工程教育專業認證背景下化工原理實驗教學探索

姬登祥 張云 應惠娟 俞云良 艾寧 計建炳

摘要：工程教育專業認證是實施工程教育和工程師資格國際互認制度的前提和基礎，有利于推動我國高等教育內涵式發展，提高人才培養的質量。作為化學工程與工藝專業主干課程的化工原理實驗，根據專業認證實施的新標準和新要求，從教學大綱、教學條件、教學體系、教學內容和教學方式，以及考核機制和教師隊伍等方面進行了教學探索，以培養學生的工程素養和創新能力，提高其就業的國際競爭力。

關鍵詞：工程教育專業認證；化工原理實驗；教學探索；能力培養

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）43-0265-03

一、化學工程與工藝專業工程教育專業認證

工程教育專業認證是國際上廣泛采納、用以保證和提高工程領域人才培養質量的一種重要手段和措施，是實施工程教育和工程師資格國際互認制度的前提和基礎，有利于推動高等教育的內涵式發展，提高高等教育整體質量。國際上最為認可的國際工程教育互認協議《華盛頓協議》對工程教育標準和工程師職業能力制定了具體、權威的要求，為我國培養素質高、綜合能力強的工程領域人才指明了方向，2013年我國成為該協議的簽約成員國[1]，2016年成為正式成員[2]，國內很多高校和專業致力于通過工程教育認證提升辦學水平和高素質工程技術人才的培養質量[3]。我校的化學工程與工藝專業是教育部“卓越工程教育培訓計劃”首批和綜合改革試點專業，浙江省普通高校“十三五”優勢與特色專業，于2011年通過了高等工程教育專業首次認證，在2017年申請并接受了第二次工程教育專業認證。工程教育專業認證為專業建設提出了新標準和新要求，據此作為專業主干課程的化工原理實驗從教學大綱、教學條件、教學體系、教學內容和方式、教師隊伍及考核機制等方面進行了思考和探索，旨在培養學生工程素養和創新能力，提高學生就業的國際競爭力等方面發揮積極的作用。

二、化工原理實驗教學現狀

化工原理實驗是一門工程性和實踐性極強的專業基礎程，是我校化學工程與工藝、能源化工、應用化學、海洋技術、高分子材料、生物工程、環境工程、食品科學與工程等近化工類專業的必修課，是聯系基礎和專業，理論和實踐的橋梁[4]。化工原理實驗以化工單元操作設備、原理及過程為主要內容，以處理工程問題的實驗研究方法為特色，旨在初步培養學生的工程能力、創新思維和創新能力。化工原理實驗是我校成立較早的專業基礎實驗室之一，擁有較好的教學基礎，同時也存在一些亟待解決的實際問題。對照工程教育專業認證的標準和要求，除了需要制定和執行符合認證標準的教學大綱外，教學實驗裝置臺套數有限、教學環境等教學軟硬件條件亟待改善，教學內容、教學體系和方式需要與時俱進，完善和建立合理科學的課程考核評價機制以及打造一支高水平的實驗指導教師隊伍。

三、化工原理實驗教學探索

（一）編制符合要求的教學大綱

圍繞工程教育專業認證“以學生為中心，以培養目標為導向，堅持持續改進”的核心理念，化工原理實驗編制符合專業認證要求的教學大綱，明確課程性質和教學目標，并將總的教學目標細化為若干個子目標，旨在提高學生知識、能力和素質，明確課程目標對化學工程與工藝專業畢業要求分解細化指標點的支撐等。在新制定的教學大綱中，將化工原理實驗總的教學目標分解成7個課程子目標，并給出了這些子目標對化學工程與工藝專業畢業要求指標點4—2、指標點4—3和指標點9—2的對應支撐關系。

