秦英月，劉沐鑫，石春杰

(1. 安徽省硅基新材料工程實(shí)驗(yàn)室 安徽 蚌埠 233000, 2. 蚌埠學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院 安徽 蚌埠 233030)

1 應(yīng)用型本科高?；ぴ韺?shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀(或存在問題)

“全教會(huì)”“ 全本會(huì)”以來，如何“培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞挠杏萌瞬?，增?qiáng)綜合素質(zhì)”，成為又一輪本科教育教學(xué)改革的熱點(diǎn)。應(yīng)用型本科高校多立足地方服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在工程教育改革中承擔(dān)著重要的責(zé)任和使命，應(yīng)以現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要為導(dǎo)向，以學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為核心，形成接地氣、近行業(yè)、重應(yīng)用的地方特色[1]?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)是當(dāng)前形勢(shì)下工程教育的必然選擇[2]，產(chǎn)出導(dǎo)向(OBE)工程教育理念是工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循的基本理念之一[3]。但“應(yīng)用型”本科院校通常歷史積淀不足、生源結(jié)構(gòu)單一、專項(xiàng)投經(jīng)費(fèi)欠缺、年輕教師多且行業(yè)企業(yè)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，作為OBE 教育模式改革的主體，在貫徹“全教會(huì)”“全本會(huì)”的精神過程中，如何培養(yǎng)和提升學(xué)生的工程能力是目前推進(jìn)高校工程化人才培養(yǎng)的關(guān)鍵性問題。

化工原理是化工類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，也是學(xué)生由“理”向“工”過渡的橋梁課程[4]，而實(shí)驗(yàn)部分是培養(yǎng)工科學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)分析和解決化工單元操作中各種工程實(shí)際問題、提高動(dòng)手能力的重要內(nèi)容[5]。由于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、教學(xué)學(xué)時(shí)有限、設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合性強(qiáng)等原因，相當(dāng)一部分學(xué)生反映化工原理實(shí)驗(yàn)操作不難但只是會(huì)記錄數(shù)據(jù)，對(duì)如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析數(shù)據(jù)、如何解決突發(fā)問題等一籌莫展。對(duì)我院畢業(yè)生跟蹤調(diào)查也表明：部分新就業(yè)學(xué)生不能在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)崗位，在實(shí)際工作中動(dòng)手能力、獲取新知識(shí)能力、解決突發(fā)問題能力等和崗位要求存在一定的差距。

基于此，本課題組認(rèn)真貫徹“應(yīng)用型、工程化”實(shí)踐教學(xué)理念，對(duì)原有化工原理的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行和評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了嘗試性的設(shè)計(jì)和實(shí)施，為解決“應(yīng)用型”本科高?；ゎ惍厴I(yè)生就業(yè)適用性差的問題。

2 基于OBE理念下工程實(shí)踐教學(xué)模型設(shè)計(jì)

目前，針對(duì)實(shí)踐的工程訓(xùn)練課程開展OBE模式下的探索剛剛起步，但其重要性不可忽視[6]。工程實(shí)踐訓(xùn)練作為工程能力教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是將所學(xué)到的知識(shí)與行業(yè)應(yīng)用、崗位技能相結(jié)合的實(shí)踐過程，是培養(yǎng)實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑[7]。結(jié)合OBE理念，將實(shí)踐教學(xué)過程分解設(shè)計(jì)，模型見圖1。

從圖1可以看出，OBE實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕虒W(xué)目標(biāo)是以學(xué)生為中心、基于預(yù)期的學(xué)生能力而設(shè)計(jì)。通過企業(yè)家進(jìn)校園、企業(yè)走訪調(diào)研、畢業(yè)生訪談等獲取企業(yè)崗位技能需求，然后反向設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的預(yù)期能力和教學(xué)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)性，即按照崗位需求、培養(yǎng)目標(biāo)、能力指標(biāo)、手段措施、能力體現(xiàn)逆向且閉合的路徑來構(gòu)建實(shí)驗(yàn)方案。以緊密契合企業(yè)的崗位要求來構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與目的，從而體現(xiàn)學(xué)習(xí)什么知識(shí)、如何學(xué)習(xí)、達(dá)到什么學(xué)習(xí)效果。教學(xué)過程緊緊圍繞預(yù)期學(xué)習(xí)成果指標(biāo)開展，不僅可追溯，還可量化評(píng)價(jià)，并以此為基準(zhǔn)評(píng)價(jià)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。

