程忠玲，臧玉紅，劉濤，潘滋涵

(承德石油高等?？茖W?；瘜W工程系，河北承德067000)

基于工程教育理念的《精細合成技術》課程教學體系設計

程忠玲，臧玉紅，劉濤，潘滋涵

(承德石油高等?？茖W?；瘜W工程系，河北承德067000)

為培養(yǎng)化學工程與工藝專業(yè)學生在精細化學品合成崗位的綜合職業(yè)能力，進行了基于工程教育理念的《精細合成技術》課程的教學體系設計。建立了明確的課程目標，采用任務驅動的行動導向的教學模式，設計針對職業(yè)崗位典型工作過程的學習情境，以實際的工作任務內容為載體確定了教學內容，根據(jù)不同的工作任務采用不同的教學方法和教學手段，運用多元化的考核方法評判學生的學習效果等。優(yōu)化、重構后的課程教學體系對于全方位實現(xiàn)課程目標具有重要的作用。

工程教育;精細合成技術;教學體系;項目教學

《精細合成技術》是化學工程與工藝專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，是講授從事精細化學品合成必備的知識和技能。重點介紹各個單元反應的基本原理和工藝方法，分析其影響因素，并結合工業(yè)實例討論典型產品的生產技術，知識體系非常零散且龐大［1］，相互之間獨立關系有余而聯(lián)系不夠［2］，學生缺少精細化學品合成崗位工作過程的綜合訓練，走上工作崗位后不能馬上適應。因此，如何在有限的教學學時內，讓學生真正掌握這些精細化學品合成知識，使學生真正具備設計精細化學品合成工藝流程、工藝優(yōu)化選擇和實際操作運行能力，就必須對該課程的教學體系精心設計才能真正達到教學的目的。根據(jù)精細化學品合成的特點，構建以典型精細化學品的合成為核心，基于任務驅動、工作過程導向的課程體系。統(tǒng)籌設計課程的教學目標、教學內容、教學模式、教學方法、教學手段、考核方法等，從而優(yōu)化、重構了課程教學體系，與傳統(tǒng)的學科知識教學體系有很大的不同，體現(xiàn)了工程教育特色，對于全方位實現(xiàn)課程目標具有舉足輕重的作用。

1　課程目標

1)專業(yè)能力目標:具有選擇合成用原料、溶劑、催化劑能力;典型精細化學品的的合成路線設計和評價能力;典型精細化學品的的合成步驟設計能力;常規(guī)實驗室設備操作能力;優(yōu)化實驗條件的能力;能夠按照操作規(guī)程進行產品生產和DCS操作;能擬定操作規(guī)程和擬定事故處理預案;具有一般事故處理的能力。2)方法能力目標:具有決策能力和執(zhí)行能力;具有語言及文字表達能力;外文資料的閱讀能力;通過自學獲取新技術的自我更新能力;利用網絡、文獻等獲取行業(yè)國內外信息和綜合處理信息的能力;制定工作計劃、評估工作結果的能力;解決問題的能力和創(chuàng)造能力。3)社會能力目標:具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神;與他人的合作、交流與協(xié)商能力;具有良好的環(huán)境適應能力;具有創(chuàng)新能力和較強的實踐能力;具有工作責任心和社會責任感;能夠遵守勞動安全、環(huán)保的規(guī)章制度。

2　教學模式的設計

2．1行動導向的任務驅動

精細合成技術采用任務驅動的行動導向的教學模式，在與企業(yè)實際相似的學習情境(項目)中設置若干工作任務及工作程序化。學生通過完成任務所需的獲取信息、設計方案、制定操作規(guī)程、操作等完整實踐過程，構建自己的經驗和知識體系，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力。

在行動導向的教學模式運行中，教學活動從以“教”為中心轉向以“學”為中心，學生成為教學活動的主體。使學生由接受性學習轉化為以研究性、實踐性學習為主體的學習形式。教師的作用從以課堂講授為主轉向以教學設計與組織、創(chuàng)設情景、提出問題、指導、監(jiān)控(激勵、答疑、糾錯)、評估學生的學習活動為主。

