OPCE體系在化工與制藥專業(yè)人才培養(yǎng)中的應用*

張麗雷，張艷鴿，張靜曉

(1 洛陽師范學院化學化工學院，河南 洛陽 471934；2 許昌學院化工與材料學院，河南 許昌 461000)

近年來，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為全球關注的熱點教育問題，高等學校加強創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)顯得十分迫切[1]。針對以應用型人才培養(yǎng)為目標的化工與制藥類專業(yè)，學生的創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)是密不可分的。我國教育部門高度重視學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，教育部也將實踐教學作為評價高等教育教學水平的重要指標。為此，各本科院校采取了積極有效的措施，進行實踐教學改革，通過多渠道加大實驗室建設投入，改革教學內容、課程體系和人才培養(yǎng)模式等措施，對提高學生創(chuàng)新實踐能力起到了積極作用[2-4]。然而，目前在培養(yǎng)體系創(chuàng)新和學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面也存在一些問題和不足。

OPCE(Open，Practical，and Creative Education)體系是指“開放、實踐、創(chuàng)新”的教育理念，結合開放實踐創(chuàng)新課程體系的構建，設立創(chuàng)新平臺，建設雙師型教師隊伍，鼓勵學生參與科研創(chuàng)新項目，全面培養(yǎng)學生創(chuàng)新與實踐能力。我?；づc制藥類專業(yè)根據(jù)社會需要和自身發(fā)展需要，以此為指導構建了實踐創(chuàng)新課程體系和標準，針對傳統(tǒng)實踐教學體系存在的問題，加強教學改革，取得了一定的教學成果。

1 傳統(tǒng)教育教學體系存在的問題

1.1 對實踐教學和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的認識不足

目前傳統(tǒng)的教學模式普遍偏重于理論教學，實踐教學環(huán)節(jié)脫離工程基礎，其根本原因在于對實踐教學和學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的認識不足。主要體現(xiàn)在具有工程背景的師資隊伍薄弱，缺乏完整獨立科學的實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系和標準。

另外，實踐教學是學生在教師的幫助下，將理論知識運用到實踐中，從而提高分析和解決問題能力的過程。然而由于對實踐教學認識不清，輕視實踐能力的培養(yǎng)，一方面會導致安排實踐教學各環(huán)節(jié)時考慮不到實踐教學與理論教學的內部聯(lián)系和相互關系，另一方面會導致教師在備課過程中不能有效地將實踐教學和創(chuàng)新意識融入理論教學體系。最終導致培養(yǎng)的學生創(chuàng)新能力和解決問題能力的低下。

1.2 被動與集中式的實踐教學形式

傳統(tǒng)的教育教學過程主要采取被動式和集中式的實踐教學模式，教學內容由教師設計，學生根據(jù)教師設計的內容，集中在一起進行相同的練習和學習過程。毫無疑問，被動式和集中式實踐教學能使學生進行針對性學習并鞏固理論知識，也可以部分解決實踐教學資金成本高的問題。然而，被動式教學過程并不是“以學生為中心”的教學，在此過程中，與實踐教學相關的內容是由教師設計的，教師才是真正的主體，學生并不是實踐活動的主體。另外，由于是集中式教學，實踐教學的主題數(shù)量有限，相互模仿和剽竊現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，很難培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力。

1.3 創(chuàng)新意識與解決實際工程問題能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新教育的本質也在于引導學生利用所學的理論知識解決實際的工程問題，包括發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，然而，此部分的培養(yǎng)在大多數(shù)教學過程中是缺失的。引導式和探究式的教學在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力上的培養(yǎng)是有效的，但是由于培養(yǎng)周期長和投入大等因素限制了這種培養(yǎng)方式的有效開展。

