工程認證背景下“化工原理實驗”課程教學改革與實踐

申艷敏 劉文舉 趙培俠 熊玉春 白紅娟 張艷麗 朱春山

(河南工業(yè)大學 化學化工學院，河南 鄭州 450001)

“化工原理實驗”是我?；瘜W工程與工藝、高分子材料與科學、制藥工程和生物工程等工科專業(yè)的一門基礎實踐類課程，是化工原理教學環(huán)節(jié)密不可分的一部分，該課程旨在培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊合作意識?；诠こ探逃龑I(yè)認證要求，工科類專業(yè)要不斷進行課程改革和持續(xù)改進。為打造一流課程、建設一流專業(yè)、培養(yǎng)高質(zhì)量畢業(yè)生，化工原理實驗課程的教學應與時俱進。作者依照“以學生發(fā)展為中心，持續(xù)改進”的先進理念[1,2]，對化工原理實驗課程教學模式進行全方位改革探討。

1 “化工原理實驗”教學中存在的問題

“化工原理實驗”是化工原理課程重要的組成部分，不同專業(yè)根據(jù)理論課要求開展不同的實驗項目。在以往的實驗教學過程中存在以下幾個方面的問題：(1)預習環(huán)節(jié)走形式，學習效果差。一份份的預習報告僅僅是從實驗教材抄到了實驗報告紙上，對要進行的實驗的原理、內(nèi)容及注意事項沒有進行理解和消化；(2)實驗內(nèi)容和理論課知識不能夠緊密聯(lián)系，學習積極性和興趣不高，甚至有部分學生存在渾水摸魚的情況；(3)教學時間安排不夠恰當，理論課與實踐環(huán)節(jié)脫離時間偏長；(4)過程性考核不夠合理，不能體現(xiàn)以學生為中心，教師參與過多，學生缺乏能動性。針對以上問題，在工程教育認證背景下，開展“以學生為中心”的教學模式改革，鞏固理論知識，提高學生“化工原理實驗”課程參與度，激發(fā)學生的自主學習意識和團隊合作精神[3]。

2 認證背景下“化工原理實驗”教學改革思路與措施

2.1 研討教學大綱，制定課程目標

以專業(yè)教育認證為契機，秉承其 “以學生為中心，持續(xù)改進”的教學理念，“化工原理實驗”教學團隊根據(jù)國家和行業(yè)需求，從學校定位出發(fā)，在培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、學習成果等方面，不斷優(yōu)化教學設計，深入挖掘思政元素，經(jīng)過調(diào)研和研討制定了既能評價學生學習成果，又能支撐本課程的畢業(yè)要求和達到思政教育目的的課程目標。課程目標1：能夠有效運用所學知識，掌握化工實驗的一般研究方法、數(shù)據(jù)處理的一般方法以及應注意的問題；具有團隊協(xié)作意識，并能夠進行有效的溝通和協(xié)調(diào)，具有認真嚴謹?shù)目茖W精神。課程目標2：能夠根據(jù)工程對象設計實驗方案，掌握工程實驗數(shù)據(jù)的處理方法，客觀地分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論；熟悉相關的數(shù)據(jù)處理軟件，能夠使用軟件進行實驗設計，不斷增加知識和提升能力。課程目標與支撐指標點關系見表1。

表1 本課程目標與指標點的支撐關系

2.2 改善教學條件，改革教學手段

綜合考慮一流專業(yè)建設和工程教育認證工作要求，針對我?！盎ぴ韺嶒灐苯虒W，學院購置了新的實驗教學設備，使得每一個實驗的裝置由原來的4套增加到8套，實驗設備更加先進，操作更加靈活，學生參與度更高，調(diào)動了學生學習和參與的積極性，并培養(yǎng)了團結(jié)協(xié)作能力。同時，新增加了綜合設計性實驗，逐漸提高學生創(chuàng)新能力和工程實踐意識。工程專業(yè)認證強調(diào)“以學生發(fā)展為中心”，課題組進行了“化工原理實驗”的錄課，在學習通建立了在線課程，提出了新的教學模式——“翻轉(zhuǎn)課堂”。任課老師在學習通發(fā)布任務，學生提前通過講義和視頻進行學習，學習視頻后通過預習題檢測自己的預習效果，對不理解的內(nèi)容反復觀看視頻，直到在線檢測通過。到實驗室后，結(jié)合現(xiàn)場實驗設備，任課教師就實驗原理、儀表、實驗裝置和實驗操作中的注意事項向同學們提問。新的 “翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式，強調(diào)了以學生為中心的理念，提高了學生自主學習的積極性，保證了預習階段的教學質(zhì)量，同時使得理論課與實驗課的銜接更加緊密[4]。