（二）改善教學軟硬件

工程教育專業認證重視教學環境和教學設備等軟硬件教學條件建設，對每套裝置可同時容納的學生數量有明確規定：化工專業實驗每組學生數原則上不能超過4人，這就對實驗裝置的臺套數提出了要求。實驗室要符合國家規范，設施完好，照明、通風和安全防護和環保設施良好，水、電、氣管道、網絡走線布局安全、合理。實驗室對內部進行水電改造，劃定了實驗安全區域，完善了實驗室安全標識、儀器設備操作規程及消防和防護設施，增加實驗裝置數量，開發和增置配套的仿真教學軟件，更新部分實驗設備，根據現代工程實驗的技術要求，在設備上采用計算機在線數據采集與控制系統，并引入先進的數據處理技術和測試手段，提升設備的功能性，增加學生學習先進儀器和控制方法的機會[1]。

（三）完善多層次教學體系

為提高學生學習的主動性，培養學生解決問題能力、工程能力和創新能力，實驗室按照學生的基礎能力水平設定項目，分層次開展實驗教學，構建和完善從“驗證性”到“基礎性”到“綜合性”再到“設計、提高和研究性”的多層次、素質和能力要求不斷提升的教學體系[5]。每個層次中都開設多個不同要求的實驗項目，學生可以根據自己的專業水平及所修專業需求選擇實驗項目，實驗教師的角色從主導變為輔助，實驗項目選題，審核學生的實驗方案，準備必要的儀器設備，給學生創造一種敢于探索和創新的空間，鼓勵學生盡可能解決遇到的各種問題，關鍵時刻給予點撥引導學生完成實驗。多層次教學可較為充分的調動學生的學習興趣和勇于探索的積極性，融合現代教育技術和手段，因材施教，提高學生的基本實驗技能，初步培養學生的工程意識和創新能力，為將來的生產和科研工作奠定了較為扎實的基礎[6]。

（四）更新教學內容

工程教育專業認證要求實驗內容要與工程實踐、工業發展相結合，與時俱進[2]。化工原理實驗的教學根據“厚基礎、寬口徑、強實踐、求創新”的要求，圍繞培養富有社會責任感、創新精神、實踐能力和國際視野的骨干人才和領軍人才的建設目標進行整體設計。實驗教學注重經典與新興化工單元操作的有機融合，保留經典的基礎性教學項目，如離心泵、流體阻力、過濾、傳熱、吸收、精餾、干燥等，提高學生基本的實驗技能，增大綜合、提高、設計和研究性項目比重，將設備設計與安裝、變壓吸附、膜分離、分子蒸餾和大分子層析等實驗項目列入教學計劃中，培養學生工程和創新能力；同時改造實驗裝置，在學時許可范圍內增加對操作變量的影響，將基礎性實驗提升為綜合性、研究性實驗，提高實驗裝置的利用率。

（五）融合教學方法

教學方法影響著教學內容的呈現性和學生對課堂教學的接受程度。化工原理實驗的重點是單元操作過程和設備，就需要將多媒體與板書有機結合，達到事半功倍的效果[7]，采用示范式、互動式、項目式[4]、探究式[8]、基于問題學習（PBL）和翻轉課堂[9]等多元化教學方法，將工程觀念和工程意識的培養滲透于實驗預習、實驗指導、操作和總結報告等各個環節。通過增置與實操實驗裝置相配套仿真教學軟件，實現實驗內容的預習、復習鞏固、操作異常現象診斷及排除等內容的學習，彌補實操過程受學時限制，且不可能遇到全部可能存在的操作異常或故障的缺憾，實現虛實結合，既保證了實驗的安全，又豐富了實驗教學內容，有利于幫助學生樹立實際生產的工程性和復雜性觀念。

（六）改革考核方式

實驗課程成績是對學生實驗學習結果的反映和體現，是學生較為重視的考核部分，也是教師對學生學習態度和效果的綜合評價。合理、公正、規范和科學的評定實驗成績嚴重影響學生實驗的積極性和主動性，以及正常教學秩序的運轉和教學質量的提高[4]。根據化工原實驗的特點和流程，加強教學過程監控和效果管理，建立符合認證過程管理要求且綜合出勤、預習、實驗表現（含操作）、實驗報告、綜合測評（含操作）等多因素在內的考評辦法，將考查貫穿整個教學過程，并確定各部分適宜的權重，加權后形成學生的綜合評價，這樣既可以調動學生實驗的積極主動性，又可根據學生的學習效果作為反饋，有針對性進行改進，完善教學過程，形成持續改進機制，提高實驗教學質量。