2 OPCE教學體系的實踐與成效

2.1 構建完整科學合理的實踐教學體系與標準

在充分調研學科發(fā)展前沿，進行學科條件分析和學情分析的基礎上，結合對OPCE體系的研究，提高了對學生實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)的認識，把傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質統(tǒng)一起來，構建了完整、科學、合理的實踐教學體系。將創(chuàng)新與實踐教育分為理論教學、實驗實訓、實習環(huán)節(jié)、化工設計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和科研培訓等幾個部分，構建各環(huán)節(jié)之間的密切聯(lián)系，相互協(xié)調發(fā)展。

首先，將實踐與創(chuàng)新教育的理念融入理論課堂。理論課的學習是實踐與創(chuàng)新的基礎，實踐與創(chuàng)新是理論課學習的目標。只有明確學習目標才能認識到學習的重要性，明確學習方向。如在化工原理等專業(yè)基礎課的教學中，將工程問題的解決設為教學目標，遵循提出相關工程問題，進行理論學習，解決工程問題，再次提出新的工程問題，引導學生應用理論解決工程問題的教學過程。另外，將工程問題的解決融入考試考核環(huán)節(jié)，結合課程設計環(huán)節(jié)，讓學生應用基礎理論知識完成一個綜合性的項目設計。在閉卷考試環(huán)節(jié)，應用性考核內容不低于總成績的20%。最終使理論教學服務于實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，理論與實踐教學協(xié)調發(fā)展。

明確實驗實訓環(huán)節(jié)的培養(yǎng)目標，建立科學的考核標準。實驗教學的目標是使學生掌握基本的實驗技能、實驗方法和科學知識，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)造性思維。實訓環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生進行具體操作和技術應用的能力。將實踐環(huán)節(jié)的考核標準與畢業(yè)要求標準對應，根據(jù)不同的實驗內容，建立包括工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案、使用現(xiàn)代工具、個人和團隊、溝通等能力的考核標準。在教學過程中，提前發(fā)布教學環(huán)節(jié)內容與考核標準，教師只對實驗和實訓內容進行簡單的講解，主要任務是引導學生進行問題分析，設計方案，通過個人和團隊合作完成實驗實訓內容。在此過程中，教師根據(jù)學生在這幾項能力的獲取上進行打分考核。

實習環(huán)節(jié)的目的是讓學生了解社會，聯(lián)系實際，增強勞動觀念和責任感。實習環(huán)節(jié)除了使學生了解現(xiàn)代生產設施、設備、生產過程和企業(yè)的科學管理，為企業(yè)的未來奠定堅實的基礎，更重要的是培養(yǎng)學生的職業(yè)規(guī)范。企業(yè)按照要求對學生的工程知識能力、分析解決工程問題的能力、溝通能力、職業(yè)規(guī)范等進行全面評價，并對相關能力的培養(yǎng)提出改進建議。根據(jù)企業(yè)的反饋，建立持續(xù)改進機制。

化工設計主要包括課程設計、綜合設計、畢業(yè)設計(論文)等。在此培養(yǎng)環(huán)節(jié)，通過與全國大學生化工設計競賽結合，學生之間形成一個五人團隊，完成一個綜合性的設計項目，完成包括數(shù)據(jù)收集、工藝設計、物料和能量衡算、設備設計、車間和廠區(qū)部署設計、工程經濟核算等全部內容。通過綜合性的設計過程，學生可以鞏固所學知識，靈活地將所學知識應用到實踐中，提高分析和解決實際問題的能力。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育主要通過開放實驗、學科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等形式進行。構建以學科競賽為牽引，基于如化工原理實驗大賽，化工設計競賽和創(chuàng)新實驗大賽等學科競賽為主導的培養(yǎng)模式，激發(fā)學生的學習動機，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團隊精神[5]。另外，學生在參與競賽的過程中，會自發(fā)地重溫理論知識，并積極將理論知識應用到實踐中，建立起保項目到理論知識學習的逆向學習過程。除此之外，鼓勵學生申報各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，在教師的指導下，通過完成綜合性的項目全面培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。近三年，學生獲得包括國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目在內的二十余項項目支持。

