新工科與專業(yè)認(rèn)證化工原理實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

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摘要:以新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證為切入點(diǎn)，構(gòu)建化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，開展教學(xué)改革及人才培養(yǎng)模式的過程控制研究。通過管理制度、課程模塊、教學(xué)手段、考核評價及人才培養(yǎng)等方面的改革與實(shí)踐，以改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生的工程觀點(diǎn)。以學(xué)生為主體，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能與創(chuàng)新意識。該體系具有良好的適應(yīng)性和可操作性，對提高學(xué)生分析解決問題的能力具有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞:化工原理實(shí)驗(yàn);新工科;專業(yè)認(rèn)證

化工原理是工科大化工類專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課，在我?；瘜W(xué)工程與工藝、輕化工程、制藥工程、生物工程、釀酒工程、高分子材料與工程、材料科學(xué)與工程、食品科學(xué)與工程等專業(yè)中普遍開設(shè)?；ぴ硎沁B接基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程學(xué)習(xí)的橋梁，它既是學(xué)生工程觀念的啟蒙課，又為學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)［1］?；ぴ韺?shí)驗(yàn)是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識、組織單元操作實(shí)驗(yàn)及分析解決工程問題能力的重要途徑。各高校都十分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)人才過程中的特殊作用，當(dāng)今包括我校在內(nèi)的很多高等院校已經(jīng)將化工原理實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課。近年來，省內(nèi)外相關(guān)高校對提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量做了一定的工作，不斷強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入，增強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法改革的研究與探討，提出多種改進(jìn)方法，取得了一定的效果。為應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展等一系列國家戰(zhàn)略，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)［2］。開展工程教育專業(yè)認(rèn)證是推進(jìn)我國高校工程專業(yè)教育國際化、也是提高和保障工程教育質(zhì)量的重要措施。有必要在新工科和專業(yè)認(rèn)證背景下，探索和實(shí)施新化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)和評價體系，促進(jìn)和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的意義

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施化工原理課程教學(xué)體系的三大組成部分之一。化工原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生接觸的第一門工程類實(shí)驗(yàn)課，應(yīng)注重樹立學(xué)生工程觀念、提高學(xué)生動手操作能力、拓展學(xué)生創(chuàng)新品質(zhì)［3］。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生知識能力的培養(yǎng)，促進(jìn)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，更好地培養(yǎng)工科類人才。開展化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革，有利于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)自覺性、激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作興趣、鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、提高學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。在硬件條件不斷優(yōu)化升級的同時，構(gòu)建具有特色的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，達(dá)到改善課程教學(xué)效果和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重對學(xué)生知識面的拓寬和技能的培訓(xùn)，滿足學(xué)生自主探索、自主實(shí)踐和自主創(chuàng)新的需求，在培養(yǎng)能夠適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展需要和有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才起到重要作用。此外，最大限度地發(fā)揮化工原理實(shí)驗(yàn)平臺作為本科生研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，與當(dāng)前具備“知識、能力、素質(zhì)”三位一體的人才培養(yǎng)目標(biāo)高度契合和一致［4］。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的實(shí)踐

2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配置，完善實(shí)驗(yàn)室管理體系

近兩年，我校經(jīng)過分期投入、逐步完善，進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新。目前我校每種典型單元操作實(shí)驗(yàn)裝置均為8套，確保每組學(xué)生3～4人，滿足了不同專業(yè)、不同單元操作對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。實(shí)驗(yàn)設(shè)備體現(xiàn)操作的多樣性和新的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)裝置手動狀態(tài)和自動狀態(tài)相結(jié)合，操作參數(shù)既可手動調(diào)節(jié)、亦可通過計(jì)算機(jī)輸入調(diào)控;數(shù)據(jù)記錄和分析處理既可學(xué)生自己完成，亦可通過實(shí)驗(yàn)配套計(jì)算機(jī)自動完成。為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的作用，便于廣大師生高效、有序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理。針對每個綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，制定專門展板，包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、裝置流程圖、操作規(guī)程、安全指南。只有嚴(yán)格、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)室管理制度才能保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中真正學(xué)會操作技能、掌握處理工程問題的實(shí)驗(yàn)方法及手段，樹立工程觀念。另外，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生安全意識的培養(yǎng)必須放在第一位，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前應(yīng)進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)。制定實(shí)驗(yàn)室安全守則和管理規(guī)定，并制作成展板上墻。學(xué)生動手操作時，教師在可控范圍內(nèi)對出現(xiàn)的緊急狀況進(jìn)行處理，之后將其作為案例，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作中安全意識和規(guī)范操作的必要性和重要性［5］。教學(xué)中可結(jié)合新聞報(bào)道中的社會重大安全事故實(shí)例，對實(shí)驗(yàn)室滅火方法、安全事故如觸電處理方法、易燃易爆有毒有害化學(xué)品泄漏處置方法、實(shí)驗(yàn)室水電門窗關(guān)閉等知識進(jìn)行延伸講解。

