“開環大學”背景下化工實驗教學探析

屠美玲，李琰君，許 軼，張建庭，賈繼寧，王祁寧，蔡金法，楊阿三，曾淦寧

（1. 浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州 310014；2. 浙江工業大學 海洋學院，浙江 杭州 310014）

1 “開環大學”的由來及其特點

自上世紀70 年代初期聯合國教科文組織提出終身學習的概念以來，建設終身學習型社會就成為全球各國教育發展的方向。特別是在2015 年聯合國教科文組織提出《教育2030 行動框架》重申終身學習這一主題后，世界各國高校紛紛“亮劍”，全球范圍再一次掀起了一波終身學習改革的浪潮[1-4]。翻轉課堂、慕課、交互式多媒體教室等新的教育形態百家爭鳴，其中以斯坦福大學的《斯坦福2025》計劃最為引人關注[5-8]?！伴_環大學”是其中最關鍵的內容，其精髓是將未來大學以“港灣式”或“加油站”的方式持續不斷地為學生知識更新和能力提升提供支撐。

“開環”指使系統處于開放狀態，與傳統的“閉環”模式相對應。傳統四年制模式期望學生在人生初期就掌握今后所需的全部知識與技能，并且課程內容、學生年齡、學制等相對固定。“開環大學”從學習年限、學習機會、生生關系出發，將學生從現有模式的束縛中解脫出來，實現學習的差異化、定制化和終身化?！伴_環大學”具有以下特點：

（1）突破傳統學制局限，采用彈性靈活的學習年限。將以往連續的4 年集中學習延長到一生任意累加的6 年，建立了一種更加靈活和開放的學習模式，給學生更寬松的時間來接觸和了解現實社會, 學生可以隨時進入或暫時退出學習，將工作與學習穿插進行，可以隨時進入社會檢驗課堂所學，積累工作經歷，也可以隨時回歸校園“充電、更新”。

（2）為不同的社會學習群體提供了更加廣闊的學習機會。鼓勵有工作經驗的成年人重返校園，17 歲前的天才少年、在職場中拼搏的中年以及退休后的老人都可入學，學習機會的廣泛提供使得高等教育伴隨終生。這是與傳統閉環大學（學生18～22 歲入學，并在隨后4 年完成本科學業）的最大區別。

（3）改變學生的年齡結構，構筑了獨特的混合學生校園。過去的校友將在校學習作為人生中的一段經歷，現在將“校友”轉換成“學友”，校園學習將貫穿一生。這一舉措將有助于在學生之間建立起合作且強勁、持久的社會網絡。

“開環大學”的概念提出后，受到世界各國高校的廣泛關注，我國高校也紛紛將建設“開環大學”列為高等教育改革的重要方向，其對教學改革的意義體現在以下方面：

（1）“學友”帶著工作中的問題或者由于自身對知識的需求返校，從學校中受益，由需求激發學習內動力，教學效果顯著。

（2）極大地激發在校學生的學習動力和熱情，使其認識到知識就是力量，就是應對社會競爭的武器。

（3）通過吸引已畢業的具有一定實踐技能的學生返?；貭t繼續學習，一方面能將有關學科動態和工程實踐創新性實驗及時有效地引入實驗教學，促使教學內容更新，使其與社會需求相適應；另一方面實踐經驗豐富的學友返校也能將其社會關系帶回學校，加強學校與社會的社會網絡體系，增強學?；盍?。

化工實驗教學是一門實踐性較強的課程，對提升化工類學生的社會競爭力至關重要。目前的“閉環”式教育模式使學生缺乏與社會的及時互動，易出現知識斷層，不符合化工行業快速發展需求。本文結合“開環大學”概念，探討化工實驗教學的“加油站”“升級更新”教學模式及終身學習型校園環境的建設問題。

