基于OBE理念的化工分離工程課程教學(xué)改革探索

萬亞萌，李延勛，李帆帆，高曉強，王玉杰，甘貞潔，曹 毅

(河南工程學(xué)院 化工與印染工程學(xué)院，河南 鄭州 450007)

在典型化工生產(chǎn)過程中，分離過程投資約占總投資的1/3以上，而在煉油行業(yè)，分離過程所占投資高達70%以上，社會對化工分離人才需求的數(shù)量及質(zhì)量也在日趨激烈。隨著國家對高等教育的不斷深化改革，化工專業(yè)的教育教學(xué)方式及理念不斷向多樣化、信息化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。在當前工程教育專業(yè)認證及“新工科”建設(shè)的大背景下，針對化工分離工程教學(xué)過程中內(nèi)容重疊、公式推導(dǎo)偏多、缺乏工程性等問題，將OBE理念融入課程教學(xué)過程中是一種積極的教學(xué)探索[1]。秉承OBE理念探索化工分離工程課程教學(xué)模式、理念及課堂設(shè)計的革新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力及實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)更適應(yīng)時代發(fā)展的化工分離人才[2]。

1 總體思路

根據(jù)化工分離工程課程內(nèi)容的方向性，對學(xué)校合作的煤化工、石油化工、新能源領(lǐng)域化工生產(chǎn)企業(yè)實地調(diào)研。從學(xué)生的職業(yè)發(fā)展及化工分離過程實踐要求方面出發(fā)，遵循“反向教學(xué)設(shè)計、正向課程實施”的邏輯，明確化工專業(yè)的學(xué)生在化工分離工程課程目標，即所需獲得的知識、學(xué)習(xí)及實踐能力、能力素養(yǎng)等，真正做到學(xué)生所學(xué)的知識夠用、實用、會用、易用?；谏鲜稣n程教學(xué)目標對課程大綱進行反向設(shè)計，并要求大綱中包含實現(xiàn)教學(xué)目標及達到畢業(yè)要求所需的知識點。

2 化工分離工程課程教學(xué)改革

2.1 明確教學(xué)目標

基于OBE理念的教學(xué)目標是要牢牢把握“成果導(dǎo)向”[3]。具體實施時，要立足于工程教育專業(yè)認證及“新工科”建設(shè)大背景，以學(xué)生為中心，以適應(yīng)化工分離過程實踐及相關(guān)專業(yè)課學(xué)習(xí)時所需知識、能力及素質(zhì)培養(yǎng)為課程目標。同時，圍繞綜合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為核心，教學(xué)過程中實現(xiàn)基礎(chǔ)知識與工程素養(yǎng)的有機結(jié)合，確保教育成果的產(chǎn)出。實施過程中，可進一步分解為基本目標、能力目標與工程素質(zhì)目標。

2.1.1基本目標

化工分離工程是應(yīng)用傳質(zhì)分離原理研究組分分離、純化等的基本原理及工程問題，探究化工分離過程中設(shè)備分離共性規(guī)律的學(xué)科。因此，在實際教學(xué)過程中要做好基礎(chǔ)知識的教學(xué)工作，確保學(xué)生具備解決實際化工分離過程的知識與技能儲備。

2.1.2能力目標

培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、綜合性、靈活性、創(chuàng)新性解決問題的能力，能應(yīng)用所學(xué)知識解決化工分離過程中綜合性工程問題的能力。

2.1.3工程素養(yǎng)目標

工程素養(yǎng)的培養(yǎng)要以德育優(yōu)先，在掌握基礎(chǔ)知識的同時要培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷、良好的道德品質(zhì)及基本的工程素質(zhì)教育等。同時，在培養(yǎng)過程要始終明確為誰培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么樣的人以及怎樣培養(yǎng)人三個核心問題，即要為中國社會主義事業(yè)建設(shè)培養(yǎng)德才兼?zhèn)淝揖哂泄そ尘竦男滦突し蛛x人才。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的化工分離工程課程內(nèi)容具有較強的系統(tǒng)性，然而受學(xué)時的限制不能系統(tǒng)性地講授，同時目前化工分離工程課程教學(xué)過程中存在教學(xué)內(nèi)容與實際化工分離過程脫節(jié)問題，這導(dǎo)致學(xué)時在實踐過程中經(jīng)常出現(xiàn)實際操作與理論知識銜接不到位的問題?；诖?，秉承OBE理念，根據(jù)化工分離過程的實踐要求、畢業(yè)要求及相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)對教學(xué)內(nèi)容進行系統(tǒng)性優(yōu)化，為學(xué)生搭建理實相接的綜合學(xué)習(xí)平臺，使化工分離工程課程在工程教育及人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)發(fā)揮應(yīng)有的作用，更好地服務(wù)于新型化工分離人才的培養(yǎng)，具體如下。

