OPCE体系在化工与制药专业人才培养中的应用*

张丽雷，张艳鸽，张静晓

(1 洛阳师范学院化学化工学院，河南 洛阳 471934；2 许昌学院化工与材料学院，河南 许昌 461000)

近年来，创新能力的培养成为全球关注的热点教育问题，高等学校加强创新型人才的培养显得十分迫切[1]。针对以应用型人才培养为目标的化工与制药类专业，学生的创新能力和实践能力的培养是密不可分的。我国教育部门高度重视学生实践能力和创新能力的培养，教育部也将实践教学作为评价高等教育教学水平的重要指标。为此，各本科院校采取了积极有效的措施，进行实践教学改革，通过多渠道加大实验室建设投入，改革教学内容、课程体系和人才培养模式等措施，对提高学生创新实践能力起到了积极作用[2-4]。然而，目前在培养体系创新和学生创新能力培养方面也存在一些问题和不足。

OPCE(Open，Practical，and Creative Education)体系是指“开放、实践、创新”的教育理念，结合开放实践创新课程体系的构建，设立创新平台，建设双师型教师队伍，鼓励学生参与科研创新项目，全面培养学生创新与实践能力。我校化工与制药类专业根据社会需要和自身发展需要，以此为指导构建了实践创新课程体系和标准，针对传统实践教学体系存在的问题，加强教学改革，取得了一定的教学成果。

1 传统教育教学体系存在的问题

1.1 对实践教学和创新能力培养的认识不足

目前传统的教学模式普遍偏重于理论教学，实践教学环节脱离工程基础，其根本原因在于对实践教学和学生创新能力培养上的认识不足。主要体现在具有工程背景的师资队伍薄弱，缺乏完整独立科学的实践与创新能力培养体系和标准。

另外，实践教学是学生在教师的帮助下，将理论知识运用到实践中，从而提高分析和解决问题能力的过程。然而由于对实践教学认识不清，轻视实践能力的培养，一方面会导致安排实践教学各环节时考虑不到实践教学与理论教学的内部联系和相互关系，另一方面会导致教师在备课过程中不能有效地将实践教学和创新意识融入理论教学体系。最终导致培养的学生创新能力和解决问题能力的低下。

1.2 被动与集中式的实践教学形式

传统的教育教学过程主要采取被动式和集中式的实践教学模式，教学内容由教师设计，学生根据教师设计的内容，集中在一起进行相同的练习和学习过程。毫无疑问，被动式和集中式实践教学能使学生进行针对性学习并巩固理论知识，也可以部分解决实践教学资金成本高的问题。然而，被动式教学过程并不是“以学生为中心”的教学，在此过程中，与实践教学相关的内容是由教师设计的，教师才是真正的主体，学生并不是实践活动的主体。另外，由于是集中式教学，实践教学的主题数量有限，相互模仿和剽窃现象时有发生。因此，很难培养学生分析和解决实际问题的能力。

1.3 创新意识与解决实际工程问题能力的培养

创新教育的本质也在于引导学生利用所学的理论知识解决实际的工程问题，包括发现问题，分析问题和解决问题能力的培养，然而，此部分的培养在大多数教学过程中是缺失的。引导式和探究式的教学在创新意识和创新能力上的培养是有效的，但是由于培养周期长和投入大等因素限制了这种培养方式的有效开展。

2 OPCE教学体系的实践与成效

2.1 构建完整科学合理的实践教学体系与标准

在充分调研学科发展前沿，进行学科条件分析和学情分析的基础上，结合对OPCE体系的研究，提高了对学生实践能力和创新意识培养的认识，把传授知识、培养能力和提高素质统一起来，构建了完整、科学、合理的实践教学体系。将创新与实践教育分为理论教学、实验实训、实习环节、化工设计、创新创业和科研培训等几个部分，构建各环节之间的密切联系，相互协调发展。

首先，将实践与创新教育的理念融入理论课堂。理论课的学习是实践与创新的基础，实践与创新是理论课学习的目标。只有明确学习目标才能认识到学习的重要性，明确学习方向。如在化工原理等专业基础课的教学中，将工程问题的解决设为教学目标，遵循提出相关工程问题，进行理论学习，解决工程问题，再次提出新的工程问题，引导学生应用理论解决工程问题的教学过程。另外，将工程问题的解决融入考试考核环节，结合课程设计环节，让学生应用基础理论知识完成一个综合性的项目设计。在闭卷考试环节，应用性考核内容不低于总成绩的20%。最终使理论教学服务于实践创新能力的培养，理论与实践教学协调发展。

明确实验实训环节的培养目标，建立科学的考核标准。实验教学的目标是使学生掌握基本的实验技能、实验方法和科学知识，培养学生的科学思维和创造性思维。实训环节是培养学生进行具体操作和技术应用的能力。将实践环节的考核标准与毕业要求标准对应，根据不同的实验内容，建立包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、使用现代工具、个人和团队、沟通等能力的考核标准。在教学过程中，提前发布教学环节内容与考核标准，教师只对实验和实训内容进行简单的讲解，主要任务是引导学生进行问题分析，设计方案，通过个人和团队合作完成实验实训内容。在此过程中，教师根据学生在这几项能力的获取上进行打分考核。

