新工科背景下地方院校化工专业实验教学体系构建与实践

王 莉 曹云丽 冯云晓 田 刚 韩永军

(平顶山学院 化学与环境工程学院，河南 平顶山 467000)

我国正在实施创新驱动发展、“中国制造2025”、“一带一路”等重大战略[1]，新工科背景下地方院校要根据上述战略需求，培养具有较强行业背景知识和工程实践能力，能够胜任行业技术与社会发展需求的应用型工程技术人才[2]，因此助力产业转型升级，服务区域创新发展，是新工科背景下应用型本科院校的使命。

实验教学是应用型本科院校化工专业人才培养的重要环节，是学生获得实践能力的基本途径。但是目前的实验教学环节存在以下问题：一是长期以来，地方本科院校办学定位不清，受学科思维的影响严重，教学过程重理论轻实践，实验课程往往隶属于理论课程，各门课程实验相对割裂、不成体系；二是实验项目陈旧，多为验证已有的理论成果，或者致力于探索验证课程相关的学科规律，验证性实验内容占比较大，综合性、设计性、创新性实验开展不力，不利于工程实践能力、服务产业发展能力的培养。三是实验课程过度注重教师的教，忽视学生的学，主要表现为教师不能放手让学生自主探索实验或合作实验，学生实验课上“照单抓药”，按照教师的思路和设计被动实验，长此以往，学生的主动性逐渐丧失，其实践能力、思维能力、分析和解决问题的能力未能得到有效的提高。

平顶山是河南省尼龙化工生产重地，平顶山学院化学工程与工艺专业是河南省一流专业建设点，肩负为地方行业发展输送工程人才的重任。为了提升学生工程实践能力，我们对实验教学体系进行了研究，认为化学工程与工艺专业实验教学体系应该打破现有的课程实验壁垒，以应用型人才实践能力培养为导向，构建模块化的实验教学体系，开发综合性、创新性的实验项目，实行以学生为中心的实验教学模式，落实能力导向的考评体系，建设科学适宜的实验教学组织管理机制，是培养应用型人才必须解决的问题。

1 实验教学体系建设思路

扭住顶层设计，贯彻“学以致用”的教育理念，不断凝练突出“两个融合”(产教融合、专创融合)，建设“三级平台”(实验平台、实习实训平台、创新创业平台)，实施“四化建设”(工程化平台、项目化载体、团队化指导、协作式学习)的实验与工程训练教学理念，构建“234两融三级四化”实践教学体系，提升学生工程应用能力和创新创业能力。

瞄准毕业要求，依据化工专业毕业要求设计实验教学体系，保证实践教学能有效支撑毕业要求。实验教学体系彰显“产教融合、专创融合”的特色，跟踪尼龙化工行业技术发展需求，加强工程创新训练项目建设，形成以工程创新项目训练为引导，综合性、设计性、创新性实验与工程训练项目互融共通的实践教学体系。梳理专业实践课程内容，根据基本原理探究、基本技能训练、设计创新训练、特色工程项目训练为一体的实验教学内容，建设验证性、综合性、设计性、创新性、工程项目相互融通，由简单到复杂、由单一到综合、目的明确、能力螺旋进阶的实践课程体系；改进教学方法，充分利用信息化教学手段，建设实验课件梳理内容、动画揭示仪器工作原理、仿真实践训练操作技能的信息化实践教学体系，实施“翻转课堂”教学模式改革；改革教学评价方式，实施课前信息化平台诊断、课中小组讨论式、合作探究式实践形成式评价、期末设计性实验终结式评价相结合的评价方式，注重学生动手能力、团队协作能力和创新能力的培养。

2 实验教学体系构建

2.1 重构模块化的“实验项目超市”

化学工程与工艺专业现有无机及分析实验、有机实验、物理化学实验、化工原理实验、化学反应工程实验、分离工程实验、化工热力学实验、煤化工工艺学实验和精细化工工艺学实验，共60个实验项目。在2018版人才培养方案制定过程中，为了加强学生的实践动手能力，一是将实验课程与理论课程分离，改为独立实验；二是实验课程按大类分为化学基础实验和化工专业实验，为重构模块化“实验项目超市”奠定了基础。

