基于OBE理念的化工原理課程設(shè)計(jì)過程考核探索

劉金玉，王 艷，王 蕾，范鳳蘭，焦連升

(河北民族師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，河北 承德 067000)

化工原理課程設(shè)計(jì)是一門專業(yè)性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的綜合實(shí)踐課程，是我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)的必修課程。課堂上理論知識(shí)掌握的再好，如果沒有落到實(shí)處，也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)的理念與思路，都是通過一個(gè)典型化工工藝過程的設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)化工原理、化工制圖、化工熱力學(xué)、物理化學(xué)以及化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)等課程進(jìn)行融會(huì)貫通。因此，化工原理課程設(shè)計(jì)的開設(shè)重在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問題，是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、使大學(xué)生向工程師轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)以后從事化工相關(guān)工作起到重要的引領(lǐng)作用。目前，化工原理課程設(shè)計(jì)在考核過程中存在一些不利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的問題，為此我們進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革探索，以期尋找到一種能與OBE教學(xué)理念契合度更高、畢業(yè)要求達(dá)成更有效的考核方法。

1 OBE理念與化工原理課程設(shè)計(jì)考核原則

所謂OBE教育理念，即基于產(chǎn)出的成果導(dǎo)向教育模式(Outcome based education)的簡(jiǎn)稱，是由美國(guó)首先提出來的。1994年美國(guó)學(xué)者Spady William G出版了《Outcome basededucation：Critical issuesandanswers》，在該書中，作者詳細(xì)論述了OBE教育的理念、模式和原則，OBE教育理念倡導(dǎo)教育者提前構(gòu)想和設(shè)計(jì)，畢業(yè)時(shí)學(xué)生能夠達(dá)到的能力和水平，并且為保證預(yù)期目標(biāo)的達(dá)成設(shè)計(jì)出適宜的教學(xué)活動(dòng)來給與支撐[1-2]。因此，OBE是以預(yù)期的學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出為中心，通過過程對(duì)學(xué)習(xí)過程的組織、學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)施、學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)來開展的教學(xué)模式。其中對(duì)學(xué)習(xí)成果產(chǎn)出的評(píng)價(jià)是鑒定OBE教育模式執(zhí)行效果的重要手段。

1.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

在美國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家，成果導(dǎo)向教育(OBE)成為教育改革的主流理念。作為教育強(qiáng)國(guó)的美國(guó)，其工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì)全面接受了OBE的理念，并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終。在我國(guó)，2006年教育部聯(lián)合工程院成立了“全國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證委員會(huì)”，對(duì)包括化工在內(nèi)的多個(gè)專業(yè)開始了工程教育專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作。經(jīng)過幾輪的認(rèn)證工作，明確了成果導(dǎo)向(OBE)、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)為我國(guó)工程教育專業(yè)三大認(rèn)證理念[3]。并且，我國(guó)于2013年6月，被接納為“華盛頓協(xié)議”簽約成員。自此以來，OBE教育理念在我國(guó)高校中更加盛行，成為各類新建本科高校進(jìn)行工程專業(yè)建設(shè)和工程教育認(rèn)證的指導(dǎo)思想，對(duì)工程教育的改革和實(shí)踐起著重要的推進(jìn)作用。用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)工程教育改革，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 在OBE理念下化工原理課程設(shè)計(jì)考核原則

化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，“化工原理課程設(shè)計(jì)”作為化工專業(yè)人才培養(yǎng)的一門綜合實(shí)踐課，是專業(yè)人才培養(yǎng)中理論與實(shí)踐的橋梁，在培養(yǎng)學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)方面有至關(guān)重要的作用。在OBE理念下，化工原理課程設(shè)計(jì)考核原則應(yīng)該圍繞課程考核目標(biāo)與工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求的有效對(duì)接來開展。

化工原理課程設(shè)計(jì)的課程目標(biāo)：①知識(shí)目標(biāo)。在深刻理解化工原理課程的傳動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)基本理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用這些化工單元操作構(gòu)建出滿足基本生產(chǎn)要求的簡(jiǎn)單工業(yè)酒精生產(chǎn)工藝流程。并利用高等數(shù)學(xué)、熱力學(xué)等課程知識(shí)，再結(jié)合文獻(xiàn)檢索以及相關(guān)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)的查詢等手段，對(duì)工藝過程的主要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。②能力目標(biāo)。使用Aspen對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)單的流程模擬運(yùn)行，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)工藝的可行性，分析存在的問題，提出優(yōu)化的方法。并能熟練使用系列辦公軟件，順利完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。③素質(zhì)目標(biāo)。個(gè)人答辯中能夠清楚地表達(dá)自己的想法和觀點(diǎn)，順利完成個(gè)人答辯；小組互評(píng)中能夠與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行有效的溝通。