創(chuàng)立開放性的實驗室與科學研究課題組，鼓勵學生參與科研項目。學生積極參與包括新能源、新材料、環(huán)境保護、創(chuàng)新化工過程的研究，發(fā)表包括中科院一區(qū)在內的SCI論文三十余篇。在有效的措施保障下，科研培訓已成為提高人才素質、培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的一項新的有效措施。

2.2 探究式的實踐教學

探究式學習是指引導學生根據(jù)自己的興趣和任務提出問題。通過探究式的活動培養(yǎng)創(chuàng)造力，在此過程中，學生會與老師一起思考問題，進行反復試驗，通過實驗和討論更新自己的知識[6-7]。在傳統(tǒng)實踐教學中，老師通過設計思考題，讓學生在課后進行思考解答，然而這個過程實際上又成為了理論學習過程，不具備探究式學習的特點。

探究式的實踐教學是讓學生在實踐的過程中引發(fā)好奇心，引導學生提出問題，通過設計實驗方案，改變實驗的條件，動手操作設備，分析實驗現(xiàn)象，從而解決問題。如在傳統(tǒng)的化工基礎實驗和化工專業(yè)實驗中，老師講解實驗原理和實驗過程，學生根據(jù)老師的講解進行實驗操作得出實驗結論。然而，探究式實驗的具體教學過程可分為教師提出問題，引導學生通過實驗操作過程，分析實驗結果得出實驗結論，在此基礎上，進一步引導學生提出自己的問題，討論設計探究實驗方案，對新的實驗結果進行分析，從而解決提出的問題。探究式教學過程的優(yōu)點是能夠全面培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和分析解決問題的能力。然而，它的缺點是極大地增加了教師的工作量。這就需要對教師進行全面的培訓，并且優(yōu)化設計教學內容，從而提高教學效率。

2.3 問題導向式理論教學

問題導向式教學是指是讓學生參與扮演專業(yè)人員，教師提出一個問題，組織學生進行討論并解決問題[8]，在教師的引導下學生參與解決問題的過程，從而使學生學習到新的知識和技能，并培養(yǎng)和提高相關能力。

在理論教學的過程中，推廣應用問題導向式教學。以化工分離過程課程為例[8]，課程的理論學習難度大，但工程特點突出，實用性強。在理論學習之前，教師提出相關分離任務的工程問題，帶領學生進行分析和理論知識的學習，在此基礎上，通過相關分離工程解決提出的分離任務。再結合化工流程模擬軟件，對分離過程進行模擬分析，學生通過改變分離條件，分析分離結果，從而加深對分離過程的理解，從而構建出“理論-模擬-應用”三位一體的教學模式。在傳統(tǒng)的以理論至應用的正向學習的基礎上，完成從解決工程問題到理論學習的逆向學習過程。以正逆交替的方式完成理論學習，扎實學生解決工程問題的能力培養(yǎng)。

通過以上改革與實踐，學校在化工與制藥類專業(yè)中形成了完整的實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，取得了一定的教育教學成果。近年來，學生獲得包括全國大學生化學實驗創(chuàng)新設計競賽，全國大學生化工原理大賽，全國大學生化工設計大賽等在內全國學科競賽獎項10余項。教師獲得河南省教學成果二等獎，河南省在線優(yōu)秀課程，河南省教學技能競賽一等獎等多項獎項。學生考研率年均達到35%以上，雙一流院校錄取率占考取人數(shù)的60%以上，就業(yè)率年均達到96%以上，并得到用人單位和碩士培養(yǎng)單位的一致好評。

3 結 語

培養(yǎng)具有實踐和創(chuàng)新能力的大學生已成為高等教育的重要任務。然而傳統(tǒng)的實踐和創(chuàng)新教育體系由于自身的局限性已不能適應社會的需求。我?；づc制藥類專業(yè)結合OPCE體系，構建了完備的實踐培養(yǎng)體系和標準，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入實踐培養(yǎng)全過程中，取得了一定的教育教學成果。在進一步激發(fā)學生學習動機，以及如何高效執(zhí)行相關標準方面值得進一步思考與探索。