基于OBE理念化工原理实验课程改革措施

马国扬 ， 张 伟 ， 李红玲 ， 王晓钰 ， 曾 艳 ， 徐绍红

(新乡学院 化学与材料工程学院 ， 河南 新乡 453003)

0 前言

新乡学院是一所地方性应用型本科院校，旨在培养促进地方经济发展的高素质应用型工程技术人才。新乡周边地区有许多化工、制药等相关企业，为了更好地服务地方经济发展，我校开设了化学工程与工艺、制药工程等专业。化工原理课程是化工与制药类专业核心课程，如何践行 OBE 理念并激励学生“在做中学，在学中做”，通过实验教学加深学生对理论知识的理解掌握，培养学生动手能力和工程实践能力，一直是大家研究的课题。目前传统的实验教学模式存在教学方式固化，学生独立思考的空间少，学生自主学习能力差等问题，不利于培养学生的工程意识和工程能力。因此，急需探索化工原理实验课程考核方式等问题，实现课程目标的达成。

1 化工原理实验教学现状

1.1 协作操作使部分学生主观能动性弱化

化工原理实验装置工程性较强，涉及的设备环节多，一个实验通常需要3～5人协作才能完成，学生如果没有提前预习或学习主动性不高，就会出现实验过程中参与度不够的现象，甚至个别学生会机械地按照教师的演示来完成实验，无法有效锻炼学生独立思考、自主操作的能力。实验数据处理是理论应用于实践的过程，也是学生对理论知识消化和加深理解的过程。但由于不是每人每套实验装置，往往会出现每组只有少数学生对实验数据进行处理，而其他学生照抄的不良现象。

1.2 考核方式单一，过程性评价环节少

化工原理实验成绩的考核主要以实验报告成绩为主，过程性评价环节所占比例较少，这就造成部分学生对实验操作过程重视不够，导致在实验操作中，往往只是走个流程。由于实验成绩评定方式相对单一，大多数教师根据实验报告是否按照要求进行撰写，结果是否合理，报告是否完整来评判学生成绩，使考核结果无法客观公正地评价学生的实验过程，不能充分激发学生对实验课程的兴趣，也不利于培养学生严谨务实的学习态度，达不到化工原理实验课程的教学目的和要求。因此在化工原理实验教学过程中，亟待构建新型多环节考核模式并加以实践，以达到增强学生实践操作能力、工程分析能力和团队协作能力的教学效果。

1.3 考核过程不能体现工程教育认证理念

工程教育认证背景下的课程考核是从课程的视角对学生的学习效果进行评价。但由于目前考核环节单一，考核过程没有紧紧围绕课程目标设计，存在过程考核与课程目标不匹配、结合不紧密等情况。因此单一的考核方式是导致评价体系不完善的主要原因。

2 化工原理实验课程考核改革思路和措施

2.1 基于OBE理念修订实验教学大纲

根据工程教育专业认证遵循的“以学生为中心、 成果导向、持续改进”的核心理念，不断进行实验教学改革，基于OBE理念修订实验课程教学大纲，针对支撑的毕业要求设计课程目标，使课程目标能够体现毕业要求，理清课程目标与毕业要求指标点的对应关系，以及课程目标与教学内容、教学方法及考核方式的关系，从而实现课程目标的达成。

2.2 增加设计型实验内容

传统的实验内容主要为演示性实验、验证性实验和综合性实验。演示性实验过程中，学生通过一些直观现象了解原理、概念，如雷诺实验、旋风分离实验等。验证性实验主要是对一些结论进行验证，如传热实验、离心泵性能测试等试验；综合性实验主要考查学生综合应用理论知识的能力。以上传统教学流程中均以老师为中心，学生往往按照教师的思路完成了实验任务，是被动的执行者，违背了以学生为中心的教育理念，该现状不利于学生工程实践能力和创新思维的培养。在新工科教育教学背景下，重视培养学生的创新能力、发现问题和分析解决问题的能力，教师可以通过设置问题或情境让学生自行进行实验设计。例如，让学生查找文献资料，根据现有实验装置条件，自行设计测定空气对流传热系数的实验方案，提高自主学习能力和团队协作精神。建议在原有课程基础上，增设2～3个设计性实验。

2.3 增加过程性评价环节并提高成绩占比

以往实验课程成绩由考勤等过程性评价和实验报告成绩两部分组成，二者所占比例分别是30%和70%。在考核过程中，学生只要认真撰写实验报告，即使不参与实验操作，也能取得较好成绩。为了提高实验教学质量，加大课程考核的过程性评价环节及比例，将过程性评价占比提高至60%，实验报告占比40%。那么，过程性评价环节如何设计，如何避免出现放水情况，针对以上问题，化工原理实验课程教学团队经过多次研讨、完善，将过程性评价环节定为考勤+课前课中预习+提问+实验操作技术，共4个考核环节[1]。

