基于工程教育專業(yè)認(rèn)證下淺談化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

高樹剛，安 紅，武寶萍

(淮海工學(xué)院 化工學(xué)院，江蘇 連云港 222005)

為提高我國工程教育質(zhì)量，2006 年 3 月，教育部啟動(dòng)了工程教育專業(yè)認(rèn)證工作[1]。工程教育專業(yè)認(rèn)證是指專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)針對高等教育機(jī)構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實(shí)施的專門性認(rèn)證，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(huì)(聯(lián)合會(huì))、專業(yè)學(xué)會(huì)會(huì)同該領(lǐng)域的教育專家和相關(guān)行業(yè)企業(yè)專家一起進(jìn)行，旨在為相關(guān)工程技術(shù)人才進(jìn)入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證[2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊(duì)伍配備、辦學(xué)條件配置等都圍繞學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成這一核心任務(wù)展開，并強(qiáng)調(diào)建立專業(yè)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制和文化以保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力[3]。工程教育專業(yè)認(rèn)證明確提出了工科畢業(yè)生獨(dú)立的和可評估的畢業(yè)要求，這有助于推動(dòng)我國工程教育改革，高效培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程教育人才，大力促進(jìn)和推動(dòng)中國工程教育的國際認(rèn)可度，從而有效提升我國化工創(chuàng)新性人才的核心競爭力[4]。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，2018 年10月，淮海工學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)參加工程教育專業(yè)認(rèn)證。為了達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條基本要求，將12條基本要求分解為33個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，按照化學(xué)工程與工藝專業(yè)所設(shè)置的課程，支撐33個(gè)指標(biāo)點(diǎn)的內(nèi)容，從而使學(xué)生達(dá)到了畢業(yè)要求?；ぴ怼⒒ぴ韺?shí)驗(yàn)、化工原理課程設(shè)計(jì)是專業(yè)基礎(chǔ)課程，是聯(lián)系基礎(chǔ)和專業(yè)，理論和實(shí)踐的橋梁[5]，是我?；瘜W(xué)工程與工藝、制藥工程、材料化學(xué)、高分子材料工程、生物工程、環(huán)境工程、安全工程、化工機(jī)械裝備等近化工類專業(yè)的必修課程，主要講解化工廠的單元設(shè)備原理、設(shè)備操作、設(shè)備設(shè)計(jì)、設(shè)備應(yīng)用等工程技術(shù)知識(shí)，其實(shí)驗(yàn)設(shè)備和操作流程接近于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，因此化工原理、化工原理實(shí)驗(yàn)、化工原理課程設(shè)計(jì)這三門課程對工程教育專業(yè)認(rèn)證12條基本要求中的問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、工程與社會(huì)、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通等進(jìn)行了支撐，為了更好的滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，化工原里實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改革：

1 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

2017年，學(xué)校投入19萬進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)室改造，130萬進(jìn)行單元設(shè)備改造，保證每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的臺(tái)套數(shù)。通過修改化工原理實(shí)驗(yàn)大綱，制定了課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核方式和方法等。表1列出了整合前后實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

表1 整合前后實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對照表

從表1可以看出，整改之后豐富了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容，尤其綜合類實(shí)驗(yàn)基本上都增加了一定難度，如離心泵性能特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，整合之前只能做單臺(tái)泵的性能參數(shù)的測定，而且離心泵放置水箱之下，是倒灌，啟動(dòng)之前，學(xué)生并沒有親自操作灌泵。整合之后，可以做單臺(tái)離心泵、離心泵的并串聯(lián)組合的參數(shù)測定，而且離心泵放在水箱之上，啟動(dòng)時(shí)，必須灌滿離心泵，讓學(xué)生感受到進(jìn)出口閥門作用以及氣縛現(xiàn)象，從而把理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合起來。如篩板塔精餾實(shí)驗(yàn)，整合之前只能做間歇操作，但化工原理理論課主要內(nèi)容是連續(xù)操作，因此整合之后，保留間歇式操作同時(shí)，還增加了連續(xù)操作，設(shè)置了不同的進(jìn)料位置，通過改進(jìn)，要求學(xué)生會(huì)分析進(jìn)料位置，進(jìn)料熱狀況、塔內(nèi)的溫度、濃度變化及分離要求一定時(shí)回流比的選擇，以考察回流比對分離效果的影響。還有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，將板式塔和填料塔合在一起，增加了雷諾演示實(shí)驗(yàn)，而學(xué)時(shí)數(shù)不變。經(jīng)過上述安排和整合，基本上化工過程常用的單元操作學(xué)生都能得到訓(xùn)練，并且從易到難，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能逐步增強(qiáng)，逐步樹立工程意識(shí)。