2 目前課程設(shè)計(jì)考核存在的問題

2.1 考核內(nèi)容單一

設(shè)計(jì)題目的選擇是課程設(shè)計(jì)順利開展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一直以來，課程設(shè)計(jì)的題目都較為單一，眾多的課程設(shè)計(jì)教材中，設(shè)計(jì)案例大都以乙醇-水精餾塔、苯-甲苯精餾塔設(shè)計(jì)為主，開發(fā)其它體系設(shè)計(jì)缺少設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。由于設(shè)計(jì)題目單一，各屆學(xué)生之間相互參考較為普遍，導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量不高，考核意義不大。

2.2 考核形式單一

考核成績(jī)主要有設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)說明書、平時(shí)表現(xiàn)三部分組成。設(shè)計(jì)圖紙部分成績(jī)主要由工藝流程圖和塔設(shè)備裝配圖共同構(gòu)成，該部分細(xì)節(jié)較多，教師工作量較大很難公平打分，且采用CAD繪圖以來，抄襲拷貝現(xiàn)象增多；設(shè)計(jì)說明書部分我校采取的是手工編制，這樣一來，對(duì)于抄襲現(xiàn)象就更加難以辨別，且部分同學(xué)書寫不規(guī)范，部分內(nèi)容辨認(rèn)困難；對(duì)于平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)，是隨著設(shè)計(jì)過程的進(jìn)行，對(duì)學(xué)生提出問題、解決問題的能力給出，相對(duì)以上的兩部分，該部分成績(jī)體現(xiàn)了過程考核的優(yōu)勢(shì)。

2.3 設(shè)計(jì)過程管理缺失

我校的課程設(shè)計(jì)是和《化工原理》下冊(cè)內(nèi)容開在同一學(xué)期，在開學(xué)后第5周開始進(jìn)行設(shè)計(jì)的，到期末設(shè)計(jì)任務(wù)截止，實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)計(jì)周期相對(duì)較長(zhǎng)，教師下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)后對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過程沒有形成有效的監(jiān)督，導(dǎo)致部分學(xué)生直到臨近期末才開始著手設(shè)計(jì)工作，這對(duì)課程設(shè)計(jì)的完成質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。

2.4 考核工作量較大

我校化工原理課程設(shè)計(jì)經(jīng)過數(shù)次的課程改革，現(xiàn)行的設(shè)計(jì)模式是對(duì)乙醇-水體系進(jìn)行精餾分離，通過改變?cè)辖M成、產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)品產(chǎn)量等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)每人1題。雖然每位學(xué)生的設(shè)計(jì)差別并不算太大，但是由于整個(gè)分離工藝的設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容太多，令任課教師的工作量倍增。特別是在設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)文檔兩部分。因此，考核任務(wù)太重最終導(dǎo)致考核不細(xì)，其中不乏考核有失公平的地方存在。

3 改革措施

圍繞化工原理課程設(shè)計(jì)的課程目標(biāo)，針對(duì)考核體系不科學(xué)、制度不完善等問題，研究制定了較完善的課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定體系。并結(jié)合使用過程的經(jīng)驗(yàn)，形成若干改革舉措，與兄弟院校一起分享提高。

3.1 建立OBE課程考核評(píng)價(jià)體系

任何課程都需要進(jìn)行考核， 考核是一個(gè)重要的教學(xué)輔助環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中對(duì)每位學(xué)生都起到鞭策和激勵(lì)的作用。因此，好的考核評(píng)價(jià)體系的建立，對(duì)實(shí)踐類課程培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成起到重要的支撐作用。

