工程认证背景下“化工原理实验”课程教学改革与实践

2023-01-19申艳敏刘文举赵培侠熊玉春白红娟张艳丽朱春山

化工时刊 2022年11期

申艳敏刘文举赵培侠熊玉春白红娟张艳丽朱春山

(河南工业大学化学化工学院，河南郑州 450001)

“化工原理实验”是我校化学工程与工艺、高分子材料与科学、制药工程和生物工程等工科专业的一门基础实践类课程，是化工原理教学环节密不可分的一部分，该课程旨在培养学生的工程实践能力、创新能力和团队合作意识。基于工程教育专业认证要求，工科类专业要不断进行课程改革和持续改进。为打造一流课程、建设一流专业、培养高质量毕业生，化工原理实验课程的教学应与时俱进。作者依照“以学生发展为中心，持续改进”的先进理念[1,2]，对化工原理实验课程教学模式进行全方位改革探讨。

1 “化工原理实验”教学中存在的问题

“化工原理实验”是化工原理课程重要的组成部分，不同专业根据理论课要求开展不同的实验项目。在以往的实验教学过程中存在以下几个方面的问题：(1)预习环节走形式，学习效果差。一份份的预习报告仅仅是从实验教材抄到了实验报告纸上，对要进行的实验的原理、内容及注意事项没有进行理解和消化；(2)实验内容和理论课知识不能够紧密联系，学习积极性和兴趣不高，甚至有部分学生存在浑水摸鱼的情况；(3)教学时间安排不够恰当，理论课与实践环节脱离时间偏长；(4)过程性考核不够合理，不能体现以学生为中心，教师参与过多，学生缺乏能动性。针对以上问题，在工程教育认证背景下，开展“以学生为中心”的教学模式改革，巩固理论知识，提高学生“化工原理实验”课程参与度，激发学生的自主学习意识和团队合作精神[3]。

2 认证背景下“化工原理实验”教学改革思路与措施

2.1 研讨教学大纲，制定课程目标

以专业教育认证为契机，秉承其 “以学生为中心，持续改进”的教学理念，“化工原理实验”教学团队根据国家和行业需求，从学校定位出发，在培养目标、毕业要求、学习成果等方面，不断优化教学设计，深入挖掘思政元素，经过调研和研讨制定了既能评价学生学习成果，又能支撑本课程的毕业要求和达到思政教育目的的课程目标。课程目标1：能够有效运用所学知识，掌握化工实验的一般研究方法、数据处理的一般方法以及应注意的问题；具有团队协作意识，并能够进行有效的沟通和协调，具有认真严谨的科学精神。课程目标2：能够根据工程对象设计实验方案，掌握工程实验数据的处理方法，客观地分析实验结果，得出实验结论；熟悉相关的数据处理软件，能够使用软件进行实验设计，不断增加知识和提升能力。课程目标与支撑指标点关系见表1。

表1 本课程目标与指标点的支撑关系

2.2 改善教学条件，改革教学手段

综合考虑一流专业建设和工程教育认证工作要求，针对我校“化工原理实验”教学，学院购置了新的实验教学设备，使得每一个实验的装置由原来的4套增加到8套，实验设备更加先进，操作更加灵活，学生参与度更高，调动了学生学习和参与的积极性，并培养了团结协作能力。同时，新增加了综合设计性实验，逐渐提高学生创新能力和工程实践意识。工程专业认证强调“以学生发展为中心”，课题组进行了“化工原理实验”的录课，在学习通建立了在线课程，提出了新的教学模式——“翻转课堂”。任课老师在学习通发布任务，学生提前通过讲义和视频进行学习，学习视频后通过预习题检测自己的预习效果，对不理解的内容反复观看视频，直到在线检测通过。到实验室后，结合现场实验设备，任课教师就实验原理、仪表、实验装置和实验操作中的注意事项向同学们提问。新的 “翻转课堂”教学模式，强调了以学生为中心的理念，提高了学生自主学习的积极性，保证了预习阶段的教学质量，同时使得理论课与实验课的衔接更加紧密[4]。

