基于OBE理念的化工專業實驗室建設

榮俊鋒，武成利，張曄，李伏虎，王金明，劉銘，吳姍姍

（安徽理工大學化學工程學院，安徽淮南232001）

《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出要培養一大批具有創新能力、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、人才強國戰略和國家新型工業化發展服務。高校肩負培養創新人才的使命。工程教育專業認證是針對高等教育工程類專業開展的一種合格評價[1]。高校在開展工程教育中，應緊密聯系行業發展現狀,把握行業發展趨勢，重視對學生進行工程實踐能力的培養[2]。

安徽理工大學是安徽省高等教育振興計劃“地方特色高水平大學建設”項目立項建設高校，安徽省和應急管理部共建高校，國家中西部高校基礎能力建設工程支持建設高校，中國人民解放軍后備軍官培養選拔基地，首批“新工科”研究與實踐項目入選高校。我校化學工程與工藝專業是安徽省特色專業和卓越工程師計劃專業。化學工程與工藝專業是一門涵蓋能源、石油、環境、化工、生物、航空航天、日用、交通運輸、電子技術等眾多領域的學科[2]。在化學工程與工藝專業本科生培養計劃中始終要將工程實踐能力的培養貫穿于教學的全過程，培養學生具有較強的工程實踐能力和解決復雜工程問題的合格畢業生[3]。工程教育認證簡單來說就是高校各專業自身設定培養目標及畢業要求，據此設計課程體系以及課程教學，最后提供證據以證明學生已達到預計的培養目標和畢業要求。國內外工程教育改革中比較成功且在國際上得到推廣的教育模式為OBE工程教育模式。

1 OBE教育模式概述

1.1 OBE教育模式發展歷程及理念

OBE即基于學習產出的教育模式。1981年Spady提出OBE教育模式，隨后在美國中小學教育階段進行推廣和實驗，1998年南非工程教育領域對該培養模式在高等教育領域進行嘗試。香港部分高校于2005年開始實施OBE教育模式。在OBE教育系統中，教育者必須對學生畢業時應達到的能力及水平有清楚的構想，然后尋求設計適宜的教育結構來保證學生達到這些預期目標。工程教育認證的理念是以學生為中心，注重學生的學習產出，學生畢業時獲得什么？學生為什么要達到這種水平？為實現這一目標該如何做？如何證明實現最終教育成果？

1.2 OBE教育模式實施過程

以成果為導向的OBE教育模式各培養環節之間的關系如圖1所示[4]。

圖1 OBE教育模式中培養環節之間的關系

OBE教育模式實施的過程可用金字塔圖進行說明，如圖2所示，即圍繞1個核心目標，提供2個條件，符合3個前提，遵循4個原則，滿足5個實施要素。

圖2 OBE教育模式實施要點

1.3 OBE教育模式持續改進

傳統的教育評價傾向于對教師的教學進行評價，且評價僅停留在評價層次，反思少，沒有根據社會市場發展的需要對培養目標、畢業要求、課程體系、教學過程進行實時更新[4]。OBE教育模式的評價和持續改進是相輔相成的，評價結果為培養目標及畢業要求修訂提供參考，依據評價反饋情況調整課程體系，改革教學過程，如此不斷循環才能保證工程教育質量持續改進，如圖3所示[4]。

圖3 OBE教育模式持續循環改進

2 工程教育專業認證重點考查內容及影響

2.1 專業認證重點考查內容[5-7]

（1）工程教育專業認證注重“以人為本”的理念，專家組通過對在校學生、畢業生校友、用人單位、在校教職工、各職能部門領導訪談等進一步核實佐證材料的真實性。幾乎相同的問題都會在不同層面的訪談人員中涉及到，真實性比較重要，故而還是要本著實事求是的態度去完成相關環節工作。

（2）專業認證重點考查佐證材料的全面性和真實性，因而平時教學、科研、管理等各方面的過程記錄材料都應有理有據、規范并形成制度。

（3）專業認證對專業實驗室安全實行一票否決制度，包括通風改造、實驗室文化建設、安全標示、安全培訓、管理文件、實驗操作規程、應急預案等均需根據相關標準要求改進和完善。

2.2 專業認證的影響

專業認證的影響主要體現在對教師、學生以及學校三個方面的影響，具體體現在[1]：

（1）教師：專業認證對所有參與教學的教師提出了更高的專業水平要求和更加規范化的教學要求，需要教師付出更多的努力和辛勤勞動，例如提供所有過程記錄材料、學生考評評價依據及持續改進依據等。

（2）學生：以專業認證為導向設計的人才培養方案，無疑能夠給學生帶來諸多益處，比如學歷國際互認、教學質量提升等，這對于畢業學生的就業來說非常有利。

（3）學校：通過專業認證的引導，學校在專業建設上要求各項工作進入規范化、信息化模式，并且各相關專業能夠實現資源共享、信息共通。同時，學校在全校范圍內提出了其他專業也要按照專業認證的要求規范教育教學。