2.4 细化过程性评价环节和方法

①考勤10%。按时参加实验教学是学生学习的基础，针对化工原理实验课程的特殊情况，采取一票否决制，不论任何理由缺席实验课者，该实验的总评成绩为零分。

②预习测试20%。好的预习报告是一节化工原始实验教学的基础，要求学生课前预习，并用自己的语言撰写预习报告。在实验开始前，要求学生回答实验步骤、操作过程、需记录的实验数据等问题，同时完成在线测试，使学生在动手做实验前，自主掌握相关知识点和操作注意事项，做到心中有数。

③课前课中提问10%。课前随机提问是对学生预习效果的检验。化工原理实验一般实验时间较长，通常占用晚上或周末进行，所以可以要求学生提前到实验室熟悉实验仪器并进行课前提问。教师通过提问切入实验，考察学生预习情况和对实验的掌握程度。将实验流程及注意事项转化为问题,贯穿于整个教学过程中。以问题为导向增设课前课中提问环节，切实以学生为主导进行课程设计，引导学生通过团队合作进行实验操作、讨论解决各种问题,能有效提高学生实验的参与度和分析解决问题的能力。

④实验操作技术20%。传统的实验考核通常仅重视实验结果，即主要根据实验报告对学生考核，没有客观、公正地评价学生在实验过程中的综合表现。经细化后的过程性考核环节可以有效考查学生对实验的整体掌握程度、实验操作过程的规范程度、动手能力等。当然，在过程性考核方式实施过程中，需要任课教师在实验过程中勤走动、细观察，随时把握学生的状况。

⑤实验数据及实验报告40%。实验数据是撰写实验报告的基础，实验报告主要考核实验数据处理过程、学生对实验原理、数据处理、实验注意事项等的掌握情况。一个高质量的实验报告，需要团队成员很好的分工合作。由于每个学生的实验数据处理示例各不相同，因此对实验结果的分析需将同组学生处理的实验结果进行汇总。

2.5 有效利用网络教学资源

在实验教学中有效利用在线资源，发挥在线开放课程效能，不断推动“以学生为中心”的教学模式是实验教学改革的趋势。学校提供有超星学习通线上教学平台，化工原理实验课课程组将教学资源按需分类上传到了学习通平台中，目前有实验讲义、实验课件、教学视频、预习测试等教学资源，每个实验均设计了测试题。学生通过学号注册并登陆系统，教学过程中的考勤、测试、预习等教学环节均可以在学习通中完成。教师在实验前设置测试环节，督促学生实验前预习，对预习测试不及格的学生，可以推迟实验。目前有些公司也开发了一些实验视频，邀请知名院校教师对实验原理、实验过程、实验设备进行讲解，如莱帕克公司录制的筛板精馏实验、吸收和解吸等实验，教师现场讲解，学生可以通过视频回放了解实验过程，特别是能够随时了解设备结构、工艺流程，直观性强，而且可以随时随地结合实验装置进行预习，提高自主学习效率。

2.6 提高实验报告的撰写标准

实验报告的评分重点应放在数据处理、实验结果分析和思考题解答等环节上。学生通常是原封不动地抄写讲义上的实验原理、实验步骤，按照实验讲义上提供的例子比葫芦画瓢进行实验数据处理，部分学生对数据处理方法不理解。所以要在数据处理环节上提高要求，要求每人以一组数据为例写出详细的处理过程，使用坐标纸绘图或计算机软件画图，并对实验结果作出合理分析。在分析实验结果的过程中，不仅要求学生分析实验结果，还要结合实验过程中自己遇到的异常现象和问题展开思考和讨论。

3 改革成效

目前，我校化工原理实验课程总评成绩中过程性评价权重为60%，实验报告为40%。根据工程教育认证理念对我校化工原理实验教学大纲进行了修订后，考核内容、考核方式等方面的教学改革。以化工原理实验课程为例，对3个年级共300名学生进行了问卷调查，主要了解学生对加大过程性评价环节设置的合理性，提升学生自主学习，实践能力等方面的评价情况。问卷调查结果表明，过程性评价对学生的自主学习和实践能力的提高有所帮助；85%的学生认为提升过程性评价环节和比例不仅有助于训练学生之间协作能力，同时也调动了学生的主观能动性。

围绕工程教育认证理念，科学设计过程性评价环节，调动学生学习主动性，培养学生自主学习能力及实验动手能力，实现课程目标达成，但在实施过程中，需要教师投入大量的精力做好准备工作，同时也需要学校层面出台相关配套制度，才能取得较好的效果。