基于“專業(yè)認證+新工科”的中醫(yī)藥院校化工原理課程設計實踐教學初探

馬雅鴿 張 希 楊婧娟 曹冠華 趙聲蘭

云南中醫(yī)藥大學中藥學院，云南 昆明 650500

1 “專業(yè)認證+新工科”背景下中醫(yī)藥院校化工原理課程設計實踐教學改革的背景和意義

1.1 我國“專業(yè)認證+新工科”的現(xiàn)狀和趨勢 工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)[1]。中國自2006年開展工程教育認證，目的是構(gòu)建中國工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系，推進工程教育改革，進一步提高工程教育質(zhì)量，提升國際競爭力。隨著工程教育改革的逐步進行，科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)生變革，中國積極推進“新工科”建設以服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展等一系列國家戰(zhàn)略，全力探索工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設。如何在“新工科”和工程教育專業(yè)認證背景下開展專業(yè)教學改革，一直是業(yè)界專家學者思考的問題[2]。

1.2 全球“專業(yè)認證”的現(xiàn)狀和趨勢 發(fā)達國家為全球政治經(jīng)濟新格局中保持領(lǐng)先地位和技術(shù)優(yōu)勢，制定新的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃，美國的“先進制造伙伴計劃”和“國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡”、德國“2020高技術(shù)戰(zhàn)略”和“工業(yè)4.0 ”、法國“新工業(yè)法國”、英國“工業(yè)2050戰(zhàn)略”和日本“機器人新戰(zhàn)略”等[3]。英、美等國已在注重學生實踐能力培養(yǎng)，德、法等國則在拓展學生知識面。我國在應對這一變革，積極推進工程教育認證和“新工科”概念來逐漸形成了“復旦共識”、“天大行動”及“北京指南”[4]，新工科一經(jīng)提出便進入轟轟烈烈的探索階段。在此過程中，新工科理論研究和改革實踐出現(xiàn)并日漸增多，呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢[5]，促使我們對新經(jīng)濟背景下中醫(yī)藥院校的工程教育實踐教學體系改革的探索和創(chuàng)新。

近年來，國外醫(yī)藥院校的工科專業(yè)工程實踐教學體系從傳統(tǒng)的教學模式上不斷創(chuàng)新、改革從加入模擬實踐課程以提高學生的自信心，讓學生更有動力學習，提高專業(yè)技能[6]，虛擬仿真模擬與游戲模擬的教學模式嵌入到工程實踐教育中[7-9]，學生們對該教育模式的滿意度更高，同時對未來職業(yè)能積極的去深入了解。

1.3 中醫(yī)藥院?；ぴ碚n程設計實踐教學改革的必要性 云南中醫(yī)藥大學作為云南唯一一所醫(yī)、理、工、管多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性中醫(yī)藥高等院校，除了開辦有中醫(yī)學、中藥學相關(guān)專業(yè)外，還開辦有制藥工程、藥物制劑、食品質(zhì)量與安全等工科專業(yè)。這三個工科專業(yè)在中醫(yī)藥院校一直以來存在工科基礎(chǔ)薄弱的問題。在國家順應國際形勢，提出“新工科”理念，全國范圍內(nèi)推進工科類專業(yè)國際化工程教育專業(yè)認證，未來可能輻射所有專業(yè)實行專業(yè)認證制，這對中醫(yī)藥類院校都將是極大的考驗。因此，如何夯實中醫(yī)藥院校的工科基石，是所有中醫(yī)藥院校都亟待解決的問題。

1.4 中醫(yī)藥院校化工原理課程設計實踐教學創(chuàng)新的意義 我校三大工科專業(yè)都開設有化工原理課程設計實踐課程，化工原理課程設計是工科實踐體系中舉足輕重的課程，也是夯實中醫(yī)藥院?！靶鹿た啤焙蛯I(yè)認證最關(guān)鍵、最艱難的一塊磚。因此，教學團隊對化工原理課程設計實踐課程模式進行探索，拋磚引玉為云南地方產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟社會發(fā)展，培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力高的具有中醫(yī)藥背景的新工科人才。助力云南省打造“綠色能源”“綠色食品”“健康生活目的地”三張牌建設。因此，我校化工原理課程設計實踐課程模式構(gòu)建和創(chuàng)新的探索具有重大而深遠的意義，為全國中醫(yī)藥類院校的工科專業(yè)尋找新思路和新出路。

2 新模式的創(chuàng)新思路和實施過程

2.1 創(chuàng)新思路 依托我省推行的高等院校學分制改革，結(jié)合我校小學期制，三大工科專業(yè)，在第二個小學期設置有化工原理課程設計的工科實踐課程，教學團隊采用校際聯(lián)合、課程聯(lián)盟和虛實結(jié)合的方式，與昆明理工大學的化工原理課程團隊合作，建立課程聯(lián)盟，結(jié)合我們團隊虛擬仿真省級一流課程平臺，探索新形式的化工原理課程設計實踐體系，培養(yǎng)學生基本的工科技能，使學生逐步形成工科思維。在“新工科+專業(yè)認證”體系下，培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力高、具備國際競爭力的高素質(zhì)中醫(yī)藥工科人才，從而服務云南地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力云南省“三張牌”建設，發(fā)揮新工科建設引領(lǐng)和示范作用。

