工程教育专业认证背景下化工原理实验教学探索

姬登祥 张云 应惠娟 俞云良 艾宁 计建炳

摘要：工程教育专业认证是实施工程教育和工程师资格国际互认制度的前提和基础，有利于推动我国高等教育内涵式发展，提高人才培养的质量。作为化学工程与工艺专业主干课程的化工原理实验，根据专业认证实施的新标准和新要求，从教学大纲、教学条件、教学体系、教学内容和教学方式，以及考核机制和教师队伍等方面进行了教学探索，以培养学生的工程素养和创新能力，提高其就业的国际竞争力。

关键词：工程教育专业认证；化工原理实验；教学探索；能力培养

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）43-0265-03

一、化学工程与工艺专业工程教育专业认证

工程教育专业认证是国际上广泛采纳、用以保证和提高工程领域人才培养质量的一种重要手段和措施，是实施工程教育和工程师资格国际互认制度的前提和基础，有利于推动高等教育的内涵式发展，提高高等教育整体质量。国际上最为认可的国际工程教育互认协议《华盛顿协议》对工程教育标准和工程师职业能力制定了具体、权威的要求，为我国培养素质高、综合能力强的工程领域人才指明了方向，2013年我国成为该协议的签约成员国[1]，2016年成为正式成员[2]，国内很多高校和专业致力于通过工程教育认证提升办学水平和高素质工程技术人才的培养质量[3]。我校的化学工程与工艺专业是教育部“卓越工程教育培训计划”首批和综合改革试点专业，浙江省普通高校“十三五”优势与特色专业，于2011年通過了高等工程教育专业首次认证，在2017年申请并接受了第二次工程教育专业认证。工程教育专业认证为专业建设提出了新标准和新要求，据此作为专业主干课程的化工原理实验从教学大纲、教学条件、教学体系、教学内容和方式、教师队伍及考核机制等方面进行了思考和探索，旨在培养学生工程素养和创新能力，提高学生就业的国际竞争力等方面发挥积极的作用。

二、化工原理实验教学现状

化工原理实验是一门工程性和实践性极强的专业基础程，是我校化学工程与工艺、能源化工、应用化学、海洋技术、高分子材料、生物工程、环境工程、食品科学与工程等近化工类专业的必修课，是联系基础和专业，理论和实践的桥梁[4]。化工原理实验以化工单元操作设备、原理及过程为主要内容，以处理工程问题的实验研究方法为特色，旨在初步培养学生的工程能力、创新思维和创新能力。化工原理实验是我校成立较早的专业基础实验室之一，拥有较好的教学基础，同时也存在一些亟待解决的实际问题。对照工程教育专业认证的标准和要求，除了需要制定和执行符合认证标准的教学大纲外，教学实验装置台套数有限、教学环境等教学软硬件条件亟待改善，教学内容、教学体系和方式需要与时俱进，完善和建立合理科学的课程考核评价机制以及打造一支高水平的实验指导教师队伍。

三、化工原理实验教学探索

（一）编制符合要求的教学大纲

围绕工程教育专业认证“以学生为中心，以培养目标为导向，坚持持续改进”的核心理念，化工原理实验编制符合专业认证要求的教学大纲，明确课程性质和教学目标，并将总的教学目标细化为若干个子目标，旨在提高学生知识、能力和素质，明确课程目标对化学工程与工艺专业毕业要求分解细化指标点的支撑等。在新制定的教学大纲中，将化工原理实验总的教学目标分解成7个课程子目标，并给出了这些子目标对化学工程与工艺专业毕业要求指标点4—2、指标点4—3和指标点9—2的对应支撑关系。

（二）改善教学软硬件

工程教育专业认证重视教学环境和教学设备等软硬件教学条件建设，对每套装置可同时容纳的学生数量有明确规定：化工专业实验每组学生数原则上不能超过4人，这就对实验装置的台套数提出了要求。实验室要符合国家规范，设施完好，照明、通风和安全防护和环保设施良好，水、电、气管道、网络走线布局安全、合理。实验室对内部进行水电改造，划定了实验安全区域，完善了实验室安全标识、仪器设备操作规程及消防和防护设施，增加实验装置数量，开发和增置配套的仿真教学软件，更新部分实验设备，根据现代工程实验的技术要求，在设备上采用计算机在线数据采集与控制系统，并引入先进的数据处理技术和测试手段，提升设备的功能性，增加学生学习先进仪器和控制方法的机会[1]。

（三）完善多层次教学体系

为提高学生学习的主动性，培养学生解决问题能力、工程能力和创新能力，实验室按照学生的基础能力水平设定项目，分层次开展实验教学，构建和完善从“验证性”到“基础性”到“综合性”再到“设计、提高和研究性”的多层次、素质和能力要求不断提升的教学体系[5]。每个层次中都开设多个不同要求的实验项目，学生可以根据自己的专业水平及所修专业需求选择实验项目，实验教师的角色从主导变为辅助，实验项目选题，审核学生的实验方案，准备必要的仪器设备，给学生创造一种敢于探索和创新的空间，鼓励学生尽可能解决遇到的各种问题，关键时刻给予点拨引导学生完成实验。多层次教学可较为充分的调动学生的学习兴趣和勇于探索的积极性，融合现代教育技术和手段，因材施教，提高学生的基本实验技能，初步培养学生的工程意识和创新能力，为将来的生产和科研工作奠定了较为扎实的基础[6]。

