葉美玲，陳翠雪，張秋根，邵文堯

廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，福建 廈門 361005

1 工程教育認(rèn)證和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是國際上工程師資格互認(rèn)的基礎(chǔ)。近年來隨著高校國際化程度的不斷深入，工程教育認(rèn)證已成為高校與國際接軌的趨勢，其核心是確認(rèn)工科畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種以人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的評價體系[1-4]。

新形勢下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)已成為時代發(fā)展的重要方向，是高校發(fā)展的新領(lǐng)域。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是一種先進(jìn)的教育理念，體現(xiàn)了素質(zhì)教育的內(nèi)涵。高校學(xué)生正處于從學(xué)習(xí)到創(chuàng)業(yè)的拐點，在教學(xué)中融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力，為學(xué)生實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)做好鋪墊，加速創(chuàng)新性國家建設(shè)的進(jìn)程。

2 基于工程教育認(rèn)證的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合實驗教學(xué)改革

工程教育認(rèn)證背景下，為促進(jìn)新型人才培養(yǎng)的要求，化工專業(yè)實驗課程從教學(xué)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)評價、教學(xué)改進(jìn)等方面進(jìn)行改革，教學(xué)過程融入科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，教學(xué)改革思維導(dǎo)圖如圖1所示。通過一系列的教改措施提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、設(shè)計能力、綜合分析能力、策劃與組織能力[5]。促進(jìn)學(xué)生達(dá)成畢業(yè)要求，成為符合時代和社會需求的工科人才。

圖1 基于工程教育認(rèn)證的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合實驗教學(xué)改革思維導(dǎo)圖

2.1 以成果為導(dǎo)向，重構(gòu)教學(xué)目標(biāo)

按照工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，工程類學(xué)生的畢業(yè)要求需具備12項能力，主要通過課程教學(xué)來培養(yǎng)，這就要求各門課程對畢業(yè)要求的能力培養(yǎng)有所貢獻(xiàn)[6]。因此教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計尤為關(guān)鍵，其內(nèi)容需與畢業(yè)要求的能力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生映射關(guān)系。圍繞畢業(yè)要求，結(jié)合化工專業(yè)特色，重新構(gòu)建化工專業(yè)實驗課程教學(xué)目標(biāo)，如表1所示。

表1 化工專業(yè)實驗課程教學(xué)目標(biāo)

化工專業(yè)實驗教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系如表2所示，課程對畢業(yè)要求3、4、9的能力培養(yǎng)有所貢獻(xiàn)。教學(xué)目標(biāo)2和教學(xué)目標(biāo)3對畢業(yè)要求指標(biāo)點3-3進(jìn)行支撐，權(quán)重值分別為0.6和0.4。教學(xué)目標(biāo)1和教學(xué)目標(biāo)4分別對畢業(yè)要求指標(biāo)點4-2和9-2進(jìn)行支撐。

2.2 改進(jìn)教學(xué)體系，融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

為達(dá)到畢業(yè)要求和教學(xué)目標(biāo)，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法，將教學(xué)與科研、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合，形成較為完善的教學(xué)體系，以符合工程教育認(rèn)證的人才培養(yǎng)要求。

2.2.1 教學(xué)過程“雙融合”

在工程教育認(rèn)證中，本專業(yè)設(shè)定的培養(yǎng)目標(biāo)包括“學(xué)生畢業(yè)5年后成為能在化工及其他行業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新活動的中堅力量”，體現(xiàn)了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的愿景。如表2所示，化工專業(yè)實驗的教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)于畢業(yè)要求指標(biāo)點3-3、4-2、9-2，其涵蓋的能力培養(yǎng)也體現(xiàn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的特征?？蒲许椖渴桥囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要載體，也是工程教育的發(fā)力點。將實驗教學(xué)與科研融合，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合，實現(xiàn)教學(xué)過程的“雙融合”，是工程教育改革的新風(fēng)向，體現(xiàn)了實驗教學(xué)的前瞻性和綜合性。

以實驗室為依托建立創(chuàng)新實踐平臺，指導(dǎo)學(xué)生使用平臺的儀器設(shè)備等資源，助力創(chuàng)新科研項目。鼓勵學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃、化工育苗基金等活動。近年來在創(chuàng)新實踐平臺支撐了很多科研項目，如光固化3D打印催化劑、蔗渣炭基肥料的制備與應(yīng)用、烷基糖苷的生產(chǎn)工藝研究等。通過創(chuàng)新科研實踐，挖掘?qū)W生內(nèi)在潛能，啟發(fā)學(xué)生尋找創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的基點，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)業(yè)能力[7-10]。

