深化精细有机合成原理及工艺课程教学改革适应工程教育认证要求

刘仕伟 刘悦 于海龙 于世涛

[摘要]精细有机合成原理及工艺是化学工程与技术、制药工程专业和轻化工程等专业的重要必选课。文章针对该学科教学中存在的不足及工程教育认证持续改进的要求，从师资工程背景、教学内容、教学方法进行全方位、多层次、多种教学手段并用的改革，突出当代工程师的工程观和实践能力的培养。

[关键词]精细有机合成原理及工艺;教学改革;工程教育

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437（2020）07-0057-03

一、引言

精细化工是现代化学工业中最具前景的新兴领域之一，产品涉及范围广且深入到人们生活及社会发展的方方面面，在医药、农药、表面活性剂等多个方面具有广泛的应用。精细有机合成原理及工艺，随青岛科技大学（以下简称“我校”）化学工程与技术（含精细方向）、制药工程专业和轻化工程等专业的招生而开设，目前已有近30年的历史，面向相关专业本、专科学生开设。多年来，经授课教师的共同努力和建设，不仅完善了教学大纲、教学内容和多媒体课件，同时，我们还配套完善了实验室基础实验设备、分析检测仪器，使学生能够将理论学习与课堂实践相结合。目前，我们的这些举措已经取得了较好的教学成果。学生通过该课程的学习，能掌握精细有机合成反应的原理，尤其是重要类型反应的机理和条件，能正确地预测各反应的重要产物，并能灵活运用所学反应设计精细化学品及其中间体的合成工艺路线，有效解决精细化学品生产工艺中存在的实际问题。同时，学生还能对一些常见的反应提出具有建设性的工艺改进方案，如催化剂的选择、工艺条件的优化和反应后续处理方法的改进等。我们在丰富学生知识体系的基础下，培养学生自主学习和终身学习的意识，加强实践教学，不断提高学生发现、解决问题的能力和创新能力，为培养学生成为社会所需的复合型化工人才奠定坚实的基础。

二、工程教育认证核心理念与精细有机合成原理及工艺课程教学现状比较

表1列出了工程教育认证核心理念对工程教育活动的要求与精细有机合成原理及工艺课程教学现状比较。由表1可见，目前在精细有机合成原理及工艺课程教学中仍然偏重知识传授，过于强调学科本位和书本知识，教师在授课过程中仅仅是进行大众化教育，并没有考虑学生自身水平的差异和对专业知识的接受能力，距离达到工程专业认证要求还有一段距离。此外，精细有机合成原理及工艺课程教学现状与工程教育认证的毕业要求及专业认证对教学方法的要求契合度不高。特别是2016年我国加入《华盛顿协议》后，作为强调工科高等教育质量合格与持续提高的工程教育认证工作已陆续展开，科学知识的爆炸性发展和快速更新，需要人们不断补充符合时代发展的知识。这不仅是对当代大学生提出的时代要求，更是对教师专业知识能力的考验。深化精细有机合成原理及工艺改革迫在眉睫，并且这种改革随工程教育认证过程的持续改进而进行。本文在对工程教育专业认证核心理念理解的基础上，明确所开设的精细有机合成原理及工艺课程与相关专业学生的毕业要求的关系，使教师明确教什么、怎么教;学生知道学什么、为什么学。强化实践、突出能力培养，使用对师资工程背景、教学内容、教学方法进行全方位、多层次和多种教学手段并用的改革方法，突出当代工程师的工程观和实践能力的培养，从而使精细有机合成原理及工艺课程教学活动始终符合按成果导向而持续改进的毕业要求，跟上国际工程教育步伐。

三、师资工程背景改革

（一）学习工程教育认证核心理念，转变教师的教学理念

专业认证要求我们从事高等工程教育的核心理念——成果导向教育，即能力导向、目标导向、需求导向。其实施原则为目标导向、以学生为中心、持续改进，要实现四个转变，即从灌输课堂向对话课堂转变、从封闭课堂向开放课堂转变、从知识课堂向能力课堂转变、从句号课堂向问号课堂转变。教师在加深对工程教育专業认证核心理念理解的基础上，调研已经通过认证的兄弟院校改革的过程，明确教学改革方向，使精细有机合成原理及工艺课程教学活动始终符合按成果导向而持续改进的毕业要求，始终突出当代工程师的工程观培养。

（二）强化授课教师的工程背景

当代工程反映了当代工程科学和工程技术与社会、经济文化、生态交叉融合，协调构建的新趋势。当代工程师不仅要像传统的工程师那样，掌握专业知识和技能，而且要符合工程价值观、系统观、生态观、社会观的要求。为了培养学生的当代工程观，使毕业生达到工程认证的要求，首先要强化授课教师的工程背景，授课教师的工程背景主要通过以下三个方面进行提高。

1.尽可能引进具有相关工程经历的教师（目前我院精细有机合成原理及工艺已有3位来自精细化工生产企业的具有高级职称的教师）。

2.逐渐让没有工程教育背景的青年教师到相关企业接受实践锻炼。

3.加强授课教师与相关企业的联系以提高教师自身的工程教育理念，让教师了解生产实际。

四、教学内容的改革

精细有机合成原理及工艺是一门理论与实际结合较强的课程，开设该课程的主要目的是加深学生对化工基础理论知识的理解，并与实际生产紧密结合，从而使学生成为适应社会需求的精细化工应用型人才嘲。为了强化实践、突出能力培养，改变目前精细有机合成原理及工艺教学过于强调书本知识的现状，我们对精细有机合成原理及工艺课程新教学大纲的制定及教学内容做出了如下几个方面的调整：1.通过实施并持续改进，以达到符合持续改进的工程教育认证要求;2.将当代工程师的“工程价值观、工程系统观、工程生态观、工程社会观”培养融于精细有机合成原理及工艺课程教学中。例如，在工业上应用非常广泛的羧酸的酯化反应，使用羧酸和醇合成酯类化合物是典型的酯化反应，这种方法也被称为直接酯化法。引导学生通过对所学知识的总结应用，得到打破反应平衡的两种方法，体现从知识课堂向能力课堂的转变。第一种方法就是提高反应物的浓度，也就是说对于廉价原料可以采取过量，以提高酯化反应的平衡转化率;第二种方法就是降低生成物的浓度，通过不断使反应生成的酯和水脱离反应体系，破坏反应平衡，使酯化进行完全，这种方法比前者更为有效。因为它不仅可以提高反应速率，更能节约生产成本。在教学内容的改革过程中引入新工艺，提升教学效果，开拓学生的思维方式，巩固学生的理论基础，强化学生的实践能力。教学内容改革如图1所示。