（七）加強教師隊伍建設

高水平的教師隊伍是工程教育成功實施的關鍵因素，需要建設一支具有高度職業責任感、專業知識扎實、工程實踐經歷豐富以及工程教育教學能力強的教師隊伍[10]。建立教師本土培養和外部引進結合機制，建立激勵機制，鼓勵實驗教師參與工程培訓、參加校企合作進行實踐鍛煉，提高教師的工程實踐經驗，邀請企業里工程經驗豐富的員工作兼職指導教師，與專職實驗教師有機結合，打造一支符合工程教育要求、工程經驗和教學經驗豐富的雙師型教師隊伍。

四、結語

化工原理實驗是一門重要的專業基礎課，工程性和實踐性較強。工程教育專業認證為化學工程與工藝專業建設提出了更高和更嚴格的標準和要求，在此背景下，化工原理實驗采取了編制符合要求的教學大綱、改善教學軟硬件、完善多層次教學體系、更新教學內容、融合教學方法、改革考核方式和加強教師隊伍建設等一系列改進措施，進行教學探索，以提高實驗教學質量和效果，培養學生形成初步的工程能力、創新思維和創新能力，達到工程教育專業認證的要求，為將學生培養為具有國際競爭力的工程師人才奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]張芳，黃芳，張慧東，陳啟凡，王秋蘭，洪哲，劉飛.與工程教育專業認證接軌的應用型人才培養模式的研究與實踐——以遼東學院化學工程與工藝專業為例[J].山東化工，2015，44（17）：131-132+136.

[2]張昆鵬，王收軍，郝淑英，馮晶晶.面向工程教育專業認證的材料力學課程教學改革[J].教育教學論壇，2016，（36）：95-96.

[3]黃琳，田志高，胡若飛.改進教學方法提高化工原理實驗教學效果[J].廣州化工，2015，43（21）：212-214.

[4]解勝利.地方高校化工原理實驗教學改革初探[J].廣州化工，2015，43（1）：178-179.

[5]應惠娟，姬登祥，楊阿三，艾寧.立足工程實踐教學 突出創新能力培養[J].實驗室研究與探索，2016，35（12）：143-146+203.

[6]龍能兵，舒杰，李天華，董友仁.分層次、自選式“化工原理實驗”教學模式研究[J].寧波大學學報（教育科學版），2017，39（02）：114-117.

[7]姬登祥，應惠娟，張云，等.留學生化工原理實驗全英文教學實踐[M].化學化工實驗教學改革與創新，杭州：浙江大學出版社，2016.

[8]劉煥榮.多元化教學模式在化工原理實驗中的應用[J].廣州化工，2015，44（24）：169-171.

[9]錢潔.將“翻轉課堂”引入化工原理實驗教學[J].課程教學研究，2014，（17）：150-151.

[10]劉勤安，邢輝，吳桐輝.工程教育專業認證背景下的師資隊伍建設[J].航海教育研究，2017，（1）：29-34.

Abstract：The engineering education accreditation is the precondition and basis to carry out engineering education and international recognition system of engineer qualification， it can promote the intension development of higher education in our country， and improve the talents quality. According to the new standard and high requirement， Experiment of Chemical Engineering Principle，which is a major course of Chemical Engineering and Technology， performs some teaching explorations from these inspects such as teaching program， condition， system，content，method， assessment mechanism and teacher staff.The engineering literacy and innovation？ Abilities of students can be cultivated preliminarily， and their international competitiveness of employment also can be enhanced.

Key words：engineering education accreditation；Experiment of Chemical Engineering Principle；teaching exploration； ability cultivation