2 “開環式”化工實驗教學的必要性

2.1 我國化工實驗教學面臨的問題

改革開放以來，隨著我國經濟的高速發展，化工行業發展迅速，我國有望從化工大國崛起為化工強國，同時對相關的人才培養提出了全新要求[9]。高校必須培養大批責任感強、具有創新意識、研究開發和工程實踐能力強的化工專業技術人才，以適應當前化工行業的發展[10-11]。

化工實驗教學是理論課程教學的延伸，其直觀性、實踐性和探索性的特點極大地補充和提高了理論教學效果，是學生化工專業能力培養的主戰場[11-12]。化工實驗教學承擔著為社會輸送專業扎實、理論深厚、技術先進的高素質人才的重要使命。目前，我國化工實驗教學面臨的問題較多，主要體現在以下方面：

（1）閉環式教學內容更新不及時，技術理論落后，與行業需求脫節，與社會快速發展不協調；

（2）學生學習目標不明確，學習動力不足，所學知識不能融會貫通；

（3）由化工設計缺陷、操作不當引發的事故很大一部分源于對理論知識和操作技能的生疏，是化工安全隱患的重要根源。

但是，由于化工類生產及設計的特殊性，其設計和理論的嘗試難以在企業和實際生產中進行，從而使化工實驗教學的開環成為化工類人才培養的關鍵一環。這既能實現“學友”知識需求的個性化定制，也能使“學友”在與學生的交互學習中更全面地看待化工的生產、設計及安全問題，這是提升化工人員綜合能力的有效策略。

2.2 “開環式”化工實驗建設要點

“開環式”化工實驗建設要點如下：

（1）教學對象“開環”?！伴_環大學”中，學生可以選擇任意6 年的時間來完成學業，這是“開環大學”建設的核心內容，使學生能夠在渴望工作的時候投身社會，需要汲取知識的時候返回學校。

（2）教學內容“開環”。當學生層面實現“開環”后，學生“帶著知識”去企業，“帶著能力和問題”回學校。而不同的學生對知識的需求不完全相同，這就要求教學內容必須實現“開環”。不能像傳統教學那樣，教學內容完全由學校制定，而是需要將課程內容設置交給學習者。若將高校人才培養比作“服務”的話，那么“開環”教學則提供了終身“更新”與“保修”服務。

（3）師資力量“開環”?，F有教學模式下，教學內容的固化一定程度上導致了師資力量的固化。國內高校大多遵循“一個蘿卜一個坑”的原則，根據教學內容決定教師編制，每個教師負責相關的實驗教學。當學生和教學內容實現開環后，師資配置模式也需要在學校及學院的支持下進行探索，例如可采用外派進修、企業導師、“校友”導師、企業或兄弟院校合作等形式。

3 “開環式”化工實驗教學的具體作法

以下從擴大教學對象范圍、革新教學內容和提升師資力量三個方面介紹“開環式”化工實驗教學的具體作法。

3.1 依托互聯網社交平臺和校友“值年返?！被顒訑U大教學對象范圍

擴大教學對象范圍是化工實驗實施“開環”教學的突破口，同時也是本項目改革的重中之重。只有在順利實現教學對象范圍擴大的基礎上，才能不斷推動教學內容革新和師資力量提升。本項目嘗試先將已畢業的本專業學生納入化工實驗教學“學友”范圍。

3.1.1 依托互聯網社交平臺擴大教學對象范圍

目前，社交網絡在人們的工作、生活、學習等各個方面發揮著越來越大的作用。微信、微博、QQ 等新型即時通信手段在信息傳播與人際交流中扮演著越來越重要的角色，應充分利用互聯網社交平臺將“開環”教學的核心理念、實施方式等重要信息進行廣泛推廣，以實現擴大教學對象范圍的目的。通過廣泛宣傳，讓已畢業的化學工程專業學生了解本項目具體實施方案，同時溝通了解他們在更新知識上的需求，并有針對性地設立再教育課程。