通过对传统实验项目进行删、减、增、融，以遵循学生能力发展为导向，构建模块化的“实验项目超市”。超市按照技能阶层分为必备技能区、设计创新实验区、工程项目训练区，重构后的实验项目数为120个左右，为学生提供个性化的实践训练项目，调动学生的实践热情。除去基本技能训练实验项目，其他实验项目设置备选实验项，包括排障型、设计性、综合性、应用性、创新性实验项目。

2.2 制定“五维一体”的教学质量标准

实践教学环节开课形式多样，教学质量监控难度较大，需要一个相对完善的监控机制和一系列有效措施才能保证其顺利执行。制定了“教学准备、教学条件、教学内容、教学过程、教学效果”五维一体的教学质量标准。教学准备指评价学生预习、教师预做、实验仪器准备情况；教学条件指实验环境、实验教材是否满足实验教学要求；实验教学内容是否符合实验教学大纲、实验项目是否紧跟技术发展，是否有利于激发学生创新思维；教学过程主要是考查教师的教学态度、教学方法与教学手段，考核学生运用知识、使用仪器设备、项目设计实施、分析解决问题以及创新实践能力；教学效果考核学生是否达成教学目标。

2.3 施行“翻转课堂”的实验教学模式

实行“翻转课堂”实验教学模式，课前学生自主预习，实验课程网络平台提供丰富的课件、动画、虚拟仿真实训、在线测试资源，学生通过生生互动、师生互动等形式，自主学习实验内容，初步达成预设目标。预约过程，实验项目作为“实验超市”的“商品”，学生在分组充分预习之后，网上预约实验时段。

课中陪伴式教学，采用“生问师答、明确目标、装置陷阱、分组合作、师问生答、探究结论”。由学生针对预习过程中出现的提问，教师进行提示，通过讨论探究答案；教师在实验开始前人为设置实验装置缺陷，由学生分组合作探索，期间教师可对学生进行提问，引导学生解决问题，学生分组探究实验结论。课后学生独立完成实验数据分析讨论，形成实验报告。

2.4 重构“三元”实践教学评价体系

为了保证实践教学质量，对传统的教学考核评价内容和方法进行重构。构建“诊断式评价+形成性评价+终结性评价”三元结合的评价体系。课前通过信息化平台收集学生自主预习诊断式评价结果，教师依据评价结果环节引导学生针对式课堂讨论；课中以小组讨论后，由学生讲解仪器仪表作用、实验流程、实验重点控制点等，合作探究实践，教师记录过程成绩，课后自主对实验数据进行分析讨论，形成实验报告，作为形成性评价；期末终结式评价采用学生从考核实验项目库自选项目，设计实验方案，与指导教师讨论可行性，小组合作完成实验，撰写实验报告的形式。评价方式引导实践教学训练学生实验设计能力、分析解决复杂工程问题的能力、创新能力。

2.5 完善实践教学质量保障措施

注重教学管理科学性和有效性。一是建立实验教学基层组织。实验项目超市使得实验课程冲破了原有的教研室归属壁垒，在建立与专业教研室平行的，独立的实验教学基层组织，负责设计实验教学项目、开发实验教学仪器、组织实验教学，进行实验室统一管理。二是建设实验室开放管理制度。实验课程的改革将有效提高实验室利用率，要求对现有实验室管理制度做出调整，加大实验室开放力度，实施实验室预约制。三是实行暑期本科生学术研究项目制。大学生科技创新活动在暑期开展，学生在实验超市自主选择项目，设计实验路线，在实验室超市选择预约实验室，学院调配指导教师，通过实践，提升学生的创新创业能力。

3 结语

强化实践教学、深化创新创业教育是新工科应用性人才培养的突破口，充分发挥实践教学改革优势，应用已有实践教学改革成果，针对实践教学存在的问题与不足，构建课堂、师资、校企、平台、保障一体化的实践育人共同体，集聚校内外资源，面向全体学生，增强学生的工程实践能力和创新创业能力，促进学生全面发展，我们任重而道远。