專創(chuàng)融合背景下基于成果導(dǎo)向的《化工原理》教學(xué)改革與實(shí)踐

劉紅梅 侯春娟 韓永萍 李可意

摘? 要：文章基于專創(chuàng)融合的大背景，結(jié)合《化工原理》課程特色，制定了基于成果導(dǎo)向的“2232教學(xué)大綱”，并將教學(xué)學(xué)習(xí)成果分為5個(gè)層次，根據(jù)不同層次的教學(xué)目的和應(yīng)獲得的學(xué)習(xí)成果，采取針對(duì)性的教學(xué)方法，解決傳統(tǒng)化工原理教學(xué)過程中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成，采用“431”的考核方式評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

關(guān)鍵詞：化工原理;2232教學(xué)大綱;成果導(dǎo)向

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2020）06-0019-03

Abstract： Based on the background of innovation and integration， combined with the characteristics of the principle of chemical engineering， this article has formulated a "2232 syllabus" based on results， and divided the teaching and learning achievements into five levels. In order to promote the achievement of learning results， we adopt targeted teaching methods to solve the pain points and difficulties in the teaching of traditional chemical engineering principles， and use the "431" assessment method to evaluate students' learning effectiveness.

Keywords： principles of chemical engineering; 2232 Syllabus; results-based

高校是知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的重要平臺(tái)，其首要任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)造創(chuàng)新能力、探索實(shí)踐能力、獨(dú)立思考能力、終生學(xué)習(xí)能力的高素質(zhì)人才的重任。謀求專業(yè)教育與創(chuàng)新教育協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)專業(yè)教育和創(chuàng)新教育的深度融合，是高等教育的發(fā)展方向，也是高等教育的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

成果導(dǎo)向教育（簡(jiǎn)稱OBE）是一種以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)的唯一目標(biāo)。OBE理念強(qiáng)調(diào)問題中心、以學(xué)生為主的整合型教學(xué)模式[1]。制藥工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)基于OBE理念，將畢業(yè)要求細(xì)化為12項(xiàng)能力的培養(yǎng)要求，是實(shí)施成果導(dǎo)向教育的關(guān)鍵，也是所有課程制定教學(xué)大綱的依據(jù)。

《化工原理》是化工及相關(guān)專業(yè)的一門工程性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力、分析和解決實(shí)際工程問題的能力。因此，在教學(xué)過程中需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的工程和項(xiàng)目訓(xùn)練，幫助學(xué)生建立單元操作之間、課程之間、理論與工程實(shí)際之間的聯(lián)系[2]。在專創(chuàng)融合的大背景，如何在傳統(tǒng)課程的教學(xué)過程中融入成果導(dǎo)向的理念和創(chuàng)新元素是一個(gè)重要課題。

一、制定基于成果導(dǎo)向的2232教學(xué)大綱，融入創(chuàng)新元素

教學(xué)大綱是根據(jù)學(xué)科內(nèi)容及其體系和教學(xué)計(jì)劃的要求編寫的教學(xué)指導(dǎo)性文件，規(guī)定了學(xué)生通過一門課程需要學(xué)習(xí)哪些知識(shí)、可以獲得哪些成果、如何有效的幫助學(xué)生獲得這些成果、如何評(píng)價(jià)學(xué)生是否獲得了這些成果等[3]。

本?！痘ぴ怼方虒W(xué)團(tuán)隊(duì)借鑒了孫洪義教授提出的“3333課程大綱和PIPE教學(xué)方案”[4，5]，并結(jié)合《化工原理》課程特色和實(shí)際教學(xué)過程，制定了“2232教學(xué)大綱”，即“2創(chuàng)、2新、3動(dòng)、2力”。其中“2創(chuàng)”是指創(chuàng)造和創(chuàng)新階段所對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)成果，“2新”是指新想法和新方案階段對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)成果，“3動(dòng)”是指動(dòng)腦思考、動(dòng)手參與、動(dòng)腳調(diào)查階段的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，“2力”是指動(dòng)手能力和探索能力階段要培養(yǎng)的學(xué)生能力。