2.2.1搭建項目式教學(xué)環(huán)節(jié)

在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，引入與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的科研前沿案例、實際生產(chǎn)實踐案例，學(xué)生可以在課堂上將理論所學(xué)知識與實際案例相結(jié)合綜合學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.2.2引入自主式實踐環(huán)節(jié)

目前化工分離工程課程的學(xué)校未包含實踐教學(xué)課時，阻礙了學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。因此，在課堂學(xué)習(xí)的同時，通過講解大學(xué)生化工設(shè)計大賽成果案例，并對競賽案例進行“定向修改+理性拓展”，后以課程作業(yè)形式發(fā)布。學(xué)生通過自主設(shè)計及具體化工分離過程，利用數(shù)學(xué)建模、實際操作等環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)已有化工分離過程中的問題并加以優(yōu)化改進，以自主實踐方式進一步鞏固所學(xué)知識，縮短理實間距。

2.2.3構(gòu)建素質(zhì)型課程體系

在教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化過程中，要積極引入其他高校本課程的優(yōu)秀教學(xué)成果，通過前沿性、創(chuàng)新性、綜合性的內(nèi)容實現(xiàn)教學(xué)的靈活化、信息化、時代化。

2.3 革新教學(xué)方法

化工分離工程課程具有專業(yè)性強、難度大、綜合性高、應(yīng)用廣泛等特征。同時，教材中多數(shù)以理論模型、公式推導(dǎo)等較多，內(nèi)容興趣性不足造成學(xué)生課前自習(xí)不足，進一步會導(dǎo)致教學(xué)效果不理想?；诖耍蠴BE理念，采用新型教學(xué)模式增加課程內(nèi)容趣味性、教學(xué)方式多元性以帶動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性尤為必要，具體改進方法如下。

2.3.1異步化教學(xué)

由于學(xué)生對知識獲取能力有所差異，因此各自的知識儲備、理解能力均有差異，這就要求教學(xué)過程中需遵守差異化教學(xué)模式。根據(jù)企業(yè)調(diào)研結(jié)果，可以確定得到每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容及重難點，教師可將內(nèi)容按照知識點對結(jié)構(gòu)進行分組，分為基礎(chǔ)篇、應(yīng)用篇與拔高篇三部分。整體設(shè)計思路由理入實、由易到難、由單一到綜合。對不同學(xué)生實行異步教學(xué)模式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮特長、不斷完善自己。

2.3.2多元化教學(xué)

目前，化工分離工程課程授課對象主要為青年人，這個年齡段的學(xué)生對傳統(tǒng)教學(xué)模式興趣及參與度均不足，但對信息化事物的接受能力、參與意向更強烈。因此，為提升學(xué)生對課程的興趣度與參與度，可采用多元化的教學(xué)方法。一方面依托信息化平臺豐富課堂教學(xué)形式，如使用學(xué)習(xí)通直播、微課等。這不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還可以發(fā)揮信息化平臺高效性、精準針對性及信息豐富性的優(yōu)勢。另一方面，依托翻轉(zhuǎn)課堂、頭腦風(fēng)暴、案例分析、任務(wù)驅(qū)動等新型教學(xué)方式可進一步調(diào)動學(xué)生參與的積極性，并強化對所學(xué)知識的理解。

2.3.3案例化教學(xué)

化工分離工程課程實踐應(yīng)用性強，僅通過課本知識的講解，無法實現(xiàn)學(xué)生理實相接的目的。因此，通過案例化教學(xué)模式，引入典型企業(yè)案例、定向設(shè)計訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，學(xué)生可加深對專業(yè)知識的理解，從會學(xué)到會用。

2.4 改進教學(xué)過程

工程教育專業(yè)認證及“新工科”建設(shè)的背景下，基于OBE理念探索對化工分離工程課程的改革要綜合考慮“成果導(dǎo)向”由于認證需求。解決復(fù)雜工程問題的能力是工程專業(yè)認證的基本考核指標，而解決復(fù)雜工程問題則需要運用深入的工程原理，并經(jīng)過仔細分析才能解決[4-5]。同時，解決實際問題的能力也是OBE理念對課程目標的基本要求。為了培養(yǎng)學(xué)生解決實際復(fù)雜問題的綜合能力，教學(xué)過程的改進應(yīng)從師資隊伍建設(shè)、課堂授課方式與計算機軟件應(yīng)用幾方面著手。

2.4.1師資隊伍建設(shè)