2.2明確課程模塊，構(gòu)建分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我?；ぴ碚n程覆蓋了近十個專業(yè)，不同專業(yè)對于實(shí)驗(yàn)課程的重點(diǎn)內(nèi)容與需求程度不同。針對不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的差異，分別制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模塊。同時，化工原理實(shí)驗(yàn)分成三個層次:即演示與驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。以新工科與專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向，結(jié)合各相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，修改完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，規(guī)范教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)。對實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行全面改進(jìn)和梳理，教材編排注重促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考。參照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?，?shí)驗(yàn)裝置與流程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生理解歸納實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。根據(jù)需要記錄的實(shí)驗(yàn)參數(shù)及組數(shù)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。特別增加了實(shí)驗(yàn)總結(jié)與討論部分，結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中存在的問題進(jìn)行總結(jié)，實(shí)驗(yàn)后自己的收獲，遇到的困難及解決的方法等心得體會，對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的想法以及意見和建議等。更新實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式與寫法，實(shí)驗(yàn)報(bào)告分為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三大部分。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)重在對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、裝置、流程、步驟及注意事項(xiàng)的理解;實(shí)驗(yàn)操作重在過程規(guī)范及數(shù)據(jù)記錄;實(shí)驗(yàn)報(bào)告重在數(shù)據(jù)處理、分析討論、思考題等，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生分析討論、總結(jié)歸納的能力［6］。

2.3改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和方法，強(qiáng)化工程觀念

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是教師將儀器設(shè)備準(zhǔn)備就緒，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的表格中。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，很多學(xué)生感到就是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的操作順序開啟了設(shè)備、開關(guān)了閥門、改變了參數(shù)、記錄了數(shù)據(jù)，對具體實(shí)驗(yàn)流程，為何這樣操作及裝置設(shè)備并不了解。另一方面，在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也只注重驗(yàn)證理論教學(xué)知識，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程缺乏興趣，部分學(xué)生有輕視實(shí)驗(yàn)課的傾向。針對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)和目的，有必要在加強(qiáng)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練中，對教學(xué)模式和內(nèi)容進(jìn)行改革?；ぴ韺?shí)驗(yàn)屬于工程實(shí)驗(yàn)，工程實(shí)驗(yàn)既要讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)過程，又要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工程知識去指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中嘗試采用多種教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動過程中的作用。

2.4建立多元化考評模式，科學(xué)考核評價

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核多以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，這種考評方法成績來源單一，且存在抄襲現(xiàn)象，容易忽略學(xué)生的實(shí)操能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新能力等，未能綜合評價學(xué)生的整體情況?；诖?，為了能夠客觀、全面地評價學(xué)生化工原理實(shí)驗(yàn)，應(yīng)改革原有考評模式，實(shí)行多元化綜合考核。實(shí)驗(yàn)課的成績考核包含實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整個過程，涉及實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程中的操作表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和單元操作考核等四個環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績包括實(shí)驗(yàn)開始前學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告的撰寫情況、回答相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題等的考核。實(shí)驗(yàn)操作成績包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題及解決問題能力等的考核。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論、實(shí)驗(yàn)成敗的分析、思考題回答等進(jìn)行考核。學(xué)期末組織開展典型操作單元考核，檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的操作規(guī)范、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄和處理，詳細(xì)制定操作考核評分細(xì)則。

2.5利用實(shí)驗(yàn)平臺，促進(jìn)人才培養(yǎng)

為推動高等學(xué)校化工類專業(yè)“新工科”建設(shè)，提高本科化工類專業(yè)核心課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，每年一度的“啟航———化工工程師”全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽迄今已成功舉辦三屆［7］。結(jié)合近幾年全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽的形式，增設(shè)研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合、靈活地運(yùn)用各種單元操作的能力及設(shè)計(jì)和優(yōu)化工藝流程的能力。同時，通過賽事指導(dǎo)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更好地實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用、豐富和延伸。提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)研究的積極性，利用化工原理實(shí)驗(yàn)平臺，促進(jìn)學(xué)生更好地掌握專業(yè)知識，培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力，具備專業(yè)綜合素質(zhì)，成為“知識、能力、素質(zhì)”三位一體人才。

3結(jié)語

在新工科和專業(yè)認(rèn)證背景下，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配置、明確課程模塊、改革教學(xué)模式、科學(xué)考核評價和促進(jìn)人才培養(yǎng)等手段，通過對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)形式等探索和實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識、分析解決工程實(shí)際問題的能力，強(qiáng)化學(xué)生的工程觀點(diǎn)和創(chuàng)新能力，改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入進(jìn)行，需要不斷地對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行補(bǔ)充、完善和創(chuàng)新。化工原理實(shí)驗(yàn)室硬件條件的優(yōu)化升級給實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了契機(jī)，通過化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化與建設(shè)，使學(xué)生能打下工程知識基礎(chǔ)，發(fā)揮化工原理實(shí)驗(yàn)平臺在人才培養(yǎng)中的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者：范明霞 胡兵 譚軍軍 單位：熊劍湖北工業(yè)大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院