大众化阶段化工原理课程体系及教学方式改革的思考

曹 阳,刘 荣

(贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550025)

在全面提高教育质量已上升为国家战略、政府意志和社会共识这一大背景下，课程的地位、课程的价值、课程的作用日益凸显，受到高校前所未有的重视[1]。随着教育体制改革的不断深化，国家对工程师培养的“工程性与创新性缺位”问题一直没能很好解决提出了许多政策。国内学者对卓越工程师质量规格开展了一些研究，通过对美、欧、日工程教育专业认证标准的分析，形成《工程创新人才基本要求大纲》[2]，在新形式下，各专业也进行培养方案和培养计划的调整，其中最明显之处在于课程门类减少了，课堂学时数大量地压缩了。尤其要顺应在教育体制改革的总目标下充分发挥传授知识、创造知识和运用知识的功能，满足工程教育认证要求学生应具有复杂工程问题的解决能力。

因此，本校化工原理教学团队在对化学工程与工艺、环境工程、生物工程、酿酒工程、过程装备与自动化等相关专业课程教学的特点进行了深入研究分析，尤其在工程教育认证则要求学生应具有复杂工程问题的解决能力的背景下，对该课程进行了一系列调整，以期完成在人才培养中承担着教授学生工程科学技术知识、培养学生工程技术能力的双重教育任务，加强实践性、设计性和综合性，旨在提高学生的创新能力、应用能力，以及分析和解决复杂工程问题的能力[3]。

1 化工原理课程体系及教学方法改革与实践的内容

1.1 以应用为导向，建立进阶式化工原理课程新体系

改革传统的课程体系和教学模式，以应用为导向，建立图1所示“认识实习+理论教学+实验实训+综合课程设计”的进阶式新课程体系。

在化工原理理论课程开课前的认识实习中强化化工单元操作过程的认知实践，使学生初步认知化工单元操作，化工设备、以及完整的化工生产过程，建立结合工程实际的化工单元操作基本概念。

图1 以应用为导向的进阶式化工原理课程体系示意图

在理论教学阶段，改革传统课内实验模式，单独开展实验课，在原有实验基础上，增加开放型、综合性实验项目，教学从“以教为中心”向“以学为中心转变”。同时，强化工程训练，开展复杂化工单元操作的计算机仿真实验、远程控制实验，让学生将工程认知现象进一步与基础理论学习结合起来，达到学以致用的教学目的。

在课程设计阶段，将传统教学中同一学期分别独立开设的化工原理课程设计和过程机械设备基础课程设计整合，构建体现完整工程设计的综合课程设计，形成面向专业的课程设计教学新模式。新的课程设计体系，变原来分别独立的分块课程设计为完整的单元过程设计，有利于学生将化工原理单元操作理论与专业基础课程紧密结合，形成“学有所为”的心理暗示，并初步建立化工生产过程综合设计的思想，为后期专业课程学习奠定坚实的理论基础和认知基础。

由此，建立了一种基于由现象至本质认知过程的化工原理课程教学新体系，形成“工程概念建立->基础理论学习->实验实训->化工工艺与设备设计”的以学为中心的阶梯式学习进程，有效提升了化工原理课程的教学效果。

1.2 运用多元化教学方法，优化传统教学手段

如图2所示，将传统板书与多媒体课件有机结合，利用传统黑板教学强化理论基础、公式推导；应用多媒体课件，以图形、动画揭示教学难点，实现课堂中阶梯式教学，强化教学效果；借助网络教学平台，利用网络课件、课程论坛、网络作业等与学生进行交流，为学生提供自主学习的时间和空间；采用课堂讨论、翻转课堂教学形式，激发学生的自主学习和主动学习能力。

图2 多元化教学方法示意图

1.3 创新考核方法，构建以学为中心的课程评价体系

创新考核模式，提出并实践“一页纸开卷”考试模式。学生考前根据课程学习要求和学习体会，自行总结整理课程要点，以“一页纸”的形式带入考场，以调动学生的学习积极性，培养学生自学和归纳总结、灵活运用理论知识的能力。化工原理课程采用统一考试、统一评卷，检验学习效果。

1.4 开展多元化实践教学，提升学生自我实践能力

通过开设大学生学科竞赛指导课程、慕课、专题讲座等多种形式，以公开课或工作室形式系统地指导学生参与科研训练、学科竞赛、工程实践、专利申请。有效补充了原有单一实验、及课程设计实践教学方式的不足，形成了较为完善的以学为中心的多元化实践教学模式，极大提升了学生的自我学习和自我实践能力。

1.5 优化师资结构、加强师资培训，确保课程教学质量

逐步形成了以课程负责人和骨干教师为主要教学力量、青年教师为基础的年龄、职称、学历结构合理的教学梯队。通过传帮带、进修、积极参与工程实践等多种方式，课题组师资水平得到极大提高。

2 改革过程中的总结

(1)建立了符合认知理论的进阶式化工原理课程新体系。通过一系列的教学改革，以应用为导向，建立了基于认知过程的“认识实习+理论教学+实验实训+综合课程设计”的课程新体系，形成了以学为中心的化工原理课程阶梯式学习过程。

(2)提出了一种面向专业的课程设计教学新模式。将针对单元操作基础理论应用的化工原理课程设计、及针对化工实际生产过程的过程机械设备基础课程设计两门课程整合，变独立的分块课程设计为完整的综合性单元过程设计，从而形成一种新型的面向专业的课程设计教学新模式，将化工原理理论教学与后续专业课程紧密结合在一起。

(3)形成了完善的多元化教学方法。在教学手段上，将传统板书、多媒体课件、网络教学平台有机结合，形成多元化的教学模式，提升教学水平；在教学理念上，以学为中心，采用翻转课堂、工程实例探讨、专利申请等多种形式，激发学生学习积极性。

(4)提出并实践了一种“一页纸”考试模式。以学为中心，为培养学生自主学习、归纳总结、以及灵活运用理论知识的能力，本课题组提出并实践“一页纸开卷”考试模式，使考试方式更加科学合理，有效调动了学生的学习积极性。

3 结语

从近三年学生对化工原理课程教学的评价和反馈情况看，效果的提升是明显的，尤其表现在学生积极参加科研训练主动性、学科竞赛能力都得到了很大提升。学生参加省级及以上学科竞赛项目也取得优异的成绩，特别需要提出的是，团队教师成立了贵州大学首个大学生专利工作室，向学院低年级学生讲授专利申请相关政策、方法和技巧，现已申请实用新型专利67项，授权61项，提升了学生的创新实践能力。教师在通过学生及学校反馈问题和意见，对学生学习情况及效果进行客观评价，总结实验教学工作情况。通过项目实际运行和实验验证，增强学生对知识的理解和对实验教学的重视程度，有利于日后运用实践检验能力。内容、教学方法、教学手段、教材建设等方面的进一步改革、完善，不仅需要学校的高度支持，也需要学院在具体建设过程中给予积极支持和政策的扶持。高水平的教师队伍、先进的教学理念、创新的教学内容、丰富的教学实践及科学的管理体系是我们永远的努力方向。