数智赋能，多维融合绘就《化工热力学》一流课程新图景

在数智化转型加速与创新人才培养深化的双重驱动下，打破传统教学中“教师讲、学生听”的单向灌输模式，将课堂真正打造为培养学生自主探究与创新实践能力的沃土，已成为“新工科”教育教学改革的重要任务。

郑州大学《化工热力学》课程团队立足研究型大学人才培养目标定位，以国家一流本科课程建设为契机，聚焦卓越工科人才培养需求，严格对标国家一流课程“高阶性、创新性、挑战度”的“两性一度”标准，彻底打破传统教学中以单向性知识传授为主的被动模式，将研究性教学、专创融合教学、数智化辅助的线上线下混合式教学深度融合，构建起“以学生为中心 让每个学生更优秀”的“多维融合”育人模式。这一改革不仅让抽象的热力学理论变得鲜活可触，更让课程成为培养学生自主探究、创新实践能力的沃土，成为研究型高校工科专业课程改革的鲜活范本。

理念破局：从“知识传授”到“多维育人”的转向

作为化学工程与工艺专业的核心基础课，《化工热力学》兼具理论抽象性与工程实践性，传统教学常陷入“教师讲公式、学生背参数、知识难转化”的困境。郑州大学课程团队在总结前期教学改革经验的基础上，深刻意识到：新时代工科教育需超越单一知识传递，转向“专业能力 + 创新思维 + 终身学习能力”的综合培养。基于此，团队确立了“多维融合”的改革理念：以研究性教学激活学生探究欲，以专创融合打通“学用壁垒”，以混合式教学打破时空限制，精准攻克工科专业课程教学改革的关键难点，最终实现以“知识-能力-素质”一体化培养学生解决复杂工程问题能力和实践创新能力的育人目标。

理念转型的关键在于教师角色的重塑。团队通过中原地区化学工程与工艺专业虚拟教研室等平台开展定期跨校教研、邀请行业专家参与教学设计，推动教师从“主讲人”转变为“引导者”“赋能者”。“过去备课聚焦讲清楚焓变熵变的计算公式，现在则更注重引导学生运用这些知识，去解决工厂能量综合利用优化、节能降耗等实际问题。”课程负责人侯翠红教授指出，“这种转变让教师更注重将专业知识与产业需求、创新思维衔接，为多维教学改革奠定了思想基础。”

模式创新：构建“多维融合”的立体教学矩阵

围绕教学设计关键环节，课程团队将研究性教学的科学要素、专创融合的实践特质、混合式教学的时空优势进行深度融合，以目标耦合定方向、环节嵌套强关联、评价互通促闭环，推动多维要素深度融合，并将其系统融入课程教学全过程与专业人才培养全周期，构建起环环相扣的立体教学矩阵。

（1）数智化辅助的混合式学习：打破时空的“知识铺垫网”

课前，团队依托深化改革的 MOOC 资源，借助知识图谱、AI助教等数智化平台，构建起“理论精讲 + 前沿动态 + 工程案例”的线上学习体系。数智化平台根据学生线上学习数据，精准分析其知识薄弱点，个性化推送相关学习内容。学生不仅能通过视频掌握 “流体临界点”、“蒸汽动力循环”、“制冷循环”等核心概念，还能通过拓展科普视频、主题分享板块接触到新能源材料热力学特性、碳中和背景下的能量优化等前沿内容——这些内容既为研究性学习提供素材，也为专创融合埋下伏笔。

课中，“讲授+互动”实现知识的深度内化。教师不再照本宣科，而是通过AI助教系统分析数据，聚焦共性难点开展“靶向讲授”。每 10-20 分钟穿插一次随堂测试，题目多来自企业真实案例，如“氨合成工序，反应在什么条件下可以进行？反应是否存在平衡与极限的问题？”，推动学生从“听懂”向“会想”转变。

课后反馈环节，结合课堂互评与教师建议，借助AI助学系统，对学生团队研究成果进行多维度分析，生成个性化的改进方案，形成知识迁移和学习能力的闭环提升，有效培养了学生的自我评价与持续改进能力。这种“线上铺垫 + 线下精讲+课后迁移”的混合模式，既保证了知识传递的效率，又为后续研究性探究和实践转化预留了空间。

（2）研究性探究：激活思维的“问题攻坚场”

课堂成为研究性教学的核心载体。教学团队设计“超临界流体的化工应用”、“化工过程能量集成”、“制冷循环的现实应用”等兼具理论深度与工程价值的专题，让学生以小组为单位展开探究。从查阅文献、构建模型到撰写小论文、制作微课，学生全程主导研究过程，教师则适时提供指导，适时补充工程实际应用规范案例，让探究始终扎根于工程实践。

（3）专创融合：打通学用的“实践转化桥”

作为河南省专创融合示范课程，团队特别注重将专业知识与创新实践能力培养衔接。在翻转课堂项目中，明确要求方案需包含“创新点”、“实践案例”、“可行性分析”和“产业化前景“等要素。

课程还与河南心连心化学工业集团合作，引入“合成氨弛放气回收热力学方案”等真实技改项目作为探究主题，真正实现了“专业学习—创新设计—产业应用”的闭环。

评价革新：让“成长轨迹”替代“一考定音”

评价体系的重塑是多维教学改革落地的关键保障，课程团队通过从评价革新，实现从“结果导向”到“过程与能力并重”的转变，让评价真正成为育人的“度量衡与引航器”。

过程性评价占比提升至 40%，细分为三大维度：包含MOOC 视频学习进度、平台讨论参与度、线上作业质量的混合式学习维度，考察自主学习能力；包含翻转课堂分享互评、小论文深度的研究性学习维度，评估探究与表达能力；包含方案创新度、可行性分析质量的专创融合维度，衡量创新与实践能力。

结果性评价则侧重综合应用，期末考试题目增加“工程案例式”命题比例，如“按照液化气储存和使用的要求，根据主要烃类的基本物性数据选择液化气烃类成分”、“根据化工过程焓变基本规律，设计湿蒸汽干度测试小装置，并简述其工作原理”等。这种评价方式，倒逼学生整合研究方法、专业知识与创新思维，实现“学—研—创”的贯通。

辐射推广：从“一门课”到“一类模式”的价值延伸

经过持续探索，郑州大学《化工热力学》“多维融合”教学改革的成效显著：荣获国家一流本科课程（线上线下混合式课程）、河南省专创融合示范课程，获河南省信息化教学成果一等奖等多项国家和省部级荣誉。更重要的是，学生的自主学习与创新能力显著提升，近两年，学生在“全国大学生化工设计竞赛”等专业赛事中斩获国家和省部级奖项 31项，参与发表学术论文13篇，升学率和就业质量稳步提升。

改革成果的辐射力持续扩大。依托教育部“中原地区化学工程与工艺专业虚拟教研室”和“全国化工热力学教学年会”等，课程团队将“多维融合”模式推广至河北工业大学、河南工业大学、新乡学院、平顶山学院等多所高校，并通过中国大学MOOC平台辐射全国，累计受益人数4000余人。

从理念破冰到模式创新，从评价革新到辐射引领，郑州大学《化工热力学》的“多维融合”教学改革，正书写着工科课程育人的新范式，为高等教育课程改革提供有益借鉴。在这片以学生为中心的教育土壤上，知识传授与能力培养同频，专业学习与创新实践共振，为培养适应数智化时代的高素质工程人才注入了持久动能。