工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下化工類專業(yè)教學(xué)模式的提升

李亞楠，劉 斌

(西安工程大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710048)

建立教育評估體系和多樣化評價模式是監(jiān)督當(dāng)代高等教育質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的有效方法，認(rèn)證是一個評估過程，是對從事專業(yè)工作的職前教育進(jìn)行質(zhì)量評估，保證高等院校專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和預(yù)先擬定的合格標(biāo)準(zhǔn)相符合，并確認(rèn)教學(xué)活動可達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果[1]。工程認(rèn)證是由專口協(xié)會和專業(yè)領(lǐng)域的教育工作者對高校開設(shè)的工程專業(yè)教育進(jìn)行的認(rèn)證，目的是保證工程教育的質(zhì)量。工程認(rèn)證是面向全體學(xué)生的合格性認(rèn)證，認(rèn)證結(jié)論沒有可比性，不劃分等級亦不代表水平差異，認(rèn)證的有效期限有分為三年、六年兩類。

現(xiàn)行的《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》是中國工程教育認(rèn)證協(xié)會于2012年7月頒布實(shí)施的[2]，由通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)兩部分構(gòu)成，通用標(biāo)準(zhǔn)是所有工程專業(yè)的基本要求，專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)在通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充。通用標(biāo)準(zhǔn)和化工與制藥類專業(yè)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)都重點(diǎn)說明了課程體系的詳細(xì)要求[3]，化工與制藥類專業(yè)的課程的種類主要分為理論課、實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在有一些問題，已經(jīng)不能滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的以學(xué)生為中心的核心理念，所以針對各個種類的課程，新的教學(xué)模式已經(jīng)逐步出現(xiàn)。

1 理論課程

傳統(tǒng)的理論課程以老師課堂教學(xué)為主，作業(yè)和答疑輔助課堂教學(xué)，這種教學(xué)方式枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣低，導(dǎo)致掌握的知識量較少，理論知識的實(shí)踐應(yīng)用能力更差。理論課新的教學(xué)模式有微課、慕課、在線課堂和課程網(wǎng)站[4]等多種形式，公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課等理論課都可以將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和新的教學(xué)模式結(jié)合的方式教學(xué)，能大大提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和熱情，增強(qiáng)理論知識的學(xué)習(xí)效果，同時學(xué)生可以自主的選擇學(xué)習(xí)的時間和地點(diǎn)。通過課后習(xí)題的練習(xí)，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際問題的能力。通過新的多種形式的教學(xué)模式的結(jié)合，將學(xué)生培養(yǎng)為滿足工程專業(yè)教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的畢業(yè)要求的12個方面。

2 實(shí)驗(yàn)課程

實(shí)驗(yàn)課程是化工類專業(yè)最初且最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，化工類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課分為基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn))和化工實(shí)驗(yàn)(化工原理實(shí)驗(yàn)和化工專業(yè)實(shí)驗(yàn))。化工實(shí)驗(yàn)存在著設(shè)備大、操作條件苛刻、數(shù)據(jù)處理繁瑣和實(shí)驗(yàn)成績難以評價等特點(diǎn)。為了解決上述問題，針對每個化工實(shí)驗(yàn)，開發(fā)相應(yīng)的程序，進(jìn)而自動控制實(shí)驗(yàn)中的各個工藝參數(shù)和操作條件，進(jìn)而讀取并記錄數(shù)據(jù)，避免了學(xué)生因操作不當(dāng)造成的設(shè)備損壞及安全問題，實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，通過對在線相關(guān)思考題的答題，進(jìn)而對本次實(shí)驗(yàn)的操作成績進(jìn)行最終評定。同時將軟件處理的數(shù)據(jù)和實(shí)際計(jì)算的結(jié)果作比較[5]。

3 實(shí)習(xí)與實(shí)踐

實(shí)習(xí)與實(shí)踐是將課堂所學(xué)的理論知識向?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用的一個過程，化工類專業(yè)的實(shí)習(xí)分為金工實(shí)習(xí)、安全實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)主要是培養(yǎng)學(xué)生對化工行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中安全、工藝、操作和控制等方面進(jìn)行全面的了解，但化工行業(yè)[6]具有高溫高壓的操作工藝條件以及易燃易爆的生產(chǎn)環(huán)境，本身就存在一定的風(fēng)險，出于對學(xué)生安全的負(fù)責(zé)，通常也只是對學(xué)生進(jìn)行安全教育、參觀實(shí)習(xí)及遠(yuǎn)距離的觀察，更不可能讓學(xué)生在操作崗位上進(jìn)行操作和頂崗實(shí)習(xí)，這樣實(shí)習(xí)效果大大降低。為了解決存在的問題，應(yīng)在實(shí)習(xí)的過程增加離線虛擬仿真環(huán)節(jié)，在學(xué)生熟悉了生產(chǎn)的原理、工藝和安全的理論知識后，進(jìn)而對學(xué)生進(jìn)行離線虛擬仿真環(huán)節(jié)，能更清晰更形象地讓學(xué)生明白整個工藝流程及安全風(fēng)險，為學(xué)生的現(xiàn)場參觀實(shí)習(xí)和現(xiàn)場操作奠定基礎(chǔ)。

4 課程設(shè)計(jì)與學(xué)術(shù)競賽

根據(jù)《高等學(xué)校本科化工類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》和工程認(rèn)證的基本要求，要增大培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力及終身學(xué)習(xí)的能力，應(yīng)積極鼓勵學(xué)生多參與學(xué)術(shù)競賽，學(xué)術(shù)競賽擴(kuò)展了課程設(shè)計(jì)類的課程，增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)理論知識，同時還能將所學(xué)的理論知識用來解決實(shí)際問題，進(jìn)一步提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、互幫互助和綜合能力，為進(jìn)入社會工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。化工類相關(guān)的學(xué)術(shù)競賽有全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽[7]、Chem-E-Car競賽、全國大學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)大賽和全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實(shí)踐與科技競賽等。2018年的全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽的題目為“為某大型石化綜合企業(yè)設(shè)計(jì)一座分廠，以異丁烯為原料生產(chǎn)非燃料油用途的有機(jī)化工產(chǎn)品”。學(xué)生通過組隊(duì)進(jìn)行化工廠及車間的全部設(shè)計(jì)，主要包括工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算和能量衡算、工藝物料平衡圖(PFD)、管道儀表流程圖(PID)、車間布置、管道布置、廠區(qū)布置、經(jīng)濟(jì)核算、環(huán)境評估、安全性評估等方面，并將化工的專業(yè)知識(熱力學(xué)、動力學(xué)、分離、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)和安全等)和專業(yè)性軟件(Aspen Plus、AutoCAD、Cup Tower、PDMS、Matlab和HAZOP等)應(yīng)用于整個設(shè)計(jì)過程，綜合提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

5 結(jié)論

根據(jù)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的通用標(biāo)準(zhǔn)和化工與制藥類專業(yè)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的課程體系具體要求，針對不同性質(zhì)的課程類型，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展和化工行業(yè)對學(xué)生工程實(shí)踐能力的需求，涌現(xiàn)了新的教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的教學(xué)模式和新的教學(xué)模式相結(jié)合，能進(jìn)一步符合《化工類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》和《工程專業(yè)教育認(rèn)證》中對學(xué)生培養(yǎng)的要求，同時能提升學(xué)生的專業(yè)知識能力、工程思維以及綜合能力，進(jìn)而培養(yǎng)出適應(yīng)社會和化工行業(yè)的需求優(yōu)秀畢業(yè)生。