生的积极性，让学生带着问题思考，教师在旁边解读，这不仅能开阔学生视野，加深学生对知识点的印象，还能让学生架构知识体系的能力在这个过程中不断得到强化。理论学习的最终目的就是学以致用，融会贯通，通过实际工程案例将课本上的知识与实验设计甚至工程设计联系起来，是由培养“解题能力”向培养“解决问题能力”转变的有效途径[9]。
3.2.5 拓展问题：
课后，学生在学堂在线完成习题的练习，解决以下拓展延伸问题：
（1）U型管压差计的改进方案?
（2）潜水艇的工作原理剖析？
进行实际流程模拟，逐渐培养创新意识。教师则通过问卷星调查学生学习情况，收集学生对该课堂模式开展的意见及建议，进行协同探究，及时反馈评价，优化实践平台[10]，大力推动教师持续优化改进，提高课堂授课效率。
3.3 教学反馈
（1）在收集的学生反馈意见中，发现学生普遍认为教师的教学效果极佳，教学模式新颖，课堂生动有趣，授课内容紧密联系，逻辑性强，前后衔接，深浅知宜，较容易接受，能紧跟着教师的思路，不易走神，且学生对知识点的掌握更加深刻，做题时层层递进，思路更加清晰。
（2）授课过程中发现学生能够更多地融入课堂中，做小动作等不良行为明显减少，积极性和课堂学术氛围显著提高，学生注意力集中，师生互动效果较传统教学模式显著，这无疑极大地启发了学生的创造性 思维。
（3）由于课堂效果明显，更多教师投身于目标导向式教学模式的创新与实践，通过时间的积累证明，课堂具有较高质量，其一是教师进行课程教学改革的动力提高，授课积极性提高，其二是学生的创新实践能力显著提高，成绩突出，专业建设方面往国家需要的高端人才方向发展。
实践表明，目标问题导向式教学理念作为教育改革的一项创新性成果，发挥着重要作用。相比于传统教学，目标导向式教学模式在化工原理课程中实践以来，课堂质量和专业建设成绩突出，学生的积极性、主动性、探究学习以及逻辑思辨能力都有着显著提升，学生的平时分和期末分都大幅提高，综合创新实践方面竞争力不断增强，满足新时代应用型人才培养需求，真正做到符合素质教育的全面发展。
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