課程從知識(shí)獲得、原理應(yīng)用、內(nèi)容整合、情感獲得、價(jià)值體現(xiàn)以及終身學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)等六個(gè)方面提出了本課程的教學(xué)目標(biāo)，大綱以知識(shí)獲得為基礎(chǔ)，突出完成本課程后的能力達(dá)成目標(biāo)以及通過課程活動(dòng)而達(dá)到的情感獲得和價(jià)值體現(xiàn)，突出以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念。

大綱摒棄了傳統(tǒng)的按章節(jié)撰寫大綱的形式，而是按照內(nèi)容進(jìn)行整合，按動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞等模塊編排教學(xué)內(nèi)容，明確了每一單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)以及達(dá)成這些目標(biāo)所采用的教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，突出通過這些教學(xué)方法和學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生可以在知識(shí)儲(chǔ)備、工程能力、小組協(xié)作、學(xué)習(xí)能力等方面可以有哪些獲得，從而突出學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。

大綱的學(xué)習(xí)成果摒棄了傳統(tǒng)的“了解、學(xué)習(xí)和掌握”等相對(duì)籠統(tǒng)的描述性詞匯，而是采用基于《化工原理》實(shí)際教學(xué)過程和要求的“設(shè)計(jì)、開發(fā)、計(jì)算、分析”等詞匯，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果提出了具體可評(píng)價(jià)的考核指標(biāo)。在考核方面，摒棄了傳統(tǒng)的知識(shí)考核為主的模式，而是規(guī)定了“知識(shí)考核+解決問題能力考核+綜合應(yīng)用能力考核”以知識(shí)應(yīng)用為主的考核模式，以便對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效的達(dá)成情況進(jìn)行綜合評(píng)估。

二、基于不同層次的學(xué)習(xí)成效構(gòu)建線上線下混合教學(xué)模式

在教學(xué)過程中，根據(jù)“2232教學(xué)大綱”將教學(xué)學(xué)習(xí)成效分為5個(gè)層次，即夯實(shí)基礎(chǔ)、發(fā)現(xiàn)并解決生活中的工程問題、發(fā)現(xiàn)并解決生產(chǎn)過程中工程問題、單元操作設(shè)計(jì)能力、完整工藝設(shè)計(jì)能力等，并根據(jù)每個(gè)層次的教學(xué)目的和希望學(xué)生達(dá)到的學(xué)習(xí)成效，采取具有針對(duì)性的改革措施，解決傳統(tǒng)《化工原理》教學(xué)過程中的痛點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成。具體如表1所示。

（一）充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，打造線上線下混合教學(xué)模式

教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂、藍(lán)墨云班課和雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的各自優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到不同的教學(xué)目的。團(tuán)隊(duì)將教學(xué)大綱、教案、PPT、動(dòng)畫、視頻、案例庫、項(xiàng)目庫、題庫等教學(xué)資源上傳網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂和藍(lán)墨云班課，便于學(xué)生利用碎片化的時(shí)間隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。利用雨課堂進(jìn)行隨堂測(cè)試以及課上互動(dòng)，隨時(shí)了解學(xué)生對(duì)內(nèi)容的掌握情況，利用藍(lán)墨云班課進(jìn)行課前5min小測(cè)試，及時(shí)了解學(xué)生課后復(fù)習(xí)情況，以便隨時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法。在完成每一章的教學(xué)內(nèi)容后，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂進(jìn)行章節(jié)測(cè)試，促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和掌握。

（二）用生活案例和工程案例相結(jié)合，促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合[6，7]

引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中和實(shí)際生產(chǎn)中的工程問題，利用所學(xué)的理論知識(shí)去分析并解決這些問題，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。例如面盆下水管S彎的作用，用流體力學(xué)分析動(dòng)車和高鐵流線型外觀對(duì)列車提速的作用，針對(duì)具體中藥提取過程，提出流體輸送和熱量傳遞的解決方案，如何對(duì)中藥揮發(fā)油進(jìn)一步提純、對(duì)于藥材、粉針劑、顆粒劑應(yīng)各自應(yīng)采取怎樣的干燥方式最為理想等。

（三）重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

引入技術(shù)經(jīng)濟(jì)和綠色生產(chǎn)相關(guān)內(nèi)容，將設(shè)備升級(jí)改造和工藝改進(jìn)等內(nèi)容貫穿整個(gè)教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)，分析現(xiàn)有設(shè)備和工藝的不足，探究技術(shù)更新的方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，并具備初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意識(shí)。例如在學(xué)習(xí)換熱設(shè)備時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)、傳熱系數(shù)、傳熱面積、傳熱溫差、換熱效率、使用場(chǎng)合、設(shè)備成本和運(yùn)行成本等方面對(duì)進(jìn)行分析，比較不同設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，分析傳統(tǒng)換熱設(shè)備的強(qiáng)化途徑，并根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要選擇合適的換熱器。