实习环节的目的是让学生了解社会，联系实际，增强劳动观念和责任感。实习环节除了使学生了解现代生产设施、设备、生产过程和企业的科学管理，为企业的未来奠定坚实的基础，更重要的是培养学生的职业规范。企业按照要求对学生的工程知识能力、分析解决工程问题的能力、沟通能力、职业规范等进行全面评价，并对相关能力的培养提出改进建议。根据企业的反馈，建立持续改进机制。

化工设计主要包括课程设计、综合设计、毕业设计(论文)等。在此培养环节，通过与全国大学生化工设计竞赛结合，学生之间形成一个五人团队，完成一个综合性的设计项目，完成包括数据收集、工艺设计、物料和能量衡算、设备设计、车间和厂区部署设计、工程经济核算等全部内容。通过综合性的设计过程，学生可以巩固所学知识，灵活地将所学知识应用到实践中，提高分析和解决实际问题的能力。

创新创业教育主要通过开放实验、学科竞赛和创新创业竞赛等形式进行。构建以学科竞赛为牵引，基于如化工原理实验大赛，化工设计竞赛和创新实验大赛等学科竞赛为主导的培养模式，激发学生的学习动机，培养创新精神和团队精神[5]。另外，学生在参与竞赛的过程中，会自发地重温理论知识，并积极将理论知识应用到实践中，建立起保项目到理论知识学习的逆向学习过程。除此之外，鼓励学生申报各类创新创业项目，在教师的指导下，通过完成综合性的项目全面培养创新创业能力。近三年，学生获得包括国家级创新创业项目在内的二十余项项目支持。

创立开放性的实验室与科学研究课题组，鼓励学生参与科研项目。学生积极参与包括新能源、新材料、环境保护、创新化工过程的研究，发表包括中科院一区在内的SCI论文三十余篇。在有效的措施保障下，科研培训已成为提高人才素质、培养大学生创新意识和创新能力的一项新的有效措施。

2.2 探究式的实践教学

探究式学习是指引导学生根据自己的兴趣和任务提出问题。通过探究式的活动培养创造力，在此过程中，学生会与老师一起思考问题，进行反复试验，通过实验和讨论更新自己的知识[6-7]。在传统实践教学中，老师通过设计思考题，让学生在课后进行思考解答，然而这个过程实际上又成为了理论学习过程，不具备探究式学习的特点。

探究式的实践教学是让学生在实践的过程中引发好奇心，引导学生提出问题，通过设计实验方案，改变实验的条件，动手操作设备，分析实验现象，从而解决问题。如在传统的化工基础实验和化工专业实验中，老师讲解实验原理和实验过程，学生根据老师的讲解进行实验操作得出实验结论。然而，探究式实验的具体教学过程可分为教师提出问题，引导学生通过实验操作过程，分析实验结果得出实验结论，在此基础上，进一步引导学生提出自己的问题，讨论设计探究实验方案，对新的实验结果进行分析，从而解决提出的问题。探究式教学过程的优点是能够全面培养学生的创新能力和分析解决问题的能力。然而，它的缺点是极大地增加了教师的工作量。这就需要对教师进行全面的培训，并且优化设计教学内容，从而提高教学效率。

2.3 问题导向式理论教学

问题导向式教学是指是让学生参与扮演专业人员，教师提出一个问题，组织学生进行讨论并解决问题[8]，在教师的引导下学生参与解决问题的过程，从而使学生学习到新的知识和技能，并培养和提高相关能力。

在理论教学的过程中，推广应用问题导向式教学。以化工分离过程课程为例[8]，课程的理论学习难度大，但工程特点突出，实用性强。在理论学习之前，教师提出相关分离任务的工程问题，带领学生进行分析和理论知识的学习，在此基础上，通过相关分离工程解决提出的分离任务。再结合化工流程模拟软件，对分离过程进行模拟分析，学生通过改变分离条件，分析分离结果，从而加深对分离过程的理解，从而构建出“理论-模拟-应用”三位一体的教学模式。在传统的以理论至应用的正向学习的基础上，完成从解决工程问题到理论学习的逆向学习过程。以正逆交替的方式完成理论学习，扎实学生解决工程问题的能力培养。

通过以上改革与实践，学校在化工与制药类专业中形成了完整的实践与创新能力培养体系，取得了一定的教育教学成果。近年来，学生获得包括全国大学生化学实验创新设计竞赛，全国大学生化工原理大赛，全国大学生化工设计大赛等在内全国学科竞赛奖项10余项。教师获得河南省教学成果二等奖，河南省在线优秀课程，河南省教学技能竞赛一等奖等多项奖项。学生考研率年均达到35%以上，双一流院校录取率占考取人数的60%以上，就业率年均达到96%以上，并得到用人单位和硕士培养单位的一致好评。

3 结 语

培养具有实践和创新能力的大学生已成为高等教育的重要任务。然而传统的实践和创新教育体系由于自身的局限性已不能适应社会的需求。我校化工与制药类专业结合OPCE体系，构建了完备的实践培养体系和标准，将创新创业教育融入实践培养全过程中，取得了一定的教育教学成果。在进一步激发学生学习动机，以及如何高效执行相关标准方面值得进一步思考与探索。