圖1 OBE理念下工程實(shí)踐教學(xué)模型

3 OBE理念和新工程教育背景下化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

以“離心泵特性曲線測(cè)定”實(shí)踐過程為例，應(yīng)用以上模型，將崗位需求具體化、指標(biāo)化為三個(gè)方面：壓強(qiáng)/流量的測(cè)量方法；離心泵特性參數(shù)的計(jì)算方法；Excel或Origin作圖的方法。根據(jù)圖1的模型，結(jié)合崗位能力需求，將實(shí)踐過程分解如圖2所示。

圖2 OBE理念下“離心泵特性曲線測(cè)定”工程實(shí)踐設(shè)計(jì)詳圖

3.1 依據(jù)企業(yè)崗位需求設(shè)計(jì)預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出(具備什么能力)

緊密圍繞工藝員崗位培養(yǎng)目標(biāo)，將該課程的預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出分為知識(shí)、能力、素質(zhì)3個(gè)層面，目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)都是明確的，旨在融合學(xué)生的化工單元操作、分析與檢測(cè)相關(guān)理論和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力、實(shí)際動(dòng)手能力、信息資料查詢獲取能力、自主學(xué)習(xí)能力、文本撰寫能力、溝通交流能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和化工工程實(shí)驗(yàn)中的工程理論素質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)崗位需求設(shè)定學(xué)生應(yīng)該具備依據(jù)壓強(qiáng)和流量大小選擇對(duì)應(yīng)測(cè)量裝置的能力、依據(jù)工況參數(shù)選擇離心泵的能力及具備數(shù)據(jù)分析和非線性擬合的能力。

3.2 依據(jù)預(yù)期學(xué)習(xí)成果設(shè)計(jì)教學(xué)過程(學(xué)什么、怎么學(xué))

OBE模式核心是“以學(xué)定教”，以學(xué)生為中心的實(shí)踐教學(xué)同樣也要遵循反向設(shè)計(jì)原則，教師應(yīng)當(dāng)按照預(yù)期能力體現(xiàn)、知識(shí)點(diǎn)、實(shí)踐策略、能力評(píng)價(jià)、反思改進(jìn)的逆向路徑設(shè)計(jì)教學(xué)[8]。

3.2.1 知識(shí)點(diǎn)(學(xué)什么) 以滿足企業(yè)崗位需求為主旨，以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力為核心，在選擇對(duì)應(yīng)知識(shí)單元的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確與能力指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)策略和成果評(píng)估。

此次分解知識(shí)單元如下：(1)學(xué)習(xí)真空表和壓力表的安裝位置、安裝距離的確定，此處涉及知識(shí)點(diǎn)有真空度和表壓的計(jì)算、真空表和壓力表的區(qū)別(結(jié)構(gòu)、指針轉(zhuǎn)向及最大量程等)、安裝位置與邊界層和管內(nèi)徑的關(guān)系、工業(yè)測(cè)量用壓力傳感器及信號(hào)轉(zhuǎn)換；(2)不同形狀轉(zhuǎn)子(球形和錐形)流量計(jì)數(shù)據(jù)的讀取、渦輪和孔板流量計(jì)的區(qū)別(結(jié)構(gòu)、原理、適用范圍)及流量數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；(3)萬變不離其宗的伯努利方程的理解與掌握；(4)流量調(diào)節(jié)、泵效、低阻和高阻管路；(5)泵、管路及閥門(調(diào)節(jié)類閥門、截止類閥門)的保養(yǎng)、異常情況診斷及排除(氣縛、氣蝕、漏氣、漏液、管路各類應(yīng)力排除、電化學(xué)腐蝕與防護(hù)等)。

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分為三個(gè)層次，專業(yè)基礎(chǔ)階段、進(jìn)階階段和高階階段。知識(shí)點(diǎn)(1)至(3)為基礎(chǔ)階段，學(xué)生自主練習(xí)為主，不分層次，主要加深學(xué)生對(duì)壓力表、真空表、流量計(jì)、離心泵以及管路等元件的工作原理和伯努利方程的理解，訓(xùn)練基本操作技能，提高學(xué)生動(dòng)手能力，樹立工程思維的觀念。知識(shí)點(diǎn)(4)為進(jìn)階階段，是對(duì)基礎(chǔ)階段的拓展，內(nèi)容具有一定的交叉性和綜合性，旨在讓學(xué)生運(yùn)用化工知識(shí)思考問題，掌握實(shí)際工況中泵運(yùn)行的效率與管路阻力的關(guān)系，學(xué)會(huì)流量調(diào)節(jié)方式的改變。本部分由學(xué)生獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成，主要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決化工工藝中一般性技術(shù)問題的能力。知識(shí)點(diǎn)(5)為高階階段，以教師引導(dǎo)為主，比如出現(xiàn)漏氣、管路彎曲應(yīng)力、法蘭等附件電化學(xué)腐蝕等異常情況，要求學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)資料，模擬改良設(shè)備或者實(shí)驗(yàn)方案，或?qū)⑺伎碱}答案寫進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，促使學(xué)生綜合運(yùn)用化工知識(shí)解決化工生產(chǎn)的技術(shù)問題，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)探索的能力。

