基于“目标问题导向”的石油化工工艺学混合式教学改革与实践

王丽，单书峰，孙晋，林存辉，易广坤，周如金

(广东石油化工学院化学工程学院，广东 茂名 525000)

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》教高〔2019〕 8号：经过三年左右时间，建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程(简称一流本科课程“双万计划”)，教育部高教司吴岩司长也提出：“课程是人才培养的核心要求，教学改革改到深度是课程”。课程是教育最微观问题，但解决的是教育最根本问题[1-3]。

目前高等教育人才培养质量存在或综合素质不高或应用知识和实践能力不强或创新意识创新精神不强等问题，归根到底还是学校办学目标、专业人才培养目标没有得到很好地实现的问题。究其主要原因还是出在课程教学上。课程教学是高校实现办学目标、人才培养目标的核心环节，也是影响乃至决定教育教学和人才培养质量的关键要素。“目标问题导向”教学理念很好地对标一流本科课程“两性一度”的要求，即“高阶性、创新性、挑战度”。目标问题导向式教学理念通过设计基本问题，挤掉课程水分，打造金课；
通过设计重点问题、难点问题、实践问题及拓展问题，致力于培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维宗旨，实现知识能力素质的有机融合，让课程教学充满“高阶性”；
致力于让前沿性和时代性融入课程内容、让先进性和互动性主导教学形式，让探究性和个性化反映学习结果，使课程教学尽显“创新性”；
致力于设定科学合理的难度空间，让学生课下无法马虎应付，都需要下一番“跳起来摘桃子”的苦功，令课程教学富有“挑战性”[4-5]。

石油化工工艺学课程是国家级一流本科专业建设点的核心主干课程，是本专业第二轮中国工程教育专业认证的代表性课程，是培养学生成为石油化工领域高级专门人才的主阵地。近年来，课程根据教学过程“教”与“学”存在的两大痛点问题((1)课程专业性、工程性、实践性，在校生难学懂；
(2)小部分学生就业意向偏离，不想学，对就业行业有误区，思辨能力有待提升)，积极探索基于“目标问题导向”的“混合式”教学创新改革。课程通过重构“教”与“学”内容，重构“教”与“学”过程，打造思辨课堂。通过“雨课堂”等信息化技术、在线开放课程资源及学生互联网+大数据反馈等打造智慧课堂。同时通过“目标问题导向”和“拓展问题”实施课程思政，有效地激发了学生自主学习积极性，让课堂焕发活力，实现学生“知识、能力、素养”的培养与达成。

1.1 “重构”课程“教”与“学”内容

围绕“五类目标问题”组织教学体系，以大型炼化一体化企业化工分部产品加工方案为知识网络，划分8大模块，围绕“三烯”“三苯”相关工艺及产业链重构课程内容，践行“产教深度融合”，将企业生产工艺案例引入教学过程。

课程通过8大知识模块划分，形成了200多个五类“目标问题”库，同时形成55个“思维导图”库，将企业生产实际案例引入课程内容，让课程内容体现前沿性和时代性，学生所学知识与企业生产无缝对接，因为本专业学生就业对口率超过89%。所以对课程内容进行重构迫切且必要。课程知识体系划分如图1所示。

图1 重构课程“教”与“学”内容

1.2 “重构”课程“教”与“学”过程

打破传统课程沉闷状态，教师端与学生端隔离的常态，探索基于“目标问题导向”的“混合式”教学创新改革。依据学校办学目标、专业人才培养目标、课程教学目标对学生“素养、能力、知识”的要求，将课程基本概念内化为“基本问题”，学生课前预习，应知应会，培养学生自主学习能力。工艺原理内化为“重点问题”，结合思维导图多维度进行解析，培养学生归纳总结能力。工艺条件内化为“难点问题”，学生分组讨论，小组汇报，培养学生分析复杂工程问题能力。企业横向课题内化为若干“实践问题和拓展问题”，分组完成拓展问题报告，培养学生解决复杂工程问题能力。通过课前引导自学、课中辅导自学、小组讨论、教师思维导图多维度解析以及课后延伸拓展等环节组织教学，促进课程教学有效逼近人才培养目标。同时将“时代性”与“前沿性”内容融入课程内容，挖掘炼化行业特有思政育人元素，将思政内容有机融入五类“目标问题”中，引导学生进行文献调研、思政话题讨论、心得体会提交和思维导图汇报展示等。教学过程始终紧扣“及时反馈”和“可持续改进”，根据学生课前、课中、课后“互联网+”学习大数据及时调整教学进度并更新教学内容，不断迭代优化，打造“智慧课堂”。