2 改進(jìn)教學(xué)模式

以往化工理論課程步調(diào)與化工原理實(shí)驗(yàn)課程安排不一致，或超前或滯后，嚴(yán)重影響理論指導(dǎo)實(shí)踐。上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，學(xué)生對以前學(xué)過的知識(shí)有點(diǎn)模糊，老師要根據(jù)學(xué)生對理論知識(shí)的掌握情況，重新復(fù)習(xí)理論知識(shí)，然后講解實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生只是為了完成實(shí)驗(yàn)，沒有和理論知識(shí)貫通，遇到問題就無法分析、解決，因此學(xué)生是接受性學(xué)習(xí)，而不是主動(dòng)學(xué)習(xí)，無法培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析觀察問題的能力，無法培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

改變以往的教學(xué)模式，解決理論課和實(shí)驗(yàn)課不同步的現(xiàn)象。第一、在學(xué)完實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的理論知識(shí)后，安排實(shí)驗(yàn)課。第二、開始做實(shí)驗(yàn)之前，了解單元設(shè)備構(gòu)造。將以前各種廢棄的單元設(shè)備陳列于實(shí)驗(yàn)室的展示區(qū)。學(xué)生通過對化工設(shè)備的直觀感性認(rèn)識(shí)，可以提高學(xué)習(xí)興趣，理論內(nèi)容也更易于理解。第三、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，每個(gè)學(xué)生先通過課前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng)等。操作部分由學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作完成，保證每組實(shí)驗(yàn)人數(shù)不多于 4 人，彼此協(xié)調(diào)合作，分工協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)同學(xué)充分參與到實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告處理過程。而且每次實(shí)驗(yàn)每位老師只能指導(dǎo)一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的2～3組學(xué)生，保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題，老師能及時(shí)協(xié)助學(xué)生解決。如果實(shí)驗(yàn)過程有設(shè)備損壞或故障，由教師指導(dǎo)學(xué)生自己找出故障和原因，實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的各種問題都由學(xué)生自己討論解決，并作為實(shí)驗(yàn)的一部分進(jìn)行考核。第四、每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)完成以后，對應(yīng)完成仿真模擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)的積極性，加深學(xué)生對學(xué)過的知識(shí)理解，提高分析問題和解決問題能力。

3 規(guī)范考核標(biāo)準(zhǔn)

以往的實(shí)驗(yàn)成績考核主要是依據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出，而實(shí)驗(yàn)操作過程成績的比重較小，同時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象十分嚴(yán)重，甚至每組所有同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告幾乎雷同，使得實(shí)驗(yàn)成績不能真實(shí)客觀的反應(yīng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的認(rèn)識(shí)和掌握。

為公平、公正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和實(shí)踐技能，適當(dāng)增加操作成績占比，并且把每項(xiàng)成績細(xì)化，在平時(shí)成績中增加實(shí)驗(yàn)操作過程的表現(xiàn)成績，每一組實(shí)驗(yàn)過程中隊(duì)員配合、協(xié)作能力以及認(rèn)真情況。操作成績考核為：每人隨即抽取一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要考核操作的正確性以及熟練程度，在操作結(jié)束時(shí)，老師針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出三個(gè)問題，考核學(xué)生分析問題能力和解決問題能力。報(bào)告成績主要考核學(xué)生處理數(shù)據(jù)過程和圖表繪制情況，以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和誤差分析等。綜合評定學(xué)生各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的成績，最后算出總評成績?yōu)槿?xiàng)成績之和。

表2(續(xù))

4 結(jié)論

基于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需要和工程教育專業(yè)認(rèn)證指標(biāo)體系的人才培養(yǎng)要求，通過對化學(xué)工程與工藝專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備進(jìn)行改造，以及對化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及考核方式進(jìn)行整合，建立適應(yīng)當(dāng)前工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的化工原理實(shí)驗(yàn)課程體系，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求的應(yīng)用型人才，同時(shí)對加強(qiáng)高校創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要意義。