吳 真,胡 磊,許家興,蔣葉濤,朱安峰,李梅生

（1淮陰師范學院江蘇省生物質能與酶技術重點實驗室，江蘇 淮安 223300；2淮陰師范學院化學化工學院，江蘇 淮安 223300）

隨著我國經濟建設的快速發(fā)展,工程應用型人才的需求量大大增加,而培養(yǎng)合格的工程應用型人才也成為我國現(xiàn)階段高等教育的重要目標[1-2]。化工人才的培養(yǎng)不僅要求學生具有良好的動手操作技能以及分析解決工程實際問題的能力,還要具有創(chuàng)新精神、工程觀念和實踐能力[3]?；ぴ韺嶒炞鳛榛ぴ碚n程的一個重要教學環(huán)節(jié),是化工類專業(yè)知識學習不可或缺的實踐課程,對于培養(yǎng)學生的動手操作能力及工程觀點起到重要作用[4-5]。近年來我校全面引入OBE教育理念,深入推進工程學科特別是實踐教學的改革。本文依據作者多年的化工原理實驗教學經驗,從教學理念的轉變、課程體系的構建以及評價方式的改革等方面對OBE理念在化工原理實驗教學中的實踐進行了初步探討。

1 OBE理念指導化工原理實驗教學改革

基于 “學習產出”的教育模式(Outcomes-based Education,OBE）最早由美國學者Spady等人提出,已成為美國、英國等國家教育改革的主流理念[6-7]。OBE理念是工程教育認證的核心理念,是培養(yǎng)合格的工程應用型人才的有效模式。2016年我國正式成為 “華盛頓協(xié)議”成員國,這標志著我國高等工程教育與國際高等工程教育先進理念和質量標準接軌[8]。目前我國許多高校的專業(yè)改革或者專業(yè)課程改革都借鑒了OBE理念,但基于OBE理念的化工原理實驗課程改革報道較少,華東理工大學化工學院[9]及西南石油大學化學化工實驗教學中心[10]等單位在這方面進行了探索并取得了良好效果。

OBE理念要求學校和教師應該按照畢業(yè)時學生所應達到的要求制訂教學計劃和培養(yǎng)方案,以便預期學習結果的實現(xiàn)[11],再配合多元、彈性的個性化學習要求,讓學生通過學習過程完成自我實現(xiàn)的挑戰(zhàn),再將成果反饋來改進原有的課程設計與課程教學。構建基于OBE理念的化工原理實驗課程教學模式,首先需要回答好下列幾個問題:(1）我們想讓學生參加化工原理實驗教學取得的學習成果是什么?(2）為什么要讓學生取得這樣的學習成果?(3）如何有效地幫助學生取得這樣的學習成果?(4）如何知道學生已經取得了這些學習成果?

表1 課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系Table 1 Supporting relationship between curriculum objectives and graduation requirements

對于問題(1）,我們設定了5個課程目標,即通過化工原理實驗課程的學習,學生應達到熟悉單元操作、熟悉測試技術、掌握實驗研究方法、具備數(shù)據處理能力、培養(yǎng)團隊協(xié)作能力的學習成果。對于問題(2）,5個課程目標的實現(xiàn)是為了培養(yǎng)適應現(xiàn)代化工生產和區(qū)域社會經濟發(fā)展需求,具備扎實的數(shù)理基礎、化學與化工方面的基礎知識、基本理論和專業(yè)技能,富有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和知識拓展能力并具有高度社會責任感、良好職業(yè)素養(yǎng)和健康身心素質的應用型工程技術人才。從問題(1）和問題(2）的答案可以看出,問題(1）是問題(2）的必然要求和重要支撐,基于此,我們在制定人才培養(yǎng)方案及課程教學大綱時,分別對畢業(yè)要求以及課程目標進行了細化(設定指標點）,并建立起課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系,以便預期學習結果的實現(xiàn)。

問題(3）涉及的是化工原理實驗課程體系的構建。傳統(tǒng)的化工原理實驗教學通常分為基本原理的講授、實驗過程的演示、實驗任務的分配以及實驗結果的考核等模塊,學生的參與程度較低[5,12]。圍繞如何提高學生個體的參與度與主動性,我們推行了多項教學方法改革:

①以學生為中心,強化老師的引導作用。OBE教育的基本原則之一就是以學生為中心,教學各個環(huán)節(jié)的安排和設置皆要以學生為主體,充分尊重學生的主體性,調動學生學習的自主性[13]。我們以學生主講、老師主評的方式替代老師主講、學生主聽的傳統(tǒng)教學方式,要求每一組學生(以團隊形式）都需要站上講臺對實驗原理、實驗步驟、設備結構及操作方法進行講解,而老師會及時補充或者糾正,特別是實驗中的各項注意事項老師會重點強調。如此一來,對學生的預習要求大大提高,相應地,學生個體的參與度與主動性也大大提高。他們會提前進入實驗室對實驗內容和實驗設備結構進行研究,并且珍惜每次上臺講解的機會,而其他隊友會及時給予糾正和補充,形成了良好的學習氛圍。以學生為中心,真正讓學生從被動學習向主動學習轉變。

②結合專業(yè)特點開展化工原理實驗課程教學。在我校,化工原理實驗課程涉及了化學工程與工藝、應用化學、環(huán)境科學、生物工程等多個專業(yè),我們根據不同專業(yè)的特點,在化工原理實驗課程教學過程中引入工程實例,通過解決實際問題,加深對化工原理重要知識點的理解。如我們在進行 “恒壓過濾常數(shù)測定”實驗時,除采用常規(guī)的滑石粉模擬實驗原料,環(huán)境和生物專業(yè)的學生還對活性污泥液、生物質水解糖液、發(fā)酵醪液等物料進行過濾,獲得了一系列有價值的實驗數(shù)據,既有效完成了實驗過程,又加深了對專業(yè)知識的理解和認識,雖然實驗難度略有增加,但學生的積極性和參與度卻大大提升。

③立足大綱要求,注重理論知識的延伸及工程意識的培養(yǎng)。在完成大綱要求的 “規(guī)定動作”以外,我們還要求學生完成一系列 “自選動作”。如我們在進行 “離心泵特性曲線的測定”實驗時,除完成單泵特性曲線的測定外,還要求學生進行兩泵的串、并聯(lián)操作并繪制有效揚程H與流量V之間的曲線,以實驗結果回答 “何時進行泵的串聯(lián),何時進行泵的并聯(lián)?”；在進行 “流體流動阻力測定”實驗時,當流體流動阻力較大時倒U型壓差計會因充滿流體而出現(xiàn)無法讀數(shù)的情況,雖然可以通過壓差傳感器讀出,但如果無壓差傳感器該如何解決?學生根據所學知識提出了多種方案如增加倒U型壓差計高度、更換U型管指示劑等。通過理論知識的延伸與拓展,學生應用所學知識解決實際問題的能力大大增強。

問題(4）涉及的是學習產出評估。學習產出評估是OBE中十分重要的環(huán)節(jié),可從課堂、專業(yè)、學校層面或者教師、學生、用人單位等層面進行綜合評估[14-15]。我們建立了一套具有自身特色的學習產出評估方法,把評估方法分為校內和校外兩個層面,其中,校內評估從課程考核來體現(xiàn),校外評估由競賽成績及用人單位對畢業(yè)生作出的評價來體現(xiàn)。

①校內評估。除了將出勤率、實驗報告作為評分依據,學生的操作能力與創(chuàng)新意識也是重要的考核指標。我們把課程成績劃分為4個部分,分別為預習報告、實驗操作、實驗報告以及期末考核,其中,預習報告成績主要通過對實驗內容以及操作方法的講解體現(xiàn),實驗報告中重點強調對實驗結果的分析以及對思考題的理解,實驗操作以及期末考核在綜合考評成績中的比重增加。這些評估方法的實施有效調動了學生的實驗積極性,同時實驗報告的抄襲現(xiàn)象大為減少。

②校外評估。通過參加各類化工實驗競賽對化工原理實驗學習成果進行評估。在全體師生的共同努力下,淮師學子多次站上全國大學生化工實驗大賽、江蘇省化學化工實驗競賽、高?；瘜W化工聯(lián)盟大學生實驗競賽等化工競賽的領獎臺。這些成績表明,采用OBE模式進行化工原理實驗教學改革,學生的工程實踐能力以及綜合素質都得到不斷提升。同時,通過對畢業(yè)生質量跟蹤調查發(fā)現(xiàn),用人單位對我?；ゎ悓I(yè)畢業(yè)生的工程實踐能力滿意度較高。

2 結 語

化工原理實驗是一項十分重要的實踐性教學環(huán)節(jié),對于化工類工程應用型人才的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。我們探索采用OBE理念指導化工原理實驗教學改革,在制定課程目標時建立起課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系；在教學過程中強化學生的主體作用,充分調動學生的學習積極性及個體參與度；在評估學習成果時,采用校內評估和校外評估兩種方式進行。OBE理念在化工原理實驗課程教學過程中的實施取得了理想效果,這為化工原理實驗教學改革和人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新提供了新的參考。