（四）以賽促課

以課程競(jìng)賽為抓手，引入實(shí)際生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行藥品或生物制品生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，通過實(shí)際工藝設(shè)計(jì)，體會(huì)如何利用不同單元操作構(gòu)建一個(gè)完整的生產(chǎn)過程，從而真正理解每個(gè)單元操作在產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)過程中的作用，具備利用單元操作解決實(shí)際工藝設(shè)計(jì)的能力。組織學(xué)生參加北京市的化工原理大賽，學(xué)生需要以小組協(xié)作的方式去解決一個(gè)復(fù)雜的工程問題，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工藝方案的設(shè)計(jì)、工藝過程計(jì)算和設(shè)備計(jì)算、設(shè)備選型，撰寫設(shè)計(jì)說明書和答辯PPT，并完成設(shè)計(jì)答辯。

通過課程競(jìng)賽，學(xué)生對(duì)原理的應(yīng)用有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)如何利用化工原理的知識(shí)解決一個(gè)復(fù)雜工程問題的思路有了更清晰的概念，也進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到本課程的重要性，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本校已連續(xù)兩年參加北京市化工原理競(jìng)賽，并獲得團(tuán)體二等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

三、改革考核方式，加強(qiáng)過程性考核

依據(jù)教學(xué)大綱完成相應(yīng)的教學(xué)過程，如何衡量是否達(dá)到了相應(yīng)的學(xué)習(xí)成效至關(guān)重要。教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用“431”考核方式，以評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成效獲得情況：

“4”：主要針對(duì)基本概念和原理的理解和應(yīng)用進(jìn)行的考核，包括雨課堂隨堂測(cè)試、藍(lán)墨云班課課前5min測(cè)試（平時(shí)）、網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂章節(jié)測(cè)試（平時(shí)+期中）、期末考試。

“3”：主要以大作業(yè)的形式呈現(xiàn)，學(xué)生在完成本課程學(xué)習(xí)后要提交三個(gè)報(bào)告，即解決一個(gè)生活問題的報(bào)告、設(shè)備和工藝改進(jìn)的報(bào)告和單元操作工藝設(shè)計(jì)作品，考核學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

“1”：針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行的，屬于選作的內(nèi)容，學(xué)生在完成本課程的學(xué)習(xí)后，設(shè)計(jì)一個(gè)至少包含三個(gè)單元操作而實(shí)現(xiàn)的一個(gè)生產(chǎn)工藝，考核其解決復(fù)雜工程問題的能力。

四、結(jié)束語

在專創(chuàng)融合的大背景下，我們根據(jù)制藥工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，借鑒孫洪義教授提出的“基于成果導(dǎo)向的3333教學(xué)大綱”，并結(jié)合《化工原理》實(shí)際教學(xué)需要，制定了“2232教學(xué)大綱”，并根據(jù)“2232教學(xué)大綱”將教學(xué)學(xué)習(xí)成果分為5個(gè)層次，根據(jù)每個(gè)層次的不同教學(xué)目的和學(xué)生應(yīng)獲得的成效，采取不同針對(duì)性的改革措施，解決傳統(tǒng)《化工原理》教學(xué)過程中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成，并對(duì)傳統(tǒng)考核方式進(jìn)行了改革。

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*基金項(xiàng)目：北京聯(lián)合大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目“服務(wù)健康北京的專創(chuàng)融合課程群建設(shè)”（編號(hào)：12205561110-072）;北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)課程思政示范課程建設(shè)項(xiàng)目“化工原理課程思政建設(shè)”（編號(hào)：12203611610-002）

作者簡(jiǎn)介：劉紅梅（1970-），女，漢族，安徽霍邱人，碩士，副教授，研究方向：天然產(chǎn)物的活性篩選和實(shí)踐教學(xué)。

*通訊作者：李可意（1969-），女，漢族，遼寧錦州人，碩士，副教授，研究方向：藥物分析。