課程組結(jié)合科研最新成果，將技術(shù)先進(jìn)、工程特色鮮明的科研項目引入教學(xué)，轉(zhuǎn)化為突出新方法、新技術(shù)和新設(shè)備的創(chuàng)新型實驗項目。根據(jù)現(xiàn)有的科研任務(wù)和成果，提煉出難度、深度適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)項目，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行驗證和拓展實驗，如滲透蒸發(fā)實驗、分子蒸餾實驗、抗氧化劑乙氧基喹啉的制備、碳分子篩變壓吸附提純氮氣、合成氣甲烷化制合成天然氣、石英彈簧法測離子液體對高壓CO2溶解度、電解回收含銅廢水等。如抗氧化劑乙氧基喹啉的制備，原屬科研項目，已取得階段性成果，將其編入實驗教學(xué)項目，一方面可以對科研成果進(jìn)行重復(fù)驗證實驗；另一方面還可以通過拓展實驗讓學(xué)生參與科研項目，推進(jìn)科研工作，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高主觀能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容模塊化

圍繞教學(xué)目標(biāo)，將化工專業(yè)實驗劃分為四個實驗課程模塊(見表3)，包括先進(jìn)分離實驗、典型反應(yīng)實驗、綜合設(shè)計實驗和研究開發(fā)實驗。實驗項目涵蓋了化學(xué)工程、分離工程、精細(xì)化工、石油化工等領(lǐng)域。先進(jìn)分離實驗?zāi)K可以使學(xué)生了解分離工程發(fā)展的前沿，接觸先進(jìn)的儀器設(shè)備。典型反應(yīng)實驗?zāi)K包括一些具有代表性的反應(yīng)實驗。綜合設(shè)計實驗要求學(xué)生自行查找資料制定實驗方案，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。研究開發(fā)實驗?zāi)K跟蹤化工發(fā)展的熱點，引入先進(jìn)的儀器和技術(shù)，鼓勵學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新實驗，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的研究開發(fā)能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。這四個模塊既可獨立成為一個整體，又相互聯(lián)系，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育緊密融合，切實提升學(xué)生的綜合能力。

表3 化工專業(yè)實驗課程模塊

2.2.3 教學(xué)模式菜單化

由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在復(fù)雜性和多樣性，對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)可分層次、分階段進(jìn)行。除了四個實驗課程模塊的必修實驗項目，課程組還推行“自主性、開放式”的教學(xué)模式，開設(shè)選修實驗和開放性實驗，為學(xué)生設(shè)計個性化的實驗菜單(見圖2)。通過選修和開放性實驗，一方面讓學(xué)生有機(jī)會接觸到更多的大型儀器設(shè)備，如高效液相色譜儀、原子吸收分光光度計、傅利葉紅外光譜儀、熒光分光光度計等，加深對理論知識的理解，提高實踐動手能力，提升專業(yè)素養(yǎng)，為以后的研究和工作奠定基礎(chǔ)；另一方面學(xué)生自主選擇實驗，可以激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，啟發(fā)深層思考，發(fā)揮個人潛力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[11]。

圖2 選修實驗與開放性實驗菜單

2.2.4 教學(xué)方法多元化

工程教育認(rèn)證要求教學(xué)以學(xué)生為中心，教學(xué)活動圍繞學(xué)生進(jìn)行。因此，在教學(xué)中要不斷豐富教學(xué)手段。通過圖表、動畫、視頻、思維導(dǎo)圖等現(xiàn)代信息手段，使教學(xué)活潑生動。同時還要創(chuàng)新教學(xué)手段，根據(jù)實驗項目的特點，采用演示型、研討型、驗證型等教學(xué)方法，提升學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。如電解回收含銅廢水的實驗采用了研討型教學(xué)方法，教師提前給學(xué)生布置任務(wù)，學(xué)生于課前查閱資料，了解廢水處理、金屬回收的方法，了解電解原理，了解原子吸收分光光度計的原理和測定。上課時教師通過視頻、可視化思維導(dǎo)圖授課，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生快速提取知識關(guān)鍵點，提高學(xué)習(xí)效率。同時還采用討論式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生深度思考，積極參與討論，制定可行的實驗方案。然后通過一系列的探索和實踐，完成電解回收含銅廢水的實驗，并啟發(fā)學(xué)生將實驗延伸拓展至電解回收其他金屬。研討型教學(xué)體現(xiàn)了工程教育認(rèn)證中以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高綜合能力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2.3 完善教學(xué)評價體系

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與實驗教學(xué)融合，要求課程的考核機(jī)制具備反哺性。工程教育認(rèn)證堅持以成果為導(dǎo)向，教學(xué)評價焦聚于學(xué)生的“能力指標(biāo)”。通過多維度多角度的評價，形成完善的評價體系。收集分析反映學(xué)生成果的材料，作為持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)，確保學(xué)生最終達(dá)成預(yù)期成果[12]。

(1) 完善成績評價標(biāo)準(zhǔn)。

化工專業(yè)實驗課程采用小班授課，每次實驗學(xué)生人數(shù)為4人。通過小班授課一方面教師可以觀察了解每位學(xué)生的實驗操作情況，進(jìn)行有效的指導(dǎo)以及客觀細(xì)致的評分；另一方面還可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力、團(tuán)隊合作能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