课程围绕五类“目标问题”精心设计教学活动，实现项目式教学、案例式教学、参与式教学，让学生实现“会学、学会、会用”的能力进阶。

1.3 重构课程“实践教学体系”

以学生能力、素质培养为目标，强调化学工程与工艺专业就业岗位的宽泛性，建立与石油化工工艺学课程理论环节配套的模块化实践课程体系。加大实践教学课时，增加实践教学环节，突出学生工程实践能力的培养，构建实践教学体系框架，即认识实习，校内实训，生产实习，毕业实习均根据课程八个工艺模块来设计组织，彻底改变原有理论为主的培养模式。

2.1 “目标问题”具体实施

围绕“目标问题导向”，重构课程“教”与“学”内容，以某一知识章节为例，将内容内化为五类“目标问题”体系，八个知识模块共设计约200多个“目标问题”，将传统教学的“知识链条”转化为系统“目标问题链条”，“传统教学”与“目标问题导向”教学区别示意如图2所示。

图2 芳烃生产技术“五类目标问题”

另外，“五类目标问题”的设计也要对标一流课程的“高阶性、创新性、挑战度”。“五类目标问题”同时也要考虑不同学生的覆盖面，学生个性化和差异化的需求，设计不同“目标问题”的具体要求。

2.2 基于“目标问题导向”的混合式教学过程设计

2.2.1 线上线下混合式理论教学模式

在课前、课中、课后的各教学环节，包括测评活动，围绕“目标问题”展开一系列教学活动，根据这些教学活动的大数据反馈来指导改进“教”与“学”的过程，同时调整教学计划。

(1)“课前”自主学习释疑。在开课前一周，线上发布相关教学资源，教学视频与专业课相关的“思政”内容，渗透贯穿教学过程。

(2)“课中”小组合作释疑/汇报。老师引导“目标问题”提出，组织同学们分组或个人讨论，让学生归纳总结形成汇报。同时教师根据同学表现给予评价和点评。教师引导释疑。教师整理、汇总各小组提出的问题。选择学生疑问较多的三到五个问题，作为本节课讲解的重/难点内容。

(3)“课后”获得多重有效反馈。学生课后在线完成“目标问题”讨论和素拓项目。根据同学在“课前、课中、课后”以及在讨论环节的反馈情况及时调整教学进度和方法，把握重点难点，随后调整相关教学资源或计划。课程结束后，进行课程目标达成度评价。

2.2.2 实践环节线上线下混合式教学设计

课程另外配套有乙烯裂解、乙烯分离“线上”虚拟仿真实训平台及“裂解制乙烯中试试验”平台。

(1)“课前”，教师发布实训任务、指导书等，学生在线预习、完成预习报告等。

(2)“课中”，教师在线演示“乙烯裂解、乙烯分离”虚拟仿真系统的操作，根据学生自主学习问题进行重难点讲解，学生自主完成在线操作，对优秀学生进行成果展示。

(3)“课后”，课后根据课程考核要求完成相应巩固任务，教师进行总结，反馈。

2.3 基于“目标问题导向”混合式教学过程实施样例

围绕五类“目标问题”，结合学生素拓项目，构建了基于“雨课堂”+“在线开放课程”的翻转课堂五步教学法，即课前自主学习释疑、课中教师引导释疑、课中探究合作释疑、课中小组讨论释疑、课后拓展释疑“五步教学法”。通过不断地“质疑、释疑、答疑”来激发学生学习兴趣，促进学生积极思考，将传统课堂变成“思辨课堂”。

(1)八大模块的课程思政设计遵循专业认证的OBE教学理念，我们构建了课程的毕业要求指标点与课程思政维度的对应关系[4-5]。八大知识模块支撑不同的毕业要求指标点，并针对性地设计课程思政的实施方法及对应的目标问题和思政元素及维度。

