高樹剛,安 紅,武寶萍
(淮海工學院 化工學院,江蘇 連云港 222005)
為提高我國工程教育質(zhì)量,2006 年 3 月,教育部啟動了工程教育專業(yè)認證工作[1]。工程教育專業(yè)認證是指專業(yè)認證機構(gòu)針對高等教育機構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證,由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(聯(lián)合會)、專業(yè)學會會同該領(lǐng)域的教育專家和相關(guān)行業(yè)企業(yè)專家一起進行,旨在為相關(guān)工程技術(shù)人才進入工業(yè)界從業(yè)提供預(yù)備教育質(zhì)量保證[2]。工程教育專業(yè)認證要求專業(yè)課程體系設(shè)置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業(yè)能力達成這一核心任務(wù)展開,并強調(diào)建立專業(yè)持續(xù)改進機制和文化以保證專業(yè)教育質(zhì)量和專業(yè)教育活力[3]。工程教育專業(yè)認證明確提出了工科畢業(yè)生獨立的和可評估的畢業(yè)要求,這有助于推動我國工程教育改革,高效培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程教育人才,大力促進和推動中國工程教育的國際認可度,從而有效提升我國化工創(chuàng)新性人才的核心競爭力[4]。
基于工程教育專業(yè)認證的背景下,2018 年10月,淮海工學院化學工程與工藝專業(yè)參加工程教育專業(yè)認證。為了達到工程教育專業(yè)認證的12條基本要求,將12條基本要求分解為33個指標點,按照化學工程與工藝專業(yè)所設(shè)置的課程,支撐33個指標點的內(nèi)容,從而使學生達到了畢業(yè)要求?;ぴ?、化工原理實驗、化工原理課程設(shè)計是專業(yè)基礎(chǔ)課程,是聯(lián)系基礎(chǔ)和專業(yè),理論和實踐的橋梁[5],是我?;瘜W工程與工藝、制藥工程、材料化學、高分子材料工程、生物工程、環(huán)境工程、安全工程、化工機械裝備等近化工類專業(yè)的必修課程,主要講解化工廠的單元設(shè)備原理、設(shè)備操作、設(shè)備設(shè)計、設(shè)備應(yīng)用等工程技術(shù)知識,其實驗設(shè)備和操作流程接近于工業(yè)生產(chǎn)實際情況,因此化工原理、化工原理實驗、化工原理課程設(shè)計這三門課程對工程教育專業(yè)認證12條基本要求中的問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、工程與社會、個人和團隊、溝通等進行了支撐,為了更好的滿足實驗教學和工程教育專業(yè)認證的要求,化工原里實驗進行了如下改革:
2017年,學校投入19萬進行化工原理實驗室改造,130萬進行單元設(shè)備改造,保證每個實驗項目的臺套數(shù)。通過修改化工原理實驗大綱,制定了課程目標、教學內(nèi)容、考核方式和方法等。表1列出了整合前后實驗項目。
表1 整合前后實驗項目對照表
從表1可以看出,整改之后豐富了實驗項目內(nèi)容,尤其綜合類實驗基本上都增加了一定難度,如離心泵性能特性曲線測定實驗,整合之前只能做單臺泵的性能參數(shù)的測定,而且離心泵放置水箱之下,是倒灌,啟動之前,學生并沒有親自操作灌泵。整合之后,可以做單臺離心泵、離心泵的并串聯(lián)組合的參數(shù)測定,而且離心泵放在水箱之上,啟動時,必須灌滿離心泵,讓學生感受到進出口閥門作用以及氣縛現(xiàn)象,從而把理論知識和實踐相結(jié)合起來。如篩板塔精餾實驗,整合之前只能做間歇操作,但化工原理理論課主要內(nèi)容是連續(xù)操作,因此整合之后,保留間歇式操作同時,還增加了連續(xù)操作,設(shè)置了不同的進料位置,通過改進,要求學生會分析進料位置,進料熱狀況、塔內(nèi)的溫度、濃度變化及分離要求一定時回流比的選擇,以考察回流比對分離效果的影響。還有驗證性實驗,將板式塔和填料塔合在一起,增加了雷諾演示實驗,而學時數(shù)不變。經(jīng)過上述安排和整合,基本上化工過程常用的單元操作學生都能得到訓(xùn)練,并且從易到難,學生的實驗技能逐步增強,逐步樹立工程意識。
