基于OBE工程教育理念的精细化工专业实验教学改革*

吴建伟，徐 迈，胡云虎，梁 铣，周晶晶

(淮南师范学院化学与材料工程学院，安徽 淮南 232038)

精细化工专业实验是淮南师范学院化工专业本科教学中重要的实践教学环节，同时也是化学工程与工艺专业的核心课程，该课程培养学生的专业实验技能、实验观察能力、数据处理能力和分析问题、解决问题的能力。因此，在教学中如何充分利用精细化工专业实验课程的优势，引导学生树立正确的工程意识，培养学生解决复杂工程问题的实践能力，对于培养高素质应用型人才具有十分重要的意义。

OBE理念(Outcome Based Education)是以产出为导向的工程教育理念，也是工程教育专业认证的核心理念[1]。化工专业开展工程教育专业认证，是高校推进工程教育改革、提高工程教育质量的重要手段和途径[2]。淮南师范学院是一所地方应用型本科高校，化学工程与工艺专业是安徽省综合改革试点专业。基于OBE工程教育理念，强化化工专业实验课程学习的结果导向，提高学生的实验操作能力、创新能力和自主学习能力的培养，已成为化工专业实验课程教学改革的关键[3]。由于受到传统实验教学理念的影响和专业实验室自身条件等因素的限制，目前开设的精细化工专业实验项目、教学方式及实验考核模式已经不能满足高校对于工程应用型人才的培养要求，甚至制约着培养目标的达成。

1 传统实验教学中存在的问题

1.1 课程教学内容陈旧单一

目前淮南师范学院开设的精细化工专业实验主要包括精细合成基础操作实验、精细化学品(日用化学品、防腐剂、胶粘剂、表面活性剂和染料等)的合成和复配。精细化工专业实验的内容相对陈旧，多年不做更新和修订，其中验证性实验项目较多，综合性、研究性实验不足，甚至与实际生产脱节，能够拓展学生创新能力和培养学生理论联系实际、解决实际问题的综合性、设计性实验项目相对较少[4-5]。化工专业实验课程蕴含着丰富的思想政治教育资源，但目前工科教育只注重工程与学术，对于学生的价值引领、思想道德和人文素养教育较少，离全面落实立德树人根本任务的要求还有很大差距[6]。

1.2 教学过程中师生缺乏互动

实验教学依然以教师讲解、学生照本操作的模式进行，大多数实验学生只要按照实验步骤机械的操作就能完成，得出实验结果。实验教学仍然是以教师为中心，教师注重书本知识的传授，学生负责听讲和记录，师生之间缺乏有效的交流和互动，这种教学方式导致学生感觉实验只是简单地重复和机械的完成，学习兴趣不足[7]。另外，实验教学内容主要强调化工理论，不注重与生产实际相结合，难以锻炼和培养学生解决实际工程问题的能力。

1.3 实验考核模式科学性不足

实验考核模式一成不变，实验课程的考核评价一般在期末，教师以实验预报告和期末实验考核为依据，综合给学生一个分数。实验成绩考核主要以实验报告为依据，而实验报告存在严重的抄袭现象，使得实验考核结果不能客观地反应学生对实验原理的理解、掌握情况和实验过程的表现。因此，此种评价方式科学性不足，忽视对于学生实验过程的考察，不利于学生实验操作技能的改进和提高[8]。

2 OBE工程教育理念下精细化工专业实验课程的教学改革

OBE工程教育理念坚持以学生为中心，以学生的学习产出为导向，注重学生学习的效果，一切教学内容和教育活动都以实现预期的学习结果而开展。针对传统精细化工专业实验课程教学中存在的问题，尝试在OBE工程教育理念下探索精细化工专业实验课程的教学改革，从实验教学内容、教学方法及考核评价体系等三方面围绕学习产出进行调整，从而提高学生的学习效果和老师的教学质量。

2.1 更新实验内容，编写校本教材

基于OBE教学理念开展精细化工实验教学模式和教学内容改革，鼓励和支持教师根据实践技能培养的需要编写实验讲义、指导书等，并及时更新教学内容。通过校本教材的编写，使教学内容紧密联系实际和教师科研项目，实验项目来源于日常化工产品如：洗发香波的配制、洗涤精的配制、通用液体洗衣剂、雪花膏的配制、透明牙膏的配制、固体酒精的制备、固体胶棒的配制、手工皂的制备等，实验项目来源于教师科研工作内容，如徐迈老师的线性扫描伏安法与循环伏安法的应用、吴建伟老师的色谱技术在精细化学品分离中的应用、梁铣老师的溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体等，这些综合实验项目既运用了最新的科研手段，又注重解决问题，并采用与科研对接的实验教学运行模式。