2.2 實施過程 教學團隊對已經(jīng)構(gòu)建的虛擬仿真實驗平臺進行優(yōu)化，通過指導老師引導學生選題，在虛擬平臺，進行虛擬仿真實驗，完成產(chǎn)品組方，虛擬生產(chǎn)的全過程，并進行物料衡算和熱量衡算，不斷進行設計方案的修改，使學生初步建立化工生產(chǎn)過程概念，建立過程衡算理論。結(jié)合虛擬仿真實驗，指導學生繪制詳實、可行的工藝流程圖。在教師指導下完成主要設備圖紙的繪制和設備工藝參數(shù)的選擇，使學生能夠根據(jù)生產(chǎn)需求，初步進行設備的設計和參數(shù)選擇。繪制合理的廠房布局圖，完成工程基本技能的構(gòu)建。撰寫規(guī)范的設計說明書，使學成形成工科邏輯思維。最后完成答辯環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生團隊合作和邏輯表達能力。從而構(gòu)建符合中醫(yī)藥特色的化工原理課程設計實踐教學模式，如圖1所示。

圖1 中醫(yī)藥院?；ぴ碚n程設計實踐教學模式的構(gòu)建示意圖

3 新模式實施效果評價

以往化工原理課程設計實踐教學的評價主要依據(jù)學生操作過程規(guī)范與否、實驗結(jié)果合格與否以及實驗報告情況予以相應的評分。而且只針對學生進行。本次改革力圖建立盡可能科學合理的實驗評價考核制度，同時把實驗教學質(zhì)量的評價作為實驗教學過程管理延伸的一部分來研究，從對教師的評價和對學生的評價兩個方面來研究[11]。

3.1 對教師的評價 對教師的評價體系主要包括教師的教學態(tài)度、教學能力、教學內(nèi)容、教學方法、教學組織和教學效果等方面。經(jīng)研究確定了教師評價體系的比例構(gòu)成，詳見表1。

表1 教師評價指標體系構(gòu)成及評分結(jié)果表 (分)

具體來看，對教師進行的教學質(zhì)量評價可采用學生評價、同行評議、教學督導專家評價、教學管理部門評價和自我評價等方法相結(jié)合，各個評價渠道所占的百分比分別為30%、20%、20%、15%、15%。本次教學改革對帶教的ABCD四位帶教教師進行評價。A教師，教授，碩士研究生，從教40余年；B教師，副教授，碩士研究生，從教15年；C教師，高級實驗師，博士研究生，從教10年；D教師，副教授，博士研究生，從教8年。評價結(jié)果見表2。從結(jié)果可以看出，教師的評分都在85以上，但教師的綜合素質(zhì)存在一定差異，主要的差異在高階能力上，而且這些能力呈現(xiàn)與教齡的相關(guān)性。因此，下一步應該加強對教師的培養(yǎng)，讓教師多參加教學實踐，不斷提高綜合素質(zhì)和教學藝術(shù)。

表2 學生評價指標體系構(gòu)成及評分結(jié)果表 (分)

3.2 對學生的評價 對學生的評價體系主要通過過程性評價，經(jīng)研究確定了學生評價體系的分值構(gòu)成，詳見表2。對本次教學實施過程的2019級藥物制劑專業(yè)40名學生按照表2進行過程性評分，并對的各項內(nèi)容評分計算平均值，進行比較分析。從表2的評分結(jié)果可知，通過全過程的過程性評價，更能客觀反應學生的綜合能力和素質(zhì)，而且相比較而言學生的高階能力有所提升，工科思維基本建立，并得到一定的提升。

4 新模式的優(yōu)勢、問題及解決措施

通過虛擬仿真實驗，學生可以實現(xiàn)多層次的學習，強化學生對實踐課程重點的認知能力，特別是模擬生產(chǎn)場景的虛擬實驗，使學生熟悉生產(chǎn)工藝過程，有助于開闊學生視野、拓展知識結(jié)構(gòu)、建立工科思維，提升學生的綜合能力。虛實結(jié)合，有效地培養(yǎng)了學生解決問題能力、協(xié)作能力等，明顯提高了學生的學習興趣。

但是，采用新的評價模式一定程度上暴露了教師對新的教學體系適應不足、經(jīng)驗不足、高階能力不足的問題，說明此種教學模式對教師綜合能力的要求更高，今后在課程建設改革過程中考慮從以下三個方面探索解決此問題。第一，將課程聯(lián)盟范圍拓展至西南乃至全國范圍，把課程建設水平逐步提升。第二，加強課程團隊建設，通過外聘、引進和教師培養(yǎng)多種方式，提升課程團隊水平。第三，重視教師能力提升，通過傳幫帶、培訓、線上線下交流學習等方式，持續(xù)改進提升教師的能力。

5 結(jié)語

教學團隊構(gòu)建適用于中醫(yī)藥院校的校際聯(lián)合、虛實結(jié)合的化工原理課程設計實踐教學新模式，培養(yǎng)具有中醫(yī)藥背景的新工科人才，助力云南省“三張牌”建設。組建“昆明理工大學+云南中醫(yī)藥大學化工原理課程聯(lián)盟”，利用團隊新構(gòu)建的中藥經(jīng)典名方和功能食品組方設計及干燥過程衡算的虛擬仿真實驗平臺，使學生先進行虛擬構(gòu)建課程設計的整體思路；再通過線下指導完成課程的設計內(nèi)容優(yōu)化，從而打造化工原理課程設計實踐教學新模式。并對此教學模式進行全面的評價總結(jié)，發(fā)現(xiàn)此教學模式有助于開闊學生視野、拓展知識結(jié)構(gòu)、建立工科思維，提升學生的綜合能力。有效地培養(yǎng)了學生解決問題能力、協(xié)作能力，明顯提高了學生的學習興趣。對存在的教師能力不足等問題也提出了相應的舉措，不斷對此教學模式進行持續(xù)改進和全面推廣。