2．2教學做一體化

設計課堂與實習地點一體化的教學場景，實施教學做一體化。形成“學做合一”，以“做”為主的課程整合模式。課程所在的實訓場所是開放式教學的實訓中心，為方便學生熟練掌握操作技能。這種理論實踐一體化教學改變了傳統(tǒng)的理論教學和實踐相分離的教學形式，它集理論知識傳授、現(xiàn)場觀摩、實踐操作技能學習、訓練為一體，集教師與學生雙向交流、指導，小組討論協(xié)作為一體，增強了學習的興趣，提高了學生實訓的興趣和實際動手能力，為今后走向工作崗位增強了適應能力。

3　教學內容的設計

3．1崗位典型工作任務分析

通過與精細化學品合成崗位的工藝技術骨干進行崗位的工作流程、工作內容的研討，確定了精細化學品合成崗位的典型工作任務:能夠在規(guī)定的時間內，以項目組合作形式，參與產品的開發(fā)合成;能夠根據(jù)產品的結構特點選擇適宜的原料，設計出不同的合成路線;確定最佳合成路線并進行實驗室合成和反應條件的優(yōu)化;能夠按照崗位操作規(guī)程進行磺化、硝化、氧化等反應系統(tǒng)的工藝操作;能夠使用實驗室常規(guī)設備和反應設備及其輔助工具;能夠按照事故處理預案解決工藝操作中存在的一般故障;能夠遵守勞動安全、環(huán)保的規(guī)章制度，根據(jù)規(guī)定使用和處理使用過的原料;充分重視操作質量，實施過程控制，檢查評價自身的工作過程和成果;適應團隊工作，與團隊成員進行溝通與協(xié)調。

3．2教學內容的設計

針對以上分析的職業(yè)崗位典型工作任務，設計基于工作過程的學習情境(項目)，以實際的工作任務內容為依據(jù)確定教學內容。學習情境設計以產品的合成技術為載體，以產品的開發(fā)流程為主線。根據(jù)精細化學品合成涉及的典型合成技術，如鹵化、磺化、硝化、烴化、?；⑦€原、氧化、氨解、重氮化、水解、縮合等，選擇7個具體產品為學習情境，按照產品的開發(fā)流程，原料的選擇－產品的合成路線設計－合成路線評價－產品的合成－設備操作和工藝參數(shù)控制－產品分離－產品分析－成本核算的流程重構教學內容體系。通過完整的產品合成的工作過程使學生掌握精細合成技術的實際應用、產品的開發(fā)過程和反應參數(shù)調節(jié)。每個學習情景都以完成工作任務為導向，下設若干工作任務。實現(xiàn)了傳統(tǒng)學科體系的解構與工作過程系統(tǒng)化知識的重構，體現(xiàn)工程教育特色，學生也真正體驗了工程師的職業(yè)生涯經歷。學習情境的安排不僅基于工作過程，而且符合學生的認知規(guī)律，由淺入深、從簡到繁、先易后難，基于工作過程的教學內容(48學時)見表1。

表1　基于工作過程的教學內容序化表

3．3教學內容組織的設計

每個工作任務主要采用“資訊—決策—計劃—實施—檢查—評估”六步法來組織教學，教學過程中體現(xiàn)以學生為主體，教師進行適當講解，并進行引導、監(jiān)督、評估。

教學具體實施過程為:學生接受工作任務→學生進行課外查資料，合作(分組)策劃項目完成的途徑，包括產品合成路線選擇、實施任務的材料和器材、工作流程、工作時間等→教師在了解學生項目策劃情況下進行評議→學生修訂后，按企業(yè)要求交項目負責人(教師)審核批準→在教師引導下，進行訓練→記錄工作狀況、數(shù)據(jù)、訓練中出現(xiàn)的事故及處理方法→教師將出現(xiàn)的問題及時組織研究、討論和總結→實訓結束后，由學生進行清場，組長(學生)檢查，項目負責人(教師)抽查→學生撰寫項目報告→教師批改→對報告中出現(xiàn)的問題反饋學生，予以糾正。