3 OBE模式下加強化學工程與工藝專業建設

3.1 加強實驗室建設，全面提高學生素質

在我國高校中，由于經費不足以及重理論、輕實踐傳統教育觀念，化工專業實驗室設備落后，實驗項目以驗證性實驗為主，綜合性、設計性、創造性實驗少，實驗課時被壓縮等問題嚴重制約著學生實踐能力的培養。近年來，按照工程教育認證的標準對實驗室進行改造，不斷加強實驗室的建設。在原有煤化工特色實驗基礎上購置實驗設備，增開“二元系統汽液平衡數據的測定”（化工熱力學實驗）、“單管反應器返混實驗”（反應工程實驗）、“化工廢水的凈化及水質成分分析”（化工分離技術實驗）等實驗項目，后續還將開設“環己烷液相催化氧化制環己酮實驗”“二元溶液過量摩爾體積測量”“CO中低溫變換反應實驗”“CO2PVT曲線測定實驗”等實驗項目，不斷拓寬實驗項目，提高實驗開出率。

3.2 全面調整實驗內容，培養學生創新能力

重新審定實驗項目，增加綜合性實驗，不斷增加實驗中新技術和新器件比例，培養學生創新能力、工程實踐能力。將部分老師的科研項目轉化為綜合性、設計性的實驗項目，例如“化工廢水凈化及水質成分分析”實驗，通過課前讓同學們查閱資料，綜述目前化工廢水常規凈化方法、各種方法的優缺點，鍛煉學生歸納總結能力。學生根據自己的總結選擇、設計一種方法凈化某一廢水水樣，通過對各項指標分析，衡量評價所采用方法的效果，對學生以后解決實際工程能力都是一個很好的鍛煉。

3.3 開放實驗室，使實驗與科研相結合

探索開放式實驗教學模式，專業實驗項目滾動開設，為學生創造一個更為寬松的學習平臺，使學生學習的自由度大大增加。積極推行本科生導師制，依托學院教授科研平臺引進科研項目，吸納更多本科學生參與進來[8]。鼓勵學生積極參與大學生創新創業訓練項目、互聯網+、挑戰杯和節能減排等賽事，既鍛煉學生各種能力，又能促進科研工作的開展。

3.4 加強實訓、實習建設，培養學生的工程意識

高校實踐教學環節中，實習實訓難成為普遍現象，也成為亟待破解的難題。實訓實踐實驗教學平臺和虛擬仿真實驗中心的建設受到日益廣泛重視。虛擬仿真實驗不僅是提升學校教學水平的需要，也在高校專業認證、教學評估、實驗教學信息化建設、課程建設方面起著重要的作用。鑒于此，參考國內兄弟院校經驗，擬購置互聯網-多功能精細化工實訓實踐實驗平臺、甲苯歧化三維虛擬仿真實訓系統。通過仿真訓練，學生們充分了解自己所學的知識及其應用領域和應用前景等，將理論與實踐相結合，增強了對專業技術的認識，從而激發敬業精神。而傳統教學中，學生們掌握了一大堆知識，卻不知道如何應用，往往會對本專業有一種挫敗感，喪失從事專業工作的積極性。仿真訓練還能增強學生的安全意識，通過計算機仿真，在虛擬世界中由于錯誤的操作而產生的安全事故，可以提高學生的警覺，分析故障原因，掌握排除故障的技巧。實訓虛擬仿真教學為學生以及專業教師提供了教學和研究的一個平臺，延展了創新的想象空間。

3.5 加強師資隊伍建設

對照工程教育專業認證的需要，重點從加強教師工程實踐能力著手，到相關企業進行工程經歷訓練，主要以參與化工企業項目中與本專業相關的化工設計、化工生產等環節的工作，進企業頂崗實習，參加本科生的認識實習、畢業實習，與企業進行項目合作，參與企業技術改造項目等，使專業教師或具有企業工作經歷，或具有工程實踐經歷，或承擔（或參加）過一定量的企業合作課題。在專業認證的背景下，建立學緣結構、職稱結構和學歷結構合理的專任教師隊伍[9]。

4 結束語

工程教育專業認證的核心是確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。工程教育認證對于中國高等教育意味著進入國際就業市場的“通行證”[10-11]。面對日新月異的科技和社會進步，高等教育必須適應并促進這一進步。當前我國正處在經濟發展模式轉變和提升的關鍵時期，社會和經濟的發展對工程技術人才知識和能力提出了新的更高要求。工程教育必須轉換思路，提高認識，以培養實踐能力、創新思維和能解決工程實際問題的應用型人才為目標，以實施“工程教育認證”為契機，深入地對實踐教學內容、方法及手段進行一系列改革，建立完善的實踐教學體系，優化實踐教學資源配置，加大實踐教學和師資隊伍建設的投入，加強實踐教學規范化、教學管理現代化、評價手段科學化，最終全面提高該專業教學質量，培養符合社會需求的優秀人才[12]。我們必須充分發揮OBE理念在化學工程與工藝專業建設中的作用，為我國高等教育的發展進步做出貢獻。