3.2.2 實(shí)踐策略(怎么學(xué)) OBE模式強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果的達(dá)成，因此實(shí)踐課程教學(xué)要將課程特征和企業(yè)實(shí)際需求相結(jié)合，靈活地運(yùn)用對(duì)比式、項(xiàng)目式、案例式、探究式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，讓學(xué)生以不同的方式獲取知識(shí)、提高能力，如通過自學(xué)、動(dòng)手練習(xí)、團(tuán)隊(duì)討論、現(xiàn)場(chǎng)訪問等，確保學(xué)習(xí)成果的實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于知識(shí)點(diǎn)(1)，主體采用對(duì)比教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比真空表和壓力表的位置、最大量程、指針轉(zhuǎn)向，對(duì)比安裝位置到泵的距離長(zhǎng)短等，關(guān)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)查閱手機(jī)。知識(shí)點(diǎn)(2)，采用類比對(duì)比結(jié)合教學(xué)，不同形狀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子流量計(jì)和大流量渦輪流量計(jì)類比，測(cè)量原理進(jìn)行對(duì)比。知識(shí)點(diǎn)(3)，采用情景教學(xué)，設(shè)定向內(nèi)壓塔內(nèi)送水進(jìn)行噴淋洗滌(為傳質(zhì)的內(nèi)容進(jìn)行鋪墊)，設(shè)定不同工況，學(xué)生反復(fù)練習(xí)伯努利方程。知識(shí)點(diǎn)(4)，這個(gè)層次要求學(xué)生前面知識(shí)掌握較好，因此采用教師部分干預(yù)的啟發(fā)式教學(xué)。知識(shí)點(diǎn)(5)為高階階段，教師提出問題，采用引導(dǎo)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)有余力的學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決復(fù)雜問題的能力，以及清楚地、正確地表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、進(jìn)行技術(shù)交流的能力。

3.2.3 成果評(píng)價(jià)(學(xué)得如何) 要想真正有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，改革現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方式勢(shì)在必行[9]。不是僅憑學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)水平與創(chuàng)新能力，而是要建立以工程意識(shí)為基礎(chǔ)、以工程實(shí)踐能力為主導(dǎo)、以全方面發(fā)展為評(píng)判的多元評(píng)價(jià)體系。成果導(dǎo)向強(qiáng)調(diào)學(xué)生所能獲得的具體核心能力，需要由若干個(gè)指標(biāo)來體現(xiàn)，每個(gè)指標(biāo)應(yīng)有相應(yīng)的內(nèi)容來支持。本次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)策略設(shè)計(jì)見表1。

表1 《離心泵特性曲線測(cè)定》工程實(shí)踐成果評(píng)價(jià)策略

注： “-60”表示一票否決；當(dāng)場(chǎng)記錄只畫“√”；空白記錄報(bào)告批改后記錄相應(yīng)分值；備注記錄該項(xiàng)的特別之處。

針對(duì)此表，所有學(xué)生均需完成基礎(chǔ)階段實(shí)踐，此處滿分為100分，完成進(jìn)階階段和高階階段實(shí)驗(yàn)部分(后三項(xiàng))的學(xué)生(比例可以設(shè)定)可作為入選后續(xù)相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽(如大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽)的門檻。

3.3 依據(jù)成果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)反思改進(jìn)

課程本身的評(píng)價(jià)是多元化的，作為評(píng)價(jià)主體，教育一線的教師、已經(jīng)就業(yè)的畢業(yè)生、行業(yè)企業(yè)專家、校內(nèi)外的教學(xué)專家都需要從各自的角度，提出改進(jìn)意見，只有這樣才能保證評(píng)價(jià)的全面、準(zhǔn)確和高效。

4 結(jié)語(yǔ)

不是所有的教育成果都能被確切表述，也不是所有的教育成果都能被準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。在以結(jié)果為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)中，要吸收傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的精髓，必須避開不適合的跟形勢(shì)、教條和功利，適合學(xué)生才是最好的。本文構(gòu)建的基于OBE理念下工程實(shí)踐模型評(píng)價(jià)體系，在“學(xué)生具備能力”的確立上更結(jié)合企業(yè)崗位需求；在評(píng)價(jià)內(nèi)容和方式上更加多元化，注重考察學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、工程能力和創(chuàng)新能力。整個(gè)過程堅(jiān)持不斷反饋與持續(xù)改進(jìn)，評(píng)估系統(tǒng)的閉環(huán)操作可以更好地滿足社會(huì)對(duì)人才能力的需求。