在化工分離工程課程的教學(xué)改革過程中，師資隊伍建設(shè)也是其中重要的組成部分，因為教師是人才培養(yǎng)的領(lǐng)隊人，只有良好的師資團隊才能更加落實貫徹OBE理念，保障課程的教學(xué)成果。一方面，教師要學(xué)會用OBE理念武裝頭腦，摒棄傳統(tǒng)的教了什么，而是要更注重學(xué)生學(xué)到什么。即教師應(yīng)積極通過同行交流、專業(yè)研討、理念培訓(xùn)等多渠道深入學(xué)習(xí)理解OBE理念及化工分離工程前沿動態(tài)，并在教學(xué)中身體力行、融會貫通，更好地發(fā)揮教師服務(wù)者、指引者以及學(xué)生主體參與者的角色作用。另一方面，教師豐富的工程經(jīng)驗及實踐能力是培養(yǎng)學(xué)生解決實際復(fù)雜工程問題的前提，因此就要求教師應(yīng)具有化工類專業(yè)背景，并且具有化工分離工程相關(guān)實踐經(jīng)驗或企業(yè)合作項目，同時可以邀請企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員到校共同參與教學(xué)工作。

2.4.2計算機軟件應(yīng)用

現(xiàn)代化的計算機軟件目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工設(shè)計、化工過程模擬等方面，借助先進的化工軟件可補充學(xué)生對化工分離過程實踐不足的問題?；し蛛x過程中經(jīng)常需要用到試差法計算，如泡點露點計算、共沸溫度計算、多組分精餾嚴格計算等；另外學(xué)生對化工分離過程也缺乏圖形化理解。而利用化工軟件可較為直觀地對該部分進行輔助講解，如利用Aspen Plus計算泡露點、設(shè)計精餾塔并模擬分離過程等?，F(xiàn)代化計算機軟件不僅具有直觀便捷的優(yōu)點，同時可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，也為學(xué)生就業(yè)及深造奠定基礎(chǔ)。

2.5 完善考核評價

作為教學(xué)成果的重要評價手段，考核是化工分離工程課程教學(xué)的重要一環(huán)。一方面，考核評價是對教師對本課程教育知識傳遞程度的檢驗，教師通過該環(huán)節(jié)可更好地把握學(xué)生學(xué)習(xí)的廣度及深度。另一方面，該過程也是教師傳遞自身教育理念并為學(xué)生指明學(xué)習(xí)及成長方向的重要舉措，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性及自身發(fā)展性。傳統(tǒng)的考核方式主要包含卷面成績與平時成績，并以前者為主，卷面成績主要形式為期末考試，平時成績主要包含上課簽到與線下作業(yè)，而忽視了學(xué)生實踐技能的考核，這嚴重影響了課程所想達到的實際效果。為此，秉承OBE理念，化工分離工程考核評價體系需進一步完善。

2.5.1完善考核標準

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，化工行業(yè)技術(shù)也在不斷革新，這就對化工人才的數(shù)量、質(zhì)量提出了更高的要求?；诖耍瑧?yīng)圍繞OBE理念，以教學(xué)成果為導(dǎo)向，積極將過程評價與實踐評價納入化工分離工程教學(xué)中，不僅要考評理論知識學(xué)習(xí)程度，還要注重考核學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度、能力表現(xiàn)及實踐技能，并以此推動學(xué)生理實相接、綜合學(xué)習(xí)。

2.5.2優(yōu)化考核方式

傳統(tǒng)的以教師為核心的考核方式不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，可能會導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)情緒，同時也不符合以工程教育認證與OBE理念下學(xué)生為中心的客觀要求，故要立足于OBE理念優(yōu)化考核方式。教師可將課程考核方式多元化，在師評基礎(chǔ)上可進一步引入學(xué)生自評、小組互評以及企業(yè)主題考評，實現(xiàn)“以評引學(xué)、多評促學(xué)”，提高課程教學(xué)與人才培養(yǎng)的適配性，充實教學(xué)成果。

3 結(jié)語

為了進一步適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展及高等教育的深化改革，培養(yǎng)新型化工分離工程人才，故非常有必要推動對化工分離工程課程的教學(xué)改革探索?；贠BE理念，以學(xué)生為中心，以“教學(xué)成果”為導(dǎo)向，對課程目標進行反向設(shè)計，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進行優(yōu)化，并進一步改進或完善教學(xué)過程與考核評價，不僅有利于保證課程教學(xué)成果的有效性，同時還可以更好地為謀就業(yè)、促發(fā)展，培養(yǎng)與經(jīng)濟社會發(fā)展相適應(yīng)的新型化工分離人才。