化工基礎實驗“預約定制式”本科創新教育教學模式研究

鞏冠群，張英杰，張雙全

(中國礦業大學煤炭潔凈加工與高效轉化國家實驗教學示范中心，中國礦業大學 化工學院，江蘇 徐州　221116)

化工基礎實驗課程是大學化工、過程控制、生工等多個專業學生培養的重要課程，是學生實踐動手能力及工程化素養的培育基礎[1-4]。近幾年，在國際工程專業認證及國家雙一流建設的綜合背景下，中國礦業大學化工專業得到了充分的支持和發展，承載實踐教學重擔的化工基礎實驗教學條件及教學效果也得到了很大提升。目前，圍繞新一輪專業認證需求及國際一流專業建設的培養，化工基礎實驗教育質量與教學改革需要與時俱進，改革創新，以滿足形勢發展需要[3-6]。

1　化工基礎實驗教學的創新建設基礎及必要性

作為江蘇省精品課程《化工原理》的實驗實踐環節，我校化工基礎實驗課程(是化工、過程控制等6大專業的必修課)具有較好的基礎，目前化工基礎實驗課程建設師資力量雄厚，人員知識結構科學合理，具有多年教學經驗積累和教學改革探索，其中《化工原理》仿真實驗系統開發(課件)獲2012年校級優秀教學成果一等獎；2014年，作者的實驗教研成果獲江蘇省PCT專項資助，并轉化為實驗教學模具，“一種套筒式壓濾機”獲國家發明專利授權；2015年，化工原理課程體系建設獲得中國煤炭教育協會教學成果二等獎。

目前，實驗室按照2014年專業認證要求，進行了規范化建設，化工基礎實驗課程所需各種實驗設備充足，布局合理，實驗室軟硬件建設標準高，自2014年化工專業認證后，先后已有30余所高校、院系到實驗室參觀學習，很多實驗室已作為專業工程認證樣板房向外宣傳，并得到來訪者的高度稱贊。2015年，化工基礎實驗室獲批校級實驗室工作先進集體，實驗室人文環境及布局設施等軟硬件條件先進，校省級標識成果多，學生獲獎面大，含金量高(2012年以來每年都有基于化工基礎實驗的省級或國家級獲獎)。2016～2017年，借助新一輪專業認證，以評促建，化工基礎實驗室人文環境及軟硬件條件得到進一步有力提升，學生滿意度及社會認可度顯著提高。

然而，作為一門獨立課程，化工基礎實驗課課程建設及教學方法還有許多不足，如，經過化工專業認證后，根據工程教育實踐能力培養需求，許多設備補充更新后缺乏相應的學習指導，新的教學資源庫急需更新建設，更為迫切的是，在國際工程教育視野下，原有各種教育教學模式滿足不了本科人才工程實踐能力培養及工程技術人才國際就業競爭需求，所以，我們經歷近幾年探索，總結提出深受學生好評的“預約定制式”化工基礎實驗課程教育教學改革創新模式，希望通過教學改革探索，推動這一極具潛力、競爭力與發展前途的教育教學創新模式向前發展，以專業工程認證通過為契機，改革創新，彌補不足，進一步提高完善，切實提高工程教育質量，促進實現建設一流學科專業的目標。

2　 改革創新建設的框架內容

2.1　特色規劃

根據培養方案及教學大綱，引入國際工程教育專業認證背景下化工專業工程教育實踐需求，同時依據我校礦業特色，借助雙一流建設的礦業工程相關學科力量，改革、創新、擴充設計性及綜合性實驗內容，制定不同學習能力及學習基礎的學生實驗規劃；教育教學過程強調實驗實踐動手能力培養，突出工程工藝思想及技術路線設計等工程素養培養。

2.2　個性預約

制定詳細實驗實踐項目安排表及實驗室條件配置介紹，與學生實現預約互動。學生根據個人愛好及輔助講義指導，可以預約不同老師，學生向老師闡明自己想法、計劃，師生互動討論，確定計劃及方案，學生動手實施。

2.3　實驗團隊組建

研究“預約定制式”實驗實踐小團隊配置條件規律及條件要求，結合個人興趣與努力方向，自行組織實驗團隊，組織好分工。培養引導學生制定相關個性化實驗實踐方案與技術路線，先進行仿真訓練，根據團隊合作情況及實驗條件與結果作適當修正。

2.4　過程考核與工程實踐能力培養

重過程輕結果，著力考核學生實驗過程的工程實踐能力培養，引導數理分析知識提前積累，如，模擬、建模、優化及統計分析等。強化結果分析,培養學生動手操作能力、團隊協作能力、實驗數據結果及時反饋及分析能力與工程工藝參數修正能力、理論分析與實驗實踐優化能力等工程教育認證必須的能力及素質，提高教育教學水平，實現化工基礎實驗教學改革創新與人才培養提升。