（四）更新教学内容

工程教育专业认证要求实验内容要与工程实践、工业发展相结合，与时俱进[2]。化工原理实验的教学根据“厚基础、宽口径、强实践、求创新”的要求，围绕培养富有社会责任感、创新精神、实践能力和国际视野的骨干人才和领军人才的建设目标进行整体设计。实验教学注重经典与新兴化工单元操作的有机融合，保留经典的基础性教学项目，如离心泵、流体阻力、过滤、传热、吸收、精馏、干燥等，提高学生基本的实验技能，增大综合、提高、设计和研究性项目比重，将设备设计与安装、变压吸附、膜分离、分子蒸馏和大分子层析等实验项目列入教学计划中，培养学生工程和创新能力；同时改造实验装置，在学时许可范围内增加对操作变量的影响，将基础性实验提升为综合性、研究性实验，提高实验装置的利用率。

（五）融合教学方法

教学方法影响着教学内容的呈现性和学生对课堂教学的接受程度。化工原理实验的重点是单元操作过程和设备，就需要将多媒体与板书有机结合，达到事半功倍的效果[7]，采用示范式、互动式、项目式[4]、探究式[8]、基于问题学习（PBL）和翻转课堂[9]等多元化教学方法，将工程观念和工程意识的培养渗透于实验预习、实验指导、操作和总结报告等各个环节。通过增置与实操实验装置相配套仿真教学软件，实现实验内容的预习、复习巩固、操作异常现象诊断及排除等内容的学习，弥补实操过程受学时限制，且不可能遇到全部可能存在的操作异常或故障的缺憾，实现虚实结合，既保证了实验的安全，又丰富了实验教学内容，有利于帮助学生树立实际生产的工程性和复杂性观念。

（六）改革考核方式

实验课程成绩是对学生实验学习结果的反映和体现，是学生较为重视的考核部分，也是教师对学生学习态度和效果的综合评价。合理、公正、规范和科学的评定实验成绩严重影响学生实验的积极性和主动性，以及正常教学秩序的运转和教学质量的提高[4]。根据化工原实验的特点和流程，加强教学过程监控和效果管理，建立符合认证过程管理要求且综合出勤、预习、实验表现（含操作）、实验报告、综合测评（含操作）等多因素在内的考评办法，将考查贯穿整个教学过程，并确定各部分适宜的权重，加权后形成学生的综合评价，这样既可以调动学生实验的积极主动性，又可根据学生的学习效果作为反馈，有针对性进行改进，完善教学过程，形成持续改进机制，提高实验教学质量。

（七）加强教师队伍建设

高水平的教师队伍是工程教育成功实施的关键因素，需要建设一支具有高度职业责任感、专业知识扎实、工程实践经历丰富以及工程教育教学能力强的教师队伍[10]。建立教师本土培养和外部引进结合机制，建立激励机制，鼓励实验教师参与工程培训、参加校企合作进行实践锻炼，提高教师的工程实践经验，邀请企业里工程经验丰富的员工作兼职指导教师，与专职实验教师有机结合，打造一支符合工程教育要求、工程经验和教学经验丰富的双师型教师队伍。

四、结语

化工原理实验是一门重要的专业基础课，工程性和实践性较强。工程教育专业认证为化学工程与工艺专业建设提出了更高和更严格的标准和要求，在此背景下，化工原理实验采取了编制符合要求的教学大纲、改善教学软硬件、完善多层次教学体系、更新教学内容、融合教学方法、改革考核方式和加强教师队伍建设等一系列改进措施，进行教学探索，以提高实验教学质量和效果，培养学生形成初步的工程能力、创新思维和创新能力，达到工程教育专业认证的要求，为将学生培养为具有国际竞争力的工程师人才奠定良好的基础。

参考文献：

[1]张芳，黄芳，张慧东，陳启凡，王秋兰，洪哲，刘飞.与工程教育专业认证接轨的应用型人才培养模式的研究与实践——以辽东学院化学工程与工艺专业为例[J].山东化工，2015，44（17）：131-132+136.

[2]张昆鹏，王收军，郝淑英，冯晶晶.面向工程教育专业认证的材料力学课程教学改革[J].教育教学论坛，2016，（36）：95-96.

[3]黄琳，田志高，胡若飞.改进教学方法提高化工原理实验教学效果[J].广州化工，2015，43（21）：212-214.

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[5]应惠娟，姬登祥，杨阿三，艾宁.立足工程实践教学 突出创新能力培养[J].实验室研究与探索，2016，35（12）：143-146+203.

[6]龙能兵，舒杰，李天华，董友仁.分层次、自选式“化工原理实验”教学模式研究[J].宁波大学学报（教育科学版），2017，39（02）：114-117.

[7]姬登祥，应惠娟，张云，等.留学生化工原理实验全英文教学实践[M].化学化工实验教学改革与创新，杭州：浙江大学出版社，2016.

[8]刘焕荣.多元化教学模式在化工原理实验中的应用[J].广州化工，2015，44（24）：169-171.

[9]钱洁.将“翻转课堂”引入化工原理实验教学[J].课程教学研究，2014，（17）：150-151.

[10]刘勤安，邢辉，吴桐辉.工程教育专业认证背景下的师资队伍建设[J].航海教育研究，2017，（1）：29-34.

Abstract：The engineering education accreditation is the precondition and basis to carry out engineering education and international recognition system of engineer qualification， it can promote the intension development of higher education in our country， and improve the talents quality. According to the new standard and high requirement， Experiment of Chemical Engineering Principle，which is a major course of Chemical Engineering and Technology， performs some teaching explorations from these inspects such as teaching program， condition， system，content，method， assessment mechanism and teacher staff.The engineering literacy and innovation？ Abilities of students can be cultivated preliminarily， and their international competitiveness of employment also can be enhanced.

Key words：engineering education accreditation；Experiment of Chemical Engineering Principle；teaching exploration； ability cultivation