基于工程教育認證的分析化學實驗教學改革

吳寶華 張輝 牟宏晶

摘? ? 要：我國參與工程教育認證的目的是逐步與國際工程教育接軌，以提高工程教育質量，推進工程教育改革。文章按照工程教育認證的要求，以分析化學課程為例，從“實驗教學理念、實驗教學管理、實驗考核方式”三個方面入手，闡述了基于工程認證的分析化學實驗教學改革策略，以確保學生的培養(yǎng)質量滿足相應職業(yè)的要求。

關鍵詞：工程教育認證;實驗教學;分析化學;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2019）12-0032-02

為穩(wěn)步推進工程教育改革，提高工程教育質量，逐步與國際工程教育接軌，2013年6月我國正式成為《華盛頓協議》的預備成員，這對于進一步加大我國工程教育改革發(fā)展和質量提升工作是一個突破性的進展。對于全面提高高等教育質量，帶動工程教育質量和水平的提高，推動高等教育內涵式發(fā)展，有著全局性、戰(zhàn)略性的重大意義[1]。

以往的教學重理論輕實驗，學生的動手能力差、工程能力欠缺，即使是實驗課成績的考核也要把相應的理論知識包括在內，并且要占50%的權重，造成一些不愛動手或動手能力差的學生，只要考試時多背一些知識，實驗考核成績照樣會及格甚至更高，學生實際動手能力無從考察，更別提工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。因此，加大對學生動手能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已經成為目前國內外高等院校實驗教學改革的必然趨勢[2]。

一、基于工程認證的分析化學實驗教學改革策略

（一）轉變實驗教學理念

本門課程的教學目標就是通過實驗使學生能夠學會化學分析的基本操作方法，能夠運用儀器分析實驗過程中涉及到的現代分析檢測儀器，對物質進行定量分析，并能夠對化學工程問題進行識別和分析;畢業(yè)要求的指標點是能夠結合自然科學對化學工程問題中的科學與關鍵問題進行識別和分析。

我國工程教育認證的理念要求，教學必須要以學生為中心，而線上教學恰恰可以讓學生在線上學習操作視頻、儀器使用說明及注意事項（教師可以根據需要適當留些思考題），在有了一定感性認識的基礎上寫好實驗預習報告，在實驗課堂上教師可以根據學生對思考題的回答情況，重點演示學生存在的共性問題，做到教學講解有的放矢。既節(jié)省時間又提高效率，將更多的時間留給學生學習和訓練，以提高學生的動手能力和實踐能力，并達到教學目標和畢業(yè)要求，終其目的就是要保證學生培養(yǎng)質量滿足從事相應職業(yè)的要求。

（二）強化實驗教學管理

工程認證要求，沒有規(guī)矩不成方圓，條理清晰并且嚴格的管理是培養(yǎng)學生良好學習習慣和學習品質的前提，在進入實驗室前學生要接受安全培訓。為了讓學生更多更好地了解實驗室的各項規(guī)章制度，實驗室門外走廊的墻上，“實驗室危險化學品使用安全規(guī)則”“實驗室廢棄物處置管理辦法”“實驗室突發(fā)事件應急預案”“實驗室注意事項”，各種規(guī)章制度宣傳板清晰可見;指定位置的二氧化碳滅火器、干粉滅火器及相應的使用說明圖板一目了然;連衛(wèi)生間也都安裝了緊急噴淋裝置;進入實驗室，學生守則等宣傳板會立刻映入眼簾，儀器柜、試劑柜、易制毒品存放柜、滅火器均有指定位置擺放，操作臺上儀器及試劑井然有序，實驗室嚴格按照6S（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全）理念進行管理，注重對學生安全意識和良好實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（三）改革實驗考核方式