2.5　創新化工基礎實驗學習指導資源庫建設

根據每屆上課學生對化工基礎實驗教材及輔助講義反饋，對學生問卷調查統計分析，編制、修正、增加和優化化工基礎實驗學習指導資源庫建設，建設科技含量高、工程實踐能力培養效果好、處于學科前沿、實用性強的實驗項目進行創新組裝和優化配置，時時動態推進創新型化工基礎實驗學習指導講義建設，建立在線實驗教學平臺，創新化工基礎實驗學習指導資源庫建設。

3　“預約定制式”改革創新實施方案

3.1　明確目標

根據專業認證及雙一流專業建設，化工基礎實驗教育教學緊緊定位于國際工程人才實踐能力及工程素養培育要求，以專業培養目標、畢業條件及教學大綱為基礎，按照專業認證后建設需求和一流專業建設目標，調研并集成創新國內外相關優秀做法，引導和鼓勵創新性、設計性及綜合性實驗內容，創新過程考核課程給分方法和培養方法。

3.2　一對一提升

調整優化實驗室軟硬件實驗教學工作條件，建立實驗項目面向本科生實現全部開放預約的環境氛圍。每個實驗項目指定一位具有相關特長技術的主帶老師，每位老師只能主帶一個實驗項目，一對一提升實驗教學效果。實行實驗項目負責制，供學生選擇聯系預約，滿足學生實驗需求，確保教學質量。

3.3　個性定制

實驗指導老師檢查學生團隊預約定制的個性化實驗方案，通過與老師交流探討，或實驗老師的部分修正，落實技術路線與實驗方案。

以培養強調學生的自主實驗動手能力及工程實踐能力為目標，鼓勵學生打破班級建制，自由組建實驗小團隊，根據團隊學習需求，結合化工基礎仿真實驗學習體會與每位同學個性特點及學有所長，自行設計實驗，定制個性化(設計、綜合、提高型)或標準化(重點體現傳統實驗要求)試驗方案，實驗結果僅作參考，重在實驗過程考核及工程實踐能力培養(包括實驗設計指導思想、實驗方案科學性、技術路線科學且經濟可行性、實驗過程設備操作能力、現象分析結論歸納總結、團隊協作及下一步實驗設想等環節)。針對不同實驗內容，制定計劃及設計方案，都由學生動手實施，師生互動討論，指導教師在尊重學生創新個性的基礎上給以修正建議。

3.4　突出過程考核及工程實踐能力培養

老師根據預約定制的實驗方案提供相關實驗設備條件，學生按照與老師約定開放實驗時間，準時開展實驗；教學過程中，老師通過教學過程監控，實現教學過程按照既定方案計劃執行，老師起到理論引導及安全監管作用，包括儀器儀表的過程監測，數據處理，異動分析，數據可靠性及規律性，結果處理等個性化培養，放手讓學生不拘一格發揮才能，實現知識基礎上的實踐能力塑造與創新提升。

針對特定實驗，注意儀器儀表使用監控與過程動態數據分析的工程實踐能力，培養觀察、判別、分析矯正與及時調整實驗研究思路或參數的能力，注重團隊分工協作，強調個性發揮與集體討論解決，對實驗結果進行總結及理論提升，提出相關實驗建議或意見。針對不同小團隊個性化實驗特點，進行比較總結，讓學生相互學習，借鑒提高。

3.5　創新積累改革提升

采集課堂教育教學過程相關數據，結合問卷調查，總結歸納教學特點及經驗教訓，時時動態推進教育教學方法改革，推進創新型化工基礎實驗學習指導講義建設，建立網絡在線實驗教學平臺，實現師生線上線下互動，提升專業認證條件下課程教學理論成果，充實提高化工基礎實驗講義內涵，完善學生化工基礎實驗學習教學資源庫建設。

通過以上環節系統實踐教育，完成化工基礎實驗課程教育教學，最終真正實現教學方法上量化寬松與個性化工程實踐創新思維教育良性互動，優化學生實驗動手能力與實踐工程素養培養。

4　結語

化工基礎實驗“預約定制式”本科創新教育教學模式研究是一個集成創新的探索，通過建設推動，希望建成具有國際工程教育認證特點的“預約定制式”化工基礎實驗課程教育教學改革創新模式，滿足并超出目前化工專業培養目標質量要求，通過課程教學改革，使學生具備化工實驗實踐方案設計和實施工程試驗的工程實踐能力及團隊協作能力，提高教育教學水平及人才培養質量。