深化精細有機合成原理及工藝課程教學改革適應工程教育認證要求

劉仕偉 劉悅 于海龍 于世濤

[摘要]精細有機合成原理及工藝是化學工程與技術、制藥工程專業(yè)和輕化工程等專業(yè)的重要必選課。文章針對該學科教學中存在的不足及工程教育認證持續(xù)改進的要求，從師資工程背景、教學內容、教學方法進行全方位、多層次、多種教學手段并用的改革，突出當代工程師的工程觀和實踐能力的培養(yǎng)。

[關鍵詞]精細有機合成原理及工藝;教學改革;工程教育

[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3437（2020）07-0057-03

一、引言

精細化工是現代化學工業(yè)中最具前景的新興領域之一，產品涉及范圍廣且深入到人們生活及社會發(fā)展的方方面面，在醫(yī)藥、農藥、表面活性劑等多個方面具有廣泛的應用。精細有機合成原理及工藝，隨青島科技大學（以下簡稱“我?！保┗瘜W工程與技術（含精細方向）、制藥工程專業(yè)和輕化工程等專業(yè)的招生而開設，目前已有近30年的歷史，面向相關專業(yè)本、?？茖W生開設。多年來，經授課教師的共同努力和建設，不僅完善了教學大綱、教學內容和多媒體課件，同時，我們還配套完善了實驗室基礎實驗設備、分析檢測儀器，使學生能夠將理論學習與課堂實踐相結合。目前，我們的這些舉措已經取得了較好的教學成果。學生通過該課程的學習，能掌握精細有機合成反應的原理，尤其是重要類型反應的機理和條件，能正確地預測各反應的重要產物，并能靈活運用所學反應設計精細化學品及其中間體的合成工藝路線，有效解決精細化學品生產工藝中存在的實際問題。同時，學生還能對一些常見的反應提出具有建設性的工藝改進方案，如催化劑的選擇、工藝條件的優(yōu)化和反應后續(xù)處理方法的改進等。我們在豐富學生知識體系的基礎下，培養(yǎng)學生自主學習和終身學習的意識，加強實踐教學，不斷提高學生發(fā)現、解決問題的能力和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)學生成為社會所需的復合型化工人才奠定堅實的基礎。

二、工程教育認證核心理念與精細有機合成原理及工藝課程教學現狀比較

表1列出了工程教育認證核心理念對工程教育活動的要求與精細有機合成原理及工藝課程教學現狀比較。由表1可見，目前在精細有機合成原理及工藝課程教學中仍然偏重知識傳授，過于強調學科本位和書本知識，教師在授課過程中僅僅是進行大眾化教育，并沒有考慮學生自身水平的差異和對專業(yè)知識的接受能力，距離達到工程專業(yè)認證要求還有一段距離。此外，精細有機合成原理及工藝課程教學現狀與工程教育認證的畢業(yè)要求及專業(yè)認證對教學方法的要求契合度不高。特別是2016年我國加入《華盛頓協(xié)議》后，作為強調工科高等教育質量合格與持續(xù)提高的工程教育認證工作已陸續(xù)展開，科學知識的爆炸性發(fā)展和快速更新，需要人們不斷補充符合時代發(fā)展的知識。這不僅是對當代大學生提出的時代要求，更是對教師專業(yè)知識能力的考驗。深化精細有機合成原理及工藝改革迫在眉睫，并且這種改革隨工程教育認證過程的持續(xù)改進而進行。本文在對工程教育專業(yè)認證核心理念理解的基礎上，明確所開設的精細有機合成原理及工藝課程與相關專業(yè)學生的畢業(yè)要求的關系，使教師明確教什么、怎么教;學生知道學什么、為什么學。強化實踐、突出能力培養(yǎng)，使用對師資工程背景、教學內容、教學方法進行全方位、多層次和多種教學手段并用的改革方法，突出當代工程師的工程觀和實踐能力的培養(yǎng)，從而使精細有機合成原理及工藝課程教學活動始終符合按成果導向而持續(xù)改進的畢業(yè)要求，跟上國際工程教育步伐。

三、師資工程背景改革

（一）學習工程教育認證核心理念，轉變教師的教學理念

專業(yè)認證要求我們從事高等工程教育的核心理念——成果導向教育，即能力導向、目標導向、需求導向。其實施原則為目標導向、以學生為中心、持續(xù)改進，要實現四個轉變，即從灌輸課堂向對話課堂轉變、從封閉課堂向開放課堂轉變、從知識課堂向能力課堂轉變、從句號課堂向問號課堂轉變。教師在加深對工程教育專業(yè)認證核心理念理解的基礎上，調研已經通過認證的兄弟院校改革的過程，明確教學改革方向，使精細有機合成原理及工藝課程教學活動始終符合按成果導向而持續(xù)改進的畢業(yè)要求，始終突出當代工程師的工程觀培養(yǎng)。

（二）強化授課教師的工程背景

當代工程反映了當代工程科學和工程技術與社會、經濟文化、生態(tài)交叉融合，協(xié)調構建的新趨勢。當代工程師不僅要像傳統(tǒng)的工程師那樣，掌握專業(yè)知識和技能，而且要符合工程價值觀、系統(tǒng)觀、生態(tài)觀、社會觀的要求。為了培養(yǎng)學生的當代工程觀，使畢業(yè)生達到工程認證的要求，首先要強化授課教師的工程背景，授課教師的工程背景主要通過以下三個方面進行提高。

1.盡可能引進具有相關工程經歷的教師（目前我院精細有機合成原理及工藝已有3位來自精細化工生產企業(yè)的具有高級職稱的教師）。

2.逐漸讓沒有工程教育背景的青年教師到相關企業(yè)接受實踐鍛煉。

3.加強授課教師與相關企業(yè)的聯系以提高教師自身的工程教育理念，讓教師了解生產實際。

四、教學內容的改革

精細有機合成原理及工藝是一門理論與實際結合較強的課程，開設該課程的主要目的是加深學生對化工基礎理論知識的理解，并與實際生產緊密結合，從而使學生成為適應社會需求的精細化工應用型人才嘲。為了強化實踐、突出能力培養(yǎng)，改變目前精細有機合成原理及工藝教學過于強調書本知識的現狀，我們對精細有機合成原理及工藝課程新教學大綱的制定及教學內容做出了如下幾個方面的調整：1.通過實施并持續(xù)改進，以達到符合持續(xù)改進的工程教育認證要求;2.將當代工程師的“工程價值觀、工程系統(tǒng)觀、工程生態(tài)觀、工程社會觀”培養(yǎng)融于精細有機合成原理及工藝課程教學中。例如，在工業(yè)上應用非常廣泛的羧酸的酯化反應，使用羧酸和醇合成酯類化合物是典型的酯化反應，這種方法也被稱為直接酯化法。引導學生通過對所學知識的總結應用，得到打破反應平衡的兩種方法，體現從知識課堂向能力課堂的轉變。第一種方法就是提高反應物的濃度，也就是說對于廉價原料可以采取過量，以提高酯化反應的平衡轉化率;第二種方法就是降低生成物的濃度，通過不斷使反應生成的酯和水脫離反應體系，破壞反應平衡，使酯化進行完全，這種方法比前者更為有效。因為它不僅可以提高反應速率，更能節(jié)約生產成本。在教學內容的改革過程中引入新工藝，提升教學效果，開拓學生的思維方式，鞏固學生的理論基礎，強化學生的實踐能力。教學內容改革如圖1所示。