以往本門課程的考核包括操作和筆試兩部分，而且實驗操作成績在課程考核中的權重只占50%，這種考核方式并未充分反映出學生掌握操作的真實情況。

為了能夠真正達到“通過實驗使學生學會基本操作方法，提高學生的動手能力以及在實驗過程中分析問題、解決問題的能力”這一課程目標，我們將考核的重心放在了“實驗的預習、實驗的表現和實驗報告的撰寫”三大方面，換言之，我們將考試方式由原來的“操作+筆試”改革為現在的“實驗操作全過程形成性考核” ，進一步加大對學生操作能力培養(yǎng)的投入力度。

工程認證要求：學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力需要得到進一步提升，工程意識需要得到進一步樹立。工程教育認證對學生的能力達成強調“過程性評價”，就是要求我們必須提供證據證明各個教學環(huán)節(jié)在學生能力達成方面的作用以及達成情況，并由此發(fā)現教學各環(huán)節(jié)的問題，再有針對性地改進，最終實現提高學生學習效果、促進學生發(fā)展的目標，為此，我們制定了如下的考核方式及細則。

考核分為兩種形式。

1.隨堂全面考核。全面考核包括實驗預習、實驗表現和實驗報告三大項目。第一項：實驗預習，占比為20%，包括：實驗目的、原理明確，實驗儀器和試劑、實驗步驟、思考題及實驗過程中涉及的公式等項目，并根據對這些項目的完成情況給以成績。A優(yōu)秀：實驗預習十分充分，實驗目的、原理明確，實驗步驟十分清晰，公式、思考題正確工整。B良好：預習比較充分，基本明確實驗目的、原理，實驗步驟清晰，公式、思考題正確。C中等：預習基本充分，基本明確實驗目的、原理，實驗步驟基本完整，公式、思考題基本正確。D及格：基本完成實驗預習，了解實驗目的、原理，有實驗步驟、公式和思考題。E不及格：沒有完成實驗預習，實驗目的、原理不明確，有實驗步驟，公式、思考題書寫錯誤。

第二項：實驗表現，占比為50%，包括：實驗態(tài)度、實驗紀律、實驗素養(yǎng)、實驗安全、實驗操作，實驗數據等方面，并根據這些方面的表現情況給以成績。A優(yōu)秀：實驗態(tài)度認真，積極主動，熟練使用儀器、設備，實驗操作規(guī)范，實驗數據真實，同組同學能自覺分工相互配合，不遲到，紀律好，臺面整潔，順利完成實驗。B良好：態(tài)度認真，比較主動，會使用儀器、設備，實驗操作規(guī)范，實驗數據真實，同組同學間能自覺分工相互配合，不遲到、紀律好，臺面整潔，完成實驗較順利。C中等：態(tài)度認真，缺乏主動性，在教師指導下會使用儀器、設備，實驗操作基本符合規(guī)范，實驗數據真實，同組同學間能分工相互配，不遲到，紀律較好，臺面較整潔。D及格：態(tài)度基本認真，缺乏主動性，教師指導下會使用儀器、設備，實驗操作基本規(guī)范，實驗數據真實，同組同學間分工不合理，不遲到，紀律較差，臺面較臟亂。E不及格：實驗態(tài)度不認真，不主動，實驗操作不規(guī)范，實驗數據不真實，遲到，紀律差、臺面臟亂，不能獨立完成實驗，同組同學間分工不合理，不能夠相互配合完成實驗。

第三項：實驗報告，占比為30%，包括：實驗數據的處理、實驗結果的分析、對實驗預習中出現的問題的改正等方面，并根據回答情況給以成績。A優(yōu)秀：實驗數據處理正確，實驗結果分析合理嚴謹，預習中出現的問題全部改正，數據無涂改。B良好：實驗數據處理比較正確，實驗結果分析比較合理，預習中出現的問題全部改正，數據無涂改。C中等：數據處理基本正確，實驗結果分析基本合理，預習中出現問題基本修改，數據基本無涂改。D及格：實驗數據處理不正確，實驗結果分析不合理，預習中出現的問題沒有全部修改，數據有涂改。E不及格：實驗數據不完整，處理不正確，實驗結果沒有進行分析，數據涂改嚴重。