2.3 加強師資隊伍建設，提高育人理念

我校開設“化工原理實驗”課程的專業(yè)較多，經(jīng)過多年的發(fā)展和建設，“化工原理實驗”課程擁有一支老中青結(jié)合的優(yōu)秀師資團隊。目前講授該課程的教師15人，碩士以上比例為100%，其中50歲以上人員比例為20%，中青年比例為80%，是一支干勁十足的師資隊伍。在新教師培養(yǎng)過程中，新進教師不僅要跟聽實驗課程和理論課程，同時還需要將實驗做一遍，將疑難問題分析透徹，課程組考核通過后才可以獨自上課。課程組會定期組織研討和開會交流，并積極參與教學改革項目的申報和建設。另外，為了全面推進課程思政建設，加強教師課程思政能力培養(yǎng)，通過提高思想政治素質(zhì)，拓寬學科視野，課程組與思政老師保持互動溝通，強化協(xié)同意識，深入挖掘思政元素，實踐課程思政等方式，深刻牢記“不忘初心，教書育人”的使命，提高教學責任感，盡心盡力培育新時代革命接班人。

2.4 引入思政元素，培養(yǎng)時代新人

根據(jù)習近平總書記《思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程》講話和教育部頒布的《高等學校課程思政建設指導綱要》等文件精神，“化工原理實驗”課程教學過程中，從“課前—課中—課后”全方位融入思政內(nèi)容。課前預習階段，學生自行設計實驗方案，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。通過查閱文獻了解該實驗的單元操作領域我國老一輩化工專家的精神和職業(yè)操守，比如精餾分離學科的創(chuàng)始人余國琮先生，為我國化工制造業(yè)技術水平的提升和國民經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻。課中實驗操作中，要求學生仔細了解每一個儀表的狀態(tài)、使用注意事項及正確的實驗流程?；嶒灳哂幸欢ǖ娘L險因素，學生需謹記“安全”兩字，避免事故的發(fā)生，同時要考慮實驗過程如何經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保等，培養(yǎng)學生的科創(chuàng)精神。同時實驗過程中進行分組實驗，通過幾個同學之間的協(xié)調(diào)有序配合，培養(yǎng)團隊協(xié)作和有效溝通的能力。課后實驗報告的撰寫上，雖然每組同學實驗數(shù)據(jù)相同，但數(shù)據(jù)需要單獨使用軟件處理，培養(yǎng)學生的誠信觀念，要求能正確合理地分析實驗結(jié)果并根據(jù)實驗過程提出自己的見解。此外，以化工原理實驗大賽為契機，引導學生積極參賽，培養(yǎng)學生的工程能力?！耙詫W生發(fā)展為中心”的思政教育通過“課前—課中—課后”三個環(huán)節(jié)在“化工原理實驗”課程教學過程中實施，達到全方位育人的目標[5]。

2.5 注重過程性教學，健全考核機制

考核方法是有效評價學生學習成果和檢驗課程目標是否有效達成的關鍵。以往“化工原理實驗”考核方式中預習占20%，實驗報告占80%，學生參與度低，積極性不高，忽略了學生的實踐能力及創(chuàng)新能力。遵循“以學生發(fā)展為中心”的教學理念，全面反映學生的綜合素質(zhì)，需要注重過程性教學，提高過程性考核的占比，建立更加合理的考核機制。新的考核方式提出平時成績占50%，實驗報告占50%。平時成績包括實驗前的預習情況(線上視頻學習和預習檢測題，占20%)、實驗中的操作和提問(操作規(guī)范性和解決問題的能力，占20%)、實驗后在線檢測情況(占10%)。實驗報告包括原始實驗數(shù)據(jù)的記錄(5%)、處理結(jié)果(15%)、畫圖(15%)、計算示例(5%)、實驗結(jié)果的分析與討論(10%)。新的考評方式不僅可以激發(fā)學生自主學習的積極性，引導學生重視實驗課程的學習，又可以依據(jù)考核結(jié)果有針對性地進行持續(xù)改進，促進一流課程的建設和培養(yǎng)高質(zhì)量人才。

3 “化工原理實驗”教學改革與實踐成效

“化工原理實驗”是化工類專業(yè)實踐課程中一個非常重要的基礎課程。在“化工原理實驗”課程教學改革與實踐中，通過制定課程目標、改革教學模式與方法、加強師資隊伍建設、深入挖掘思政元素和優(yōu)化考核評價體系等幾個方面，堅持立德樹人根本任務，“以學生為中心”，將化工原理實驗知識與思政內(nèi)容有機結(jié)合，豐富了課程教學內(nèi)容，活躍了教學氣氛，提高了學生學習熱情，堅定了學生的“四個自信”，促進了知識、能力和育人課程教學目標的實現(xiàn)。

4 結(jié)語

在專業(yè)認證教育背景下，以一流專業(yè)和一流課程建設為契機，對“化工原理實驗”教學過程進行改革和探索，對于全面提高教學質(zhì)量起到了非常重要的作用?！盎ぴ韺嶒灐毙碌慕虒W和考核模式將不斷激發(fā)學生學習的積極性和主動性，實現(xiàn)全面培養(yǎng)學生工程實踐能力等專業(yè)培養(yǎng)目標，為國家培養(yǎng)更多高質(zhì)量的化工專門人才。