新工科背景下化工原理課程教改的實踐研究

徐伏

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在新工科的發(fā)展背景下，從化工原理課程的特點出發(fā)，依托應用型本科大學發(fā)展的契機，融合新工科理念，從課程教學理念、教學方法、考核方式等方面探索改革化工原理課程教學模式，以適應新經濟、新工業(yè)人才培養(yǎng)的需要，進而實現(xiàn)OBE人才培養(yǎng)理念。

[關? ? 鍵? ?詞]? 化工原理;新工科;教學改革;OBE

[中圖分類號]? G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）23-0034-02

隨著國家不斷推動新經濟發(fā)展，高校工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方向逐漸轉變?yōu)樾屡d工程科技人才的培養(yǎng)。[1，2]OBE（Outcome-Based Education）是基于成果或產出為導向的一種教育模式，是以學生預期的學習產出為中心來組織、實施和評價的教育活動。[3]

化工原理是化學工程與工藝專業(yè)學科的基礎課程，強調工程觀點，是化工專業(yè)課程體系中理論到工程、基礎到專業(yè)的橋梁[4-5]。本文在化學原理的教學過程中，分析當前課程教學現(xiàn)狀與問題，構建并設計新的課程體系，結合互聯(lián)網和時代特點進行化工原理課程教學的改革創(chuàng)新，以學生的學習產出為出發(fā)點，使學生能學有所獲。

一、課程改革背景

我?！盎ぴ怼闭n程授課對象為化學工程與工藝專業(yè)本科第五、第六學期的學生，目前教材采用柴誠敬主編的《化工原理》，內容主要講解化工生產過程中的“三傳”（動量傳遞、質量傳遞和熱量傳遞）知識，對掌握化工生產過程中“三傳”的原理，進行傳遞過程的計算以及掌握傳遞設備的設計都是有益的。但當前課程體系各章節(jié)內容相對獨立，章節(jié)之間沒有形成承前啟后、邏輯性完整的理論體系，教學過程單調、枯燥，很難吸引學生的興趣。當前上課的大二學生，還沒有接觸化工專業(yè)課程，缺乏相應的專業(yè)基礎與工程背景，覺得課程公式較多，內容枯澀難懂。在傳統(tǒng)的授課模式下，不能有效引導學生在學習過程中主動發(fā)現(xiàn)、總結、解決問題，在學生創(chuàng)新、應用能力培養(yǎng)方面欠缺，這不利于學生實踐能力的提升和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，具體體現(xiàn)就是做畢業(yè)設計的學生設計不出滿足任務要求的“三傳”設備，不能解決設備的最優(yōu)化設計、設備工藝的技術改造等復雜工程問題。因此，對化工原理進行教學改革是很有必要的。

二、教學改革措施

基于OBE理念，教學過程、教學方法以及學習評價都需以最終學習成果為基準來設計。[4]在教學過程中，以畢業(yè)要求為導向，明確課程教學目標，優(yōu)化課程教學內容，改革課程教學方法，創(chuàng)新課程考核手段，以期實現(xiàn)以產出為目的的教學過程。

（一）教學目標的確定

課程目標的確定以化學工程與工藝專業(yè)畢業(yè)要求為準繩，結合畢業(yè)要求和專業(yè)培養(yǎng)方案，課程教學目標設定為：闡述化工原理的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，辨明化工原理學科的重要性，能運用“三傳”知識和模型簡化法，分析、比較化工過程中各種單元操作的工程問題、推動力、阻力的影響因素，識別控制因素，能夠設計具體的化工管路及輸送設備、換熱設備、精餾設備及干燥萃取設備，并能就所設計設備做校核性運算和合理性分析，進一步解決復雜工程問題。[5-6]

（二）教學體系的重筑

結合OBE理念，圍繞學生職業(yè)素質培養(yǎng)，結合化工行業(yè)標準，以滿足企業(yè)需求為導向，培養(yǎng)應用技術型人才為目標，理解透徹工程教育專業(yè)認證要求，整合課程教學內容，把化工原理原先授課教材中所劃分的十二章節(jié)內容重新劃分成四大部分：流體輸送單元操作與控制、傳熱單元操作與控制、物料分離單元操作與控制、新型分離單元操作及設備，使教學內容模塊化的同時適當對教學內容進行調整和增刪操作。

在優(yōu)化教學內容的同時，做好教學資源建設，結合平頂山地域特色，調研并優(yōu)選地方化工企業(yè)一些典型的單元操作補充課程教學項目，以單元操作崗位所需專業(yè)理論知識、基本技能補充項目內容，修訂課程教學大綱，完善課程授課教案并明確目標化的考核標準，實現(xiàn)課程案例教學、項目教學，加強對學生實踐能力的培養(yǎng)。

同時依托化工原理精品資源共享課程資源建設，進一步完善課程試題庫，搜集設備、流程模擬動畫，錄制課程教學視頻，購置化工單元操作仿真軟件，并乘著發(fā)展地方應用型本科院校發(fā)展的東風——我?！笆濉卑l(fā)展規(guī)劃中的實驗室建設規(guī)劃，力促化工實訓室的設立。