2.2 构建多层次的专业实践教学体系

在教学过程中，立足于OBE工程教育理念，合理安排实验项目，设置多层次 “进阶式”实验教学体系。首先，基础性实验。锻炼学生精细化工基本实验操作，掌握常用仪器基本操作、性质的测定方法和原理，了解精细化学品质量控制的分析与评价；其次，综合型实验。按照实验项目间的关联性、连续性和应用性，整合已开设的实验项目，一个实验项目采用多种制备操作方法，一种实验方法利用多种仪器进行测定分析，使综合性实验项目是专业知识的综合运用，通过多种实验操作、多个仪器、多个知识点的联合训练培养学生解决工程实践问题的能力；第三，设计型实验。如在日用化学品洗发香波的制备实验教学中，教师可以根据实验项目提前发布学习任务，学生划分为不同小组搜集相关资料，对洗发香波配方、实验流程、质量控制和具体操作进行设计，提交指导老师审核，老师审核不通过的提出改进意见，审核通过后在教师的指导下完成实验，最后完成实验报告，以此培养学生的团队合作意识以及实验设计的创新能力；第四，研究型实验。针对一些学有余力、喜欢参与科学研究的学生，鼓励其参加“淮南师范学院大学生创新性实验计划”、“安徽省大学生创新性实验计划”等科研项目，为其提供专业化的实验操作条件，并在教师的指导下完成，从而提高学生的创新能力和科研能力。

2.3 建构以学生为主体的教学模式

OBE工程教育理念以学生为中心，实验教学中充分发挥学生的主体地位，实验课前教师发布学习任务，学生结合实验内容进行预习，自主搜集实验相关资料和背景知识，比较分析不同的实验方法，实验课上结合实验装置针对不同实验方法进行小组讨论，让学生进一步理解实验原理和工艺流程，分析符合工业化生产的实验方案，培养学生理论联系实际的工程意识。实验过程中发挥教师的主导作用，帮助学生分析问题，解决实验问题，课后要求学生及时进行实验结果的处理和总结，上交实验报告，最后教师对实验报告进行批改，并及时向学生反馈。教师和学生在彼此的互动中，发挥主导和主体的作用，真正做到互有所得、教学相长。

建构以学生为主体的教学模式还要求教学活动的开放，开放教学是实现实验课程教学互动的必要条件，专业实验室没有固定桌椅，实验场地开阔，教学情境提供了开放式教学的良好环境，有助于实现学生由传统学习向现代学习的转变。

2.4 建立基于过程的实验评价体系

实验课程的突出特点是实践性，因此必须采用多样性的评价方式衡量学生的学习效果和实验技能的获得，而不是仅仅以实验报告或期末考试结果为评价依据。通过以学生的学习产出为导向，构建基于整个实验教学过程的考核评价体系。基于OBE工程教育理念的考核体系涵盖实验学习的始终，采用平时、期末考核成绩相结合的评价方式见表1。平时成绩包括学生的出勤率、预习报告、课堂表现、实验操作和实验报告等，考核学生预习情况，检查学生是否课前了解实验原理、实验操作和注意事项等要点；课堂表现考核主要是对学生的课堂参与度、分析问题能力和学习态度等进行评价，引导学生在实验过程中积极参与实验，积极思考，并与教师讨论，努力解决实验问题；实验操作考核是检验学生对于实验原理的理解和掌握、实验过程中的应变能力，实验技能是否掌握和操作是否规范。教师通过观察学生实验操作可以及时发现学生实验操作中存在的问题和实验中突发问题的处理情况，指导其规范实验操作、顺利完成实验项目。实验报告考核检查学生对于实验结果的记录、处理和实验过程的总结与反思。期末实验考核可以是笔试、问答、实验操作和总结报告等。通过以上措施，建立基于整个实验过程的课程考核评价体系，客观真实地评价学生的实验学习效果，从而实现课程目标、培养目标的达成。

表1 实验成绩考核评价对照表Table 1 Comparison table of theassessment and evaluation of experimental results

2.5 课程思政元素融入实验教学

课程思政教学改革是将实验课程与思想政治教育协同进行，形成协同效应。化工专业实验教学中融入课程思政元素，教师在传授专业知识的同时充分发挥实验课程的价值引领作用，不仅有助于增强学生的创新实践能力和社会责任感，提高学生的道德素养和人文素养，而且深入挖掘实验项目中的思政元素，可以提高教学效果，提升教学质量。如在食品防腐剂丙酸钙合成中，可以将防腐剂与生活实际结合起来，让学生认识到防腐剂的作用和食品质量安全的重要性，固体酒精的制备教学中，介绍液体酒精的使用，结合企业安全生产管理规范，让学生认识到安全生产对企业的重要性，树立正确的职业道德观。专业实验知识和思政教育充分的融合是每一位专业教师的德育职责，将思政教育与专业教育有机结合，引导学生树立安全化工的理念，激发学生对专业的兴趣和对专业学习的热情。

3 结 语

基于OBE 教育理念的精细化工专业实验课程教学，改变了传统教学模式下精细化工专业实验课程的学习、教学和考核方式，课程目标以学生的学习产出为导向，实验内容注重学生能力的培养，充分发挥学生为主体和教师为主导的作用，客观科学地评价学生的学习效果，最终实现培养目标的达成。因此，将OBE 工程教育理念应用到精细化工专业实验课程教学中，能有效地提高学生的学习兴趣和调动学生学习的积极性，有利于学生专业实验技能和专业综合素质的培养。