4　教學方法的設計

在任務為導向、基于工作過程的項目化教學過程中，靈活多樣的教學方法是實現(xiàn)課程目標的根本途徑。課程采用多種教學方法，例如引導文法、頭腦風暴法、演講法、任務驅動法、案例教學法、角色扮演法等，多種教學方法在六步法教學中的運用如圖1所示。

5　教學手段的設計

1)利用多媒體課件輔助教學。在每個項目實施中，教師的講解、學生方案的演示、討論和工藝流程的展示等均采用多媒體，既生動又可以節(jié)省黑板板書時間，提高了教學效率。2)充分利用仿真教學軟件進行教學?？衫梅抡婕夹g開發(fā)與生產裝置逼真的學習仿真系統(tǒng)，學員不出校門，就能了解實際生產設備，并能進行產品生產工藝操作，包括開車、停車、模擬事故并進行事故處理、優(yōu)化工藝操作條件等，學員可反復練習。在練習操作的同時又可熟悉工藝流程、操作規(guī)程、控制方案、正常工況的工藝參數(shù)范圍等知識。3)通過課程網站建設，以提高學生學習的自主性和參與性。建設網絡教學平臺，為學生自主學習提供條件。通過網絡資源教學平臺，拓展了課程的教學資源，豐富了教學手段，為學生的自主學習和發(fā)展提供空間。

6　考核方法的設計

以多元化的考核形式來滿足社會對學生能力的多元化需求，科學評判學生的學習效果，建立了較完善的評分體系。課程的考核分為終結性評價(占30%)和過程性評價(占70%)兩部分。過程性評價由教師和學生共同完成。包括學習態(tài)度(占10%)、小組成員自評互評(占10%)、操作考核(占30%)、結果考核(占20%)等多種形式，全面、科學地考核學生專業(yè)能力掌握、理論知識應用、團隊協(xié)作精神、計劃和決策能力、完成工作任務質量、自我學習能力等多元能力。終結性評價以三個主題(工藝路線評價、合成路線設計、安全操作知識，各占10%)考核學生對知識、技能、安全環(huán)保的掌握。

7　結束語

《精細產品合成技術》課程學習情境的設計源于真實的精細化工產品，按照產品的開發(fā)流程來訓練學生，較好地體現(xiàn)了工程教育的思想，尤其在技能培養(yǎng)方面課程設計有新意，學生對產品開發(fā)過程、工作環(huán)境和企業(yè)文化都很熟悉，實踐能力強，職業(yè)素質好，到企業(yè)能夠很快進入角色。

［1］鄧燕，李小龍，張立明．精細有機合成化學與工藝學課程教學的探索［J］．湖南科技學院學報，2013，34(12):36－37．

［2］吳梅青．高職《有機合成單元過程》課程教學探討［J］．化工之友，2007(11):62－63．

Teaching System Design of Fine Synthesis Technology Course Based on Engineering Education Concept

CHENG Zhong-ling，ZANG Yu-hong，LIU Tao，PAN Zi-han
(Department of Chemical Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

In order to cultivate chemical engineering and technology major students’integrated vocational ability in the field of fine chemicals synthesis，the paper makes a teaching system design of the course of Fine Synthesis Technology based on the concept of engineering education．The paper establishes a clear course objective，uses task-driven action-oriented teaching mode，and designs typical learning environment for professional positions working process．The paper uses the actual teaching task as the carrier to determine the content，applies different teaching methods for different tasks．A wide range of assessment methods are employed to evluate student learning effect．The optimized and reconstructed curriculum teaching system plays an important role in achieving a full range of curriculum objectives．

engineering education;fine synthesis technology;teaching system;project education

TQ39-42

A

1008-9446(2015)02-0080-04

河北省高等學校人文社會科學研究計劃項目(工程教育本科化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究與實踐): GH141005

2014-10-03

程忠玲(1969－)，女，山東榮成人，承德石油高等專科學?；瘜W工程系教授，碩士，主要從事工程教育本科化工專業(yè)的專業(yè)建設和教學工作。