2.3 加强师资队伍建设，提高育人理念

我校开设“化工原理实验”课程的专业较多，经过多年的发展和建设，“化工原理实验”课程拥有一支老中青结合的优秀师资团队。目前讲授该课程的教师15人，硕士以上比例为100%，其中50岁以上人员比例为20%，中青年比例为80%，是一支干劲十足的师资队伍。在新教师培养过程中，新进教师不仅要跟听实验课程和理论课程，同时还需要将实验做一遍，将疑难问题分析透彻，课程组考核通过后才可以独自上课。课程组会定期组织研讨和开会交流，并积极参与教学改革项目的申报和建设。另外，为了全面推进课程思政建设，加强教师课程思政能力培养，通过提高思想政治素质，拓宽学科视野，课程组与思政老师保持互动沟通，强化协同意识，深入挖掘思政元素，实践课程思政等方式，深刻牢记“不忘初心，教书育人”的使命，提高教学责任感，尽心尽力培育新时代革命接班人。

2.4 引入思政元素，培养时代新人

根据习近平总书记《思政课是落实立德树人根本任务的关键课程》讲话和教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》等文件精神，“化工原理实验”课程教学过程中，从“课前—课中—课后”全方位融入思政内容。课前预习阶段，学生自行设计实验方案，培养创新能力。通过查阅文献了解该实验的单元操作领域我国老一辈化工专家的精神和职业操守，比如精馏分离学科的创始人余国琮先生，为我国化工制造业技术水平的提升和国民经济发展作出了重要贡献。课中实验操作中，要求学生仔细了解每一个仪表的状态、使用注意事项及正确的实验流程。化工实验具有一定的风险因素，学生需谨记“安全”两字，避免事故的发生，同时要考虑实验过程如何经济、节能、环保等，培养学生的科创精神。同时实验过程中进行分组实验，通过几个同学之间的协调有序配合，培养团队协作和有效沟通的能力。课后实验报告的撰写上，虽然每组同学实验数据相同，但数据需要单独使用软件处理，培养学生的诚信观念，要求能正确合理地分析实验结果并根据实验过程提出自己的见解。此外，以化工原理实验大赛为契机，引导学生积极参赛，培养学生的工程能力。“以学生发展为中心”的思政教育通过“课前—课中—课后”三个环节在“化工原理实验”课程教学过程中实施，达到全方位育人的目标[5]。

2.5 注重过程性教学，健全考核机制

考核方法是有效评价学生学习成果和检验课程目标是否有效达成的关键。以往“化工原理实验”考核方式中预习占20%，实验报告占80%，学生参与度低，积极性不高，忽略了学生的实践能力及创新能力。遵循“以学生发展为中心”的教学理念，全面反映学生的综合素质，需要注重过程性教学，提高过程性考核的占比，建立更加合理的考核机制。新的考核方式提出平时成绩占50%，实验报告占50%。平时成绩包括实验前的预习情况(线上视频学习和预习检测题，占20%)、实验中的操作和提问(操作规范性和解决问题的能力，占20%)、实验后在线检测情况(占10%)。实验报告包括原始实验数据的记录(5%)、处理结果(15%)、画图(15%)、计算示例(5%)、实验结果的分析与讨论(10%)。新的考评方式不仅可以激发学生自主学习的积极性，引导学生重视实验课程的学习，又可以依据考核结果有针对性地进行持续改进，促进一流课程的建设和培养高质量人才。

3 “化工原理实验”教学改革与实践成效

“化工原理实验”是化工类专业实践课程中一个非常重要的基础课程。在“化工原理实验”课程教学改革与实践中，通过制定课程目标、改革教学模式与方法、加强师资队伍建设、深入挖掘思政元素和优化考核评价体系等几个方面，坚持立德树人根本任务，“以学生为中心”，将化工原理实验知识与思政内容有机结合，丰富了课程教学内容，活跃了教学气氛，提高了学生学习热情，坚定了学生的“四个自信”，促进了知识、能力和育人课程教学目标的实现。