（三）教學方式的改革

1.改革教學理念

以學生為中心，圍繞學生學習成果的輸出，全方位服務學生學習;立德樹人，把課程思政滲入課程教學環(huán)節(jié);制訂可量化的教學目標，圍繞教學目標開展學生參與式的學習過程，針對每一項教學目標設計多元化、有針對性的評價方式;學生全方位參與教學，全程育人，全方位育人。

2.改革教學方法

充分利用多媒體課件教學，化抽象設備構造為直觀化教學;利用化工廠安全生產案例進行案例教學，培養(yǎng)學生安全意識;采用下發(fā)任務并實現(xiàn)分組完成的模式，提高學生團隊合作意識及交流溝通能力;穿插討論話題實現(xiàn)討論教學法;課堂練習與課后作業(yè)相結合實現(xiàn)練習教學法。理論和實驗有機結合起來，將理論知識應用到實踐操作中，可以設計一些綜合實驗以強化學生對化工單元操作工藝流程，設備的結構、性能的認知。思政教育滲入課程整個教學過程中，在潛移默化中培養(yǎng)學生愛國意識。

3.改革教學過程

（1）依托超星學習通學習平臺，布置課前學生自學任務點，任務是在完成課程教學PPT、電子教案閱讀的前提下，設置一些自習測試題并由系統(tǒng)自動量化打分。教師通過監(jiān)控任務完成情況，了解學生對知識的把握程度，以便課中適時調整教學安排;學生通過完成任務，實現(xiàn)知識的預習和內化，同時發(fā)現(xiàn)自身學習中遇到的難點。

（2）課上教師首先進行任務點評，通過提問的方式回顧內容的重點;接著依靠化工廠生產案例教學導入新課，提起學生對該知識點的學習興趣，采用教師講解與學生討論相結合的方式：學生自由組合，以小組為單位進行討論，教師宏觀把控討論方向，及時糾正學生研討的錯誤，結合學生討論進展情況補充講解相關知識，并制訂可量化的考核方式，考核結束后采用小組互評和教師點評的形式回顧本任務重點內容。

（3）課后布置新任務，利用現(xiàn)代化溝通交流工具，微信、QQ、釘釘、超星平臺下發(fā)新任務，并利用平臺布置作業(yè)、設置測試題。

（四）考核方式的創(chuàng)新

因化工原理課程含有實驗室實踐環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的教學是理論課分兩學期授課，且課程考核方式主要采用的是閉卷筆試考試，其中平時成績?yōu)閷W期內授課考勤成績及所交作業(yè)、課堂表現(xiàn)的平均成績，占總成績的10%;技能成績?yōu)閷W期內相應開展實驗項目的平均成績，其主要依據(jù)是實驗課程考勤、表現(xiàn)及實驗報告的收繳與批改，占總成績的20%;期末卷面成績?yōu)殚]卷考試成績，占總成績的70%。成績有一定的局限性，不能直觀反映出學生實踐操作能力的高低，所以在原先考核方式的基礎上，具體改進形式如下。

1.考核方式的改進：在原有測試理論掌握能力的理論閉卷考試基礎上，增加以考核學生操作技能的實驗室實操考試和以考核學生對知識掌握廣度、運用熟練度的口試。

2.考核內容的改進：試卷內容在單純測試理論的基礎上，增加實驗操作型題目，題目圍繞單元操作設備工藝改進、故障排除展開。

三、教學改革成效

課程建設取得一定的成效，當前化工原理課程被選為平頂山學院校級精品資源共享課程。在做好教學工作的同時，課程小組教師每年組織舉辦院系化工原理實驗技能大賽和“互聯(lián)網+化工原理課模設計”比賽，使學生電腦操作和專業(yè)學習能有機結合起來，同時選拔并鼓勵學生積極參加化工專業(yè)類技能競賽，使學生的工程設計能力和創(chuàng)新能力得以有效提高。當前所選拔學生在近兩年舉辦的中南地區(qū)高?；ぴ泶筚愔蝎@得二等獎3項，在全國大學生“化工設計大賽”中獲得“華中賽區(qū)”特等獎1項，二等獎2項。

在發(fā)展新經濟、培養(yǎng)新工科人才背景下，依據(jù)OBE“有效教育”理念，結合學生知識背景，將化工原理課程教學內容進行有機整合，增強教學內容的感官性、邏輯性與可接受性，采用可量化的考核方法促進學生學習，實現(xiàn)預定教學目標，完成優(yōu)秀人才輸出。

參考文獻：

[1]吳愛華，侯永峰，楊秋波，等.加快發(fā)展和建設新工科主動適應和引領新經濟[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-8.

[2]中央人民政府網.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）[EB/OL].

[3]Abhya Tiwari，Aishwarya Singh，Shivangi Shukla，etal.Outcome-Based Education（OBE）Academic Planning-An Insight into All Round Development of an Engineer[C].2018 5th IEEE Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical，Electronics and Computer Engineering（UPCON），2018：1-5.

[4]楊志宏.淺談成果導向教育（OBE）理念的起源、發(fā)展及理論基礎[J].高校論壇，2019（10）：5-6.

[5]陳虎魁.地方高?！痘ぴ怼氛n程教學中學生工程意識的培養(yǎng)[J].新西部，2019（3）：157-159.

[6]袁光輝，王碩.工程教育專業(yè)認證背景下化工原理課堂教學改革與探索[J].云南化工，2018（12）：167-168.

編輯 原琳娜