以往化工理論課程步調(diào)與化工原理實驗課程安排不一致,或超前或滯后,嚴重影響理論指導(dǎo)實踐。上實驗課時,學生對以前學過的知識有點模糊,老師要根據(jù)學生對理論知識的掌握情況,重新復(fù)習理論知識,然后講解實驗流程和實驗步驟,進行操作實驗,這樣學生只是為了完成實驗,沒有和理論知識貫通,遇到問題就無法分析、解決,因此學生是接受性學習,而不是主動學習,無法培養(yǎng)學生獨立分析觀察問題的能力,無法培養(yǎng)學生的工程觀念。
改變以往的教學模式,解決理論課和實驗課不同步的現(xiàn)象。第一、在學完實驗課程相關(guān)的理論知識后,安排實驗課。第二、開始做實驗之前,了解單元設(shè)備構(gòu)造。將以前各種廢棄的單元設(shè)備陳列于實驗室的展示區(qū)。學生通過對化工設(shè)備的直觀感性認識,可以提高學習興趣,理論內(nèi)容也更易于理解。第三、實驗操作時,每個學生先通過課前預(yù)習,了解實驗原理、操作步驟及注意事項等。操作部分由學生團隊合作完成,保證每組實驗人數(shù)不多于 4 人,彼此協(xié)調(diào)合作,分工協(xié)作完成實驗,實驗中每個同學充分參與到實驗操作和報告處理過程。而且每次實驗每位老師只能指導(dǎo)一個實驗項目的2~3組學生,保證學生實驗過程中遇到問題,老師能及時協(xié)助學生解決。如果實驗過程有設(shè)備損壞或故障,由教師指導(dǎo)學生自己找出故障和原因,實驗過程出現(xiàn)的各種問題都由學生自己討論解決,并作為實驗的一部分進行考核。第四、每項實驗完成以后,對應(yīng)完成仿真模擬實驗,提高學生的興趣和學習的積極性,加深學生對學過的知識理解,提高分析問題和解決問題能力。
以往的實驗成績考核主要是依據(jù)實驗報告給出,而實驗操作過程成績的比重較小,同時實驗報告抄襲現(xiàn)象十分嚴重,甚至每組所有同學的實驗報告幾乎雷同,使得實驗成績不能真實客觀的反應(yīng)學生對實驗過程的認識和掌握。
為公平、公正反映學生的學習情況和實踐技能,適當增加操作成績占比,并且把每項成績細化,在平時成績中增加實驗操作過程的表現(xiàn)成績,每一組實驗過程中隊員配合、協(xié)作能力以及認真情況。操作成績考核為:每人隨即抽取一個實驗項目,主要考核操作的正確性以及熟練程度,在操作結(jié)束時,老師針對實驗項目提出三個問題,考核學生分析問題能力和解決問題能力。報告成績主要考核學生處理數(shù)據(jù)過程和圖表繪制情況,以及對實驗結(jié)果分析和誤差分析等。綜合評定學生各個實驗環(huán)節(jié)的成績,最后算出總評成績?yōu)槿棾煽冎汀?/p>
表2(續(xù))
基于化工原理實驗教學的實際需要和工程教育專業(yè)認證指標體系的人才培養(yǎng)要求,通過對化學工程與工藝專業(yè)化工原理實驗室和設(shè)備進行改造,以及對化工原理實驗的教學內(nèi)容、教學模式以及考核方式進行整合,建立適應(yīng)當前工程教育專業(yè)認證背景下的化工原理實驗課程體系,促進實驗教學改革,培養(yǎng)出符合社會發(fā)展和社會經(jīng)濟需求的應(yīng)用型人才,同時對加強高校創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要意義。