2.隨堂專項考核。專項考核包括酸堿滴定管的規(guī)范操作、移液管和容量瓶的使用及注意事項、電子分析天平在使用過程中應注意的要點等等。在學生已經學會全部儀器的使用和規(guī)范操作的基礎之上，利用最后的一到兩個實驗給學生“略施小壓”，將學習過程中的知識點與成績“掛鉤”，目的是增強學生的瞬時記憶，使學生的規(guī)范操作不斷得到強化訓練。

學習成績的給出以第一種考核為主，第二種考核是在第一種考核的基礎上，特別針對操作的規(guī)范性提出的更高要求，出現一次錯誤或不規(guī)范操作其實驗表現的成績只能給合格，重復出現不規(guī)范操作則實驗表現的成績?yōu)椴患案?。最終實驗成績不及格的學生不給提供補考機會，而是重修，即到下一屆重新學習。

通過以上形式的考核，把對學生的要求和需要學生掌握的實驗技能模塊化，然后滲透到實驗教學的各個環(huán)節(jié)，讓做中學與學中考相互交織，讓每位學生都有充分的思想準備，帶著明確的學習目的來做每一個實驗，每一個實驗都相當于一次開卷考試。學生的潛能的確是可以挖掘的，他們在每次實驗中都能做到盡最大努力通過瞬時記憶達到考核要求，經過短暫而嚴謹的課堂訓練，學生的實驗操作技能得到了不斷的提升，暫時記憶得到了不斷的強化，這對進一步增強學生的永久記憶會起到較大的推動作用，會對下一步的學習和工作打下堅實的基礎。

二、分析化學實驗教學改革的初步成效

通過對2017級化學工程與工藝專業(yè)3個班學生成績的統(tǒng)計分析，較好地完成了化學工程與工藝專業(yè)畢業(yè)要求達成度的指標?！斗治龌瘜W實驗》完成化學工程與工藝專業(yè)要求指標為：能夠結合自然科學對工程問題中的科學與關鍵問題進行識別和分析;達成度的目標值為0.2?；I(yè)3個班分析化學實驗考核的平均成績?yōu)?5.13、87.06、85.87，對化學工程與工藝專業(yè)要求指標點的達成度為0.2×85.13÷100=0.170、0.2×87.06÷100=

0.174、0.2×85.87÷100=0.172。

（一）學生學習的積極性和主動性得到了彰顯

學生的學習勁頭十足，一改往日被動學習的懶散狀態(tài)，實驗報告的預習既工整又清晰，充分體現出了學生用心的程度，儀器、試劑擺放整齊。不用揚鞭自奮蹄，做完實驗不愿離開實驗室，反復練習直到自己滿意或教師認可為止。

（二）學生的動手操作能力和思維能力得到了進一步的提升

在實驗課堂上教師扮演的角色是配角，因此教師講課要盡可能精煉顯得尤為重要，這樣學生才能有更加充足的時間進行實際操作訓練，并及時改正訓練過程中出現的問題、及時尋找問題出現的原因以及解決的方法，操作能力、思維能力雙提，為工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定了較為牢固的基礎。

參考文獻：

[1]邱學青.面向“新工業(yè)革命”的工程教育改革[J].高等工程? ? 教育研究，2014，（5）.

[2]朱高峰.中國工程教育的現狀和展望[J].高等工程教育? ? 研究，2011，（6）.

收稿日期：2019-04-20

作者簡介：吳寶華（1965—），女，遼寧臺安人，哈爾濱理工大學化工學院實驗中心教師，高級實驗師，主要從事分析化學實驗管理研究。

基金項目：教育部人文社會科學研究專項任務項目：工程科技人才培養(yǎng)研究資助“面向經濟發(fā)展新形勢的行業(yè)特色型高校產學協同培養(yǎng)工程技術人才的機制與路徑研究”（17JDGC024）