3.1.2 依托校友“值年返?！被顒訑U大教學對象范圍

在“開環”教學中，學習不是一段時間，而將伴隨人的一生，高校的人才培養服務也并不會因為學生畢業離開學校而結束。特別是在大力倡導終身學習的當下，高校對學生的教育應該是持續的、長期的、終身的。校友“值年返?！笔俏倚；ゎ愋Ｓ训膫鹘y活動，學生在畢業后5 年、10 年、15 年等重要時間節點都會返校參加座談、慶祝等活動。本項目以“值年返?！睘榍腥朦c，歡迎“校友”隨時針對自身工作中遇到的問題，借助化工實驗室的師資和實驗設備，將成熟或不成熟的化工設計方案在“學友”間進行案例分析和相關實驗，引導校友深入開展科學研究，為校友終身學習提供服務。這樣既能豐富校友的知識體系，完善校友的化工技能，幫助校友更好地適應行業發展需求，又能加深校友與母校及在校生的聯系，擴大“學友”范圍，充分服務已畢業學生，還擴大了化工實驗教學對象范圍，推動了“開環”教學新模式的發展。

3.2 依托各類實驗教學平臺及精品課程集群革新教學內容

當已畢業學生再返回學校學習時，他們對知識的需求會與在校學生完全不同，往往具有非常明顯的目的性，這就需要我們對現有教學內容進行革新，同時可以通過虛擬教學方式開設不同的課程以滿足他們的需求。

3.2.1 擴充虛擬仿真中心平臺教學內容

虛擬仿真實驗教學是學科專業與信息技術深度融合的產物。它依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術，構建高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，在涉及高危或極端環境、不可及或不可逆操作以及高成本、高消耗、大型或綜合訓練項目時，能夠可靠、安全、經濟地開展。以我?；瘜W化工虛擬仿真實驗教學中心為例，現擁有50 余套軟件，并相繼開設了40 多門仿真實驗課程。

針對現有課程主要面向在校學生、課程內容主要是基礎單元操作和基礎知識鞏固這一情況，要實現“開環”教學，必須擴充現有教學內容，尤其需要增加實踐性強的教學內容。為此，實驗中心收集了已畢業學生最為關注的熱點、難點，從而能夠有針對性地安排課程。中心還與北京東方仿真軟件技術有限公司聯合開發了“合成氨生產綜合仿真實習”項目，在常規認知實習、生產實習基礎上，加入9 個工段深度學習和10 個拓展資源等學習模塊，綜合訓練學生和“學友”發現、分析和解決復雜工程問題的能力。

3.2.2 以精品課程集群為推手擴展教學內容

近年來國內高校積極建設國家級和省級精品課程，其作為各種教學資源的開發與整合，是學生自主學習、探究學習的窗口。充分利用精品課程集群推動教學內容革新，是“開環式”化工實驗教學改革的立足點。一方面可以適應學生知識水平的差異性；另一方面也對“學友”學習時間、學習空間提供了更柔性的選擇，擴大了開環式教學的受益面。

3.3 通過“內延”和“外擴”促進師資力量提升

教學活動的順利實施最終都離不開人這一關鍵因素，不管是擴大教學對象范圍還是革新教學內容，歸根結底都需要教師來實施。因此，如何提升師資力量將是本項目的根本。在“開環”教學中，學生是帶著實踐問題來進行學習的，那么教學內容的動態更新對教師專業素養提出了更高要求。提升師資力量的舉措包括“內延”和“外擴”兩個方面。

就“內延”方面來說，主要是充分挖掘現有資源。近年來，隨著高校對實驗教學的重視，各種高學歷人才逐漸加入到實驗教學中來。但是，“開環”教育對教師的要求不僅是要教好現有的教學內容，更重要的是要求教師對當前化工行業前沿動態和關鍵技術高度關注?，F有師資必須實行“走”出去戰略，深入各個企業調研培訓，這樣才能滿足“開環”教學的需求。

就“外擴”方面來說，主要是加強學校與企業或兄弟院校的合作。在學校無法維持龐大教學編制時，應適當考慮吸收在相關領域、企業或兄弟院校具有豐富實踐經驗的力量，通過外聘、合作建設等方式解決“開環”教學師資