(2)在五类“目标问题”的实践问题和拓展问题中，引导和激发学生对“五大发展理念”的思考和讨论，课程同时课程配套有18个课程思政视频资源库。

(3)同时课程在线资源平台构建了课程思政案例库，包括53位化工专业优秀校友事迹库和60位石化名人事迹库。通过优秀校友和石化名人的事迹渗透对应的石油化工岗位工艺，帮助学生增加专业自信和就业自信。

已完成核心章节的核心“目标问题导向”集，已经在在线开放课程平台实施了一期基于“目标问题导向”的混合式教学创新改革探索。石油化工工艺学课程目前已在学堂在线全国慕课平台开设5期，选课人数超过6 150人，课程所有运行数据在同平台课程中排名靠前，大部分运行数据超过同平台87%以上的课程。同时课程配套有省级在线开放课程资源，还有雨课堂的课件库、习题库、试卷库、测评反馈等资源库，另外就是学生的素拓项目库以及各类论坛，五类“目标问题”库。课程配套有18个思政视频资源库 (表1)。

表1 课程思政视频资源(学堂在线在线开放课程平台资源)

同时课程建设有基于“目标问题导向”的产教融合富媒体教材，并在课程在线开放课程平台挂网。另外，仿真实训、工程实训、素拓项目电子资源均在课程在线开放课程平台挂网。

5.1 课程评价体现改革

注重过程性评价与终结性评价结合，同时将课程思政内容纳入考评体系，期末试题中渗透“社会、健康、安全”等因素的考核，在“目标问题”的实践问题及拓展问题中，引导学生对“五大发展理念”(创新、协调、绿色、开放、共享)进行思考和讨论，同时采用“素拓项目”实施课程思政，将思政考评融入“素拓项目”“目标问题”“期末测评”等模块，课程结束后，进行课程的目标达成度评价作为课程终结性评价依据。课程考评体系具体如表2所示。

表2 考核方式改革情况详情

5.2 课程教学改革成效

针对课程改革进行线上问卷调查，学生问卷数据反馈表明：引入“素拓项目”改革之后，41%学生认为工程实践能力及得到提升；
49%学生认为解决复杂工程问题能力得到提升，63%同学认为“团队协作能力”得到提升。引入“目标问题导向式”教学，82%同学认为“思辨能力”得到提升，40%～50%同学认为“工程实践能力和解决复杂工程问题能力”得到培养。另外课程过程性考核和终结性考核显示：最近一期学生课堂参与度提高100%，学生优良率提高至56%(卷面 >80分)。

同时，基于以上创新改革，课程2020—2021年先后获得广东省一流本科线上线下混合课程，广东省课程思政示范课程，广东省在线开放课程立项；
基于“目标问题导向”的课程改革案例获得多项省级优秀案例奖。

(1)针对课程教学过程存在的问题，结合石化行业特色和学科前沿，通过重构课程“教”与“学”内容及过程，结合“探究式教学”“案例式教学”“素拓项目式”教学，学生围绕五类“目标问题”不断质疑、释疑、答疑，打造思辨课堂。

(2)通过“雨课堂”等信息化技术、在线开放课程资源(包括思政资源)及学生互联网+大数据反馈等打造智慧课堂，构建基于“雨课堂”+“在线开放课程”的翻转课堂五步教学法，即课前自主学习释疑、课中教师引导释疑、课中探究合作释疑、课中小组讨论释疑、课后拓展释疑五步教学法。

(3)通过“目标问题导向”和“素拓项目”实施课程思政，在“目标问题”的实践问题和拓展问题引导学生对“五大发展理念”的思考和讨论，学生课堂参与度提高，课堂教学质量得到提升，学生收获丰富；
同时将时代性与前沿性融入素拓项目实施课程思政，注重学生工程实践能力及解决复杂工程问题能力的培养，实现学生“知识、能力、素养”的培养与达成。

(4)学生问卷反馈表明：实施课程改革之后，82%同学认为“思辨能力”得到提升，最近一期学生课堂参与度提高至100%，学生优良率提高至56%(>80分)。

基于“目标问题导向”的混合式教学创新改革实践，有效地解决了课程“教”与“学”过程存在的两大痛点问题，育人成效初显。