以產(chǎn)出為導(dǎo)向，建立與課程目標(biāo)、畢業(yè)要求相對(duì)接的課程考核評(píng)價(jià)體系，見圖1。按照OBE理念，對(duì)課程教學(xué)大綱中的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，使之與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，并設(shè)計(jì)合理的過程評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以滿足對(duì)畢業(yè)要求達(dá)成度的考核需要。課程過程考核，采取“五步考核法”，分別是節(jié)點(diǎn)考核、設(shè)計(jì)文檔、小組互評(píng)、專項(xiàng)考核、個(gè)人答辯。并且考核采取團(tuán)隊(duì)合作的形式進(jìn)行，每一個(gè)考核點(diǎn)都有專門的教師來進(jìn)行考核的推進(jìn)?！拔宀娇己朔ā陛^之前的考核方式，考核目標(biāo)更加明確、考核內(nèi)容更加全面，并且該考核方法的使用大大促進(jìn)了畢業(yè)要求的有效達(dá)成，符合OBE以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)的教育理念。

圖1 以產(chǎn)出為導(dǎo)向的課程考核評(píng)價(jià)示意圖

3.2 合理安排設(shè)計(jì)時(shí)間

經(jīng)過專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的調(diào)整，現(xiàn)在我校課程設(shè)計(jì)由原來的期末實(shí)踐周調(diào)整到開學(xué)后第5周開展。調(diào)整前，在兩周實(shí)踐周內(nèi)，讓學(xué)生既進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、工藝方案論證，又用化工原理理論知識(shí)進(jìn)行物料、熱量衡算、主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，附屬設(shè)備計(jì)算選型，最后還需繪制工藝流程圖與設(shè)備裝配圖以及編制設(shè)計(jì)說明書。在很短的時(shí)間內(nèi)將以上涉及到的知識(shí)很好地融合使用，并如期完成設(shè)計(jì)任務(wù)，是一件并不容易的事情。但是，將設(shè)計(jì)時(shí)間調(diào)整到開學(xué)后的第5周開展，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)后設(shè)計(jì)的質(zhì)量并沒有因此提高，并且仍有不少學(xué)生在課程任務(wù)下發(fā)后沒有及時(shí)開展設(shè)計(jì)工作，等到臨近期末才不得不開始設(shè)計(jì)，且抄襲拷貝現(xiàn)象屢有發(fā)生。分析原因主要是設(shè)計(jì)周期太長(zhǎng)，過程缺乏管理，因此合理的計(jì)劃和有效的督促是課程設(shè)計(jì)順利有效開展的必要因素。

按照本校化工原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，就每一階段要完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容做了詳細(xì)安排，并制定了節(jié)點(diǎn)考核與之對(duì)應(yīng)，具體的執(zhí)行情況見圖2。

3.3 設(shè)置階段性考核節(jié)點(diǎn)

為保證設(shè)計(jì)如期完成，教研室制定了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)劃，并配合時(shí)間節(jié)點(diǎn)考核方法，從而形成任務(wù)點(diǎn)與考核節(jié)點(diǎn)有效對(duì)接的督促機(jī)制。設(shè)計(jì)任務(wù)與節(jié)點(diǎn)考核示意圖如圖2所示。

圖2 設(shè)計(jì)任務(wù)與節(jié)點(diǎn)考核示意圖

如圖2所示，依據(jù)化工原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，按照設(shè)計(jì)開展的邏輯順序，設(shè)計(jì)5個(gè)考察任務(wù)點(diǎn)，例如文獻(xiàn)查詢與工藝方案確定進(jìn)展、主要設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)展等，這5個(gè)考察點(diǎn)的設(shè)計(jì)分散在整個(gè)設(shè)計(jì)的全過程，每一個(gè)考察點(diǎn)都有一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)，在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，每位學(xué)生必須攜帶自己這段時(shí)間開展的設(shè)計(jì)任務(wù)，即考察點(diǎn)任務(wù)，讓任課教師了解設(shè)計(jì)開展的進(jìn)度情況，且給出該節(jié)點(diǎn)的完成度成績(jī)，也就是圖中的節(jié)點(diǎn)考試成績(jī)，5個(gè)考察點(diǎn)對(duì)應(yīng)5個(gè)節(jié)點(diǎn)考核成績(jī)，并共同構(gòu)成節(jié)點(diǎn)考核。因此節(jié)點(diǎn)考核的設(shè)置主要用于掌控學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度。