以往實驗課成績以實驗報告的成績來評定；導(dǎo)致學(xué)生不重視實踐操作，成績無法真正反映學(xué)生的能力，比如實驗動手能力、分析問題和解決問題的能力[13]。為了較全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，制定了細(xì)化評分標(biāo)準(zhǔn)。如表4所示，化工專業(yè)實驗課總成績包括平時成績和實驗報告成績，其中平時成績由實驗預(yù)習(xí)和實驗操作兩部分成績組成。授課教師根據(jù)學(xué)生各方面的具體表現(xiàn)，從多個角度考核評價；以確保成績評價的公正合理，較全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[14]。

表4 化工專業(yè)實驗成績評分觀測點

(2) 開展畢業(yè)要求達(dá)成度評價。

以往的教學(xué)評價核心是評教，主要針對教師授課的評價，很少關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。工程教育認(rèn)證堅持以成果為導(dǎo)向的教育理念，要求教學(xué)評價以學(xué)生為中心，以學(xué)生能力產(chǎn)出為出發(fā)點。評估對象聚焦于學(xué)生成果，面向全體學(xué)生，教學(xué)效果取決于教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。因此，針對畢業(yè)要求指標(biāo)點映射的能力培養(yǎng)，開展畢業(yè)要求達(dá)成度評價，評價能力達(dá)成情況。

化工專業(yè)實驗課程的達(dá)成度評價，主要以平時成績和實驗報告成績?yōu)榛A(chǔ)，評估學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成情況。以2016級化工班實驗成績?yōu)槔?，圖3是學(xué)生成績分布圖，從中看出學(xué)生的平時成績分布較均勻，實驗報告成績稍有波動。分析其原因，學(xué)生實驗是四人一組的團(tuán)體協(xié)作，所以平時成績分布較為均勻。實驗報告由個人獨立完成，存在個體差異，所以報告成績略有波動。圖4是學(xué)生總成績目標(biāo)達(dá)成度評價，從中看出學(xué)生個體總成績對教學(xué)目標(biāo)3的支撐波動較大，說明學(xué)生個體對教學(xué)目標(biāo)3映射的能力差異較大，需要加強(qiáng)這方面能力的培養(yǎng)。

圖3 學(xué)生成績分布圖

通過畢業(yè)要求達(dá)成度評價，了解學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成情況，作為教學(xué)改進(jìn)的參考，以促進(jìn)畢業(yè)要求的最終達(dá)成。

(3) 探索多層次多維度教學(xué)評價。

以前的教學(xué)評價內(nèi)容單一，主要對學(xué)生技術(shù)能力進(jìn)行評價。工程教育認(rèn)證要求課程評價聚焦于學(xué)生成果，既要體現(xiàn)學(xué)生的技術(shù)能力，也要對非技術(shù)性能力的表現(xiàn)及觀測要素進(jìn)行評價。從教師與學(xué)生、團(tuán)隊與個體、主觀與客觀、終結(jié)性與形成性等多個視角出發(fā)，采用多元和梯次的標(biāo)準(zhǔn)來評價。比如校內(nèi)開展學(xué)生、教師、專家及教學(xué)管理人員的教學(xué)評估及調(diào)查問卷；校外關(guān)注畢業(yè)生發(fā)展，開展形式多樣的跟蹤調(diào)查。

圖4 學(xué)生總成績目標(biāo)達(dá)成度評價

多元化評價強(qiáng)調(diào)達(dá)成學(xué)習(xí)成果的內(nèi)涵和個人的學(xué)習(xí)進(jìn)步，不強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的比較，使學(xué)生充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)不在于篩選優(yōu)劣，而在于各項能力的真正掌握；從而使學(xué)生以積極主動的心態(tài)投入學(xué)習(xí)，提升個人能力，達(dá)到畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)，促進(jìn)教學(xué)的良性循環(huán)[15]。

2.4 推行持續(xù)改進(jìn)

針對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行多維度的教學(xué)評估，定期、廣泛收集反映學(xué)生學(xué)習(xí)成果的信息，為改進(jìn)教學(xué)提供參考依據(jù)。同時，按照工程教育認(rèn)證要求推行持續(xù)改進(jìn)，監(jiān)控教學(xué)過程各環(huán)節(jié)，反饋教學(xué)效果，改進(jìn)不合理的地方，使教學(xué)體系能有效支撐畢業(yè)要求；從而形成“改進(jìn)-評價-反饋-再改進(jìn)”的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，促進(jìn)教學(xué)的良性循環(huán)(如圖5所示)。

圖5 教學(xué)持續(xù)改進(jìn)閉路循環(huán)系統(tǒng)

3 結(jié)語

工程教育認(rèn)證已成為高校與國際接軌的趨勢，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與教學(xué)融合可有效提升教育質(zhì)量。整合現(xiàn)有教學(xué)資源，梳理教學(xué)目標(biāo)。從教學(xué)模式、內(nèi)容、方法等方面改革課程體系，融合科研和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，提升教育質(zhì)量。同時，還要開展多維度教學(xué)評價，堅持持續(xù)改革，以促進(jìn)教學(xué)的良性循環(huán)。通過一系列的教學(xué)改革，提升學(xué)生的綜合能力，促進(jìn)畢業(yè)要求的達(dá)成，培養(yǎng)出符合社會需求的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。