3.4 制定詳細(xì)考核細(xì)則

課程設(shè)計(jì)工作所包含的體量較大，且設(shè)計(jì)的主觀性較強(qiáng)，因此教師在對(duì)課程設(shè)計(jì)的完成情況進(jìn)行課程評(píng)價(jià)時(shí)，出現(xiàn)難以評(píng)價(jià)的考核困難現(xiàn)象，并且對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成質(zhì)量很難做到公平的評(píng)判。而且教師的考核工作量過大，個(gè)別老師會(huì)出現(xiàn)畏難情緒。究其原因主要是考核方式不科學(xué)及評(píng)分細(xì)則不夠明確。如圖1所示，將課程設(shè)計(jì)的過程考核分為節(jié)點(diǎn)考核30%+設(shè)計(jì)文檔20%+小組互評(píng)15%+專項(xiàng)考核15%+個(gè)人答辯20%。對(duì)于其中的每一部分，都制定了詳細(xì)的考核細(xì)則和過程執(zhí)行方案。例如專項(xiàng)評(píng)審與圖紙及設(shè)計(jì)文檔考核部分，借鑒“大學(xué)生全國(guó)設(shè)計(jì)大賽”的評(píng)分細(xì)則，制定了適合本課程的評(píng)分細(xì)則。詳細(xì)合理的評(píng)分細(xì)則的制定，對(duì)學(xué)生規(guī)范意識(shí)的形成有很好的促進(jìn)作用，同時(shí)提升了過程評(píng)價(jià)的可操作性。

3.5 小組互評(píng)

組織學(xué)生形成若干個(gè)評(píng)價(jià)小組，每組推出1～2位負(fù)責(zé)人，教師將制定好的評(píng)價(jià)細(xì)則發(fā)放給每組，并講解評(píng)價(jià)注意事項(xiàng)，然后由負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊(duì)，對(duì)自己團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)評(píng)價(jià)的內(nèi)容進(jìn)行互評(píng)打分。“小組互評(píng)”鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通表達(dá)能力，樹立了責(zé)任意識(shí)和規(guī)則意識(shí)。

3.6 專項(xiàng)考核

專項(xiàng)考核是借鑒全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽而設(shè)立的考核環(huán)節(jié)，該部分主要通過考核學(xué)生使用Aspen plus軟件對(duì)課程設(shè)計(jì)的工藝流程做流程模擬的情況來進(jìn)行的，在設(shè)計(jì)中學(xué)生將自己手算得到的工藝計(jì)算結(jié)果輸入到Aspen plus軟件中進(jìn)行模擬運(yùn)算，看流程是否能夠打通，以此來衡量自己的運(yùn)算結(jié)果是否正確合理。通過Aspen plus的流程模擬運(yùn)行可以有效評(píng)價(jià)學(xué)生的工藝計(jì)算結(jié)果，并且Aspen plus軟件學(xué)生從來沒有使用過，這種在實(shí)踐中的學(xué)習(xí)使用，可以加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)習(xí)能力，同時(shí)，現(xiàn)代化計(jì)算方法的應(yīng)用提高了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，順應(yīng)了當(dāng)代化工工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.7 增加個(gè)人答辯環(huán)節(jié)

課程設(shè)計(jì)任務(wù)量較大，涉及內(nèi)容較多，雖然采取了“五步考核法”，但是設(shè)計(jì)過程中的抄襲現(xiàn)象不可避免，因此個(gè)人答辯環(huán)節(jié)的設(shè)定非常有必要，考核中指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生提交的文檔和設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢?～2個(gè)問題，考察學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的理解、溝通表達(dá)能力、應(yīng)對(duì)能力以及獨(dú)立完成設(shè)計(jì)情況?！皞€(gè)人答辯環(huán)節(jié)”的設(shè)立加大了教師的工作量，但是有利于考核評(píng)價(jià)的公平公正，同時(shí)，促進(jìn)了學(xué)生認(rèn)真對(duì)待和完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。

4 結(jié)論

在基于產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE教育理念下，為了有效對(duì)接化工行業(yè)發(fā)展對(duì)工程類人才的需求，河北民族師范學(xué)院結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了與課程目標(biāo)、畢業(yè)要求相呼應(yīng)的課程考核評(píng)價(jià)體系。節(jié)點(diǎn)考核、設(shè)計(jì)文檔、小組互評(píng)、專項(xiàng)考核、個(gè)人答辯，五步考核的構(gòu)建，使得考核形式和內(nèi)容更加全面豐富，考核目標(biāo)更加明確；初步的實(shí)踐證明“五步考核法”的使用，能夠有效地提升課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，有力地促進(jìn)畢業(yè)要求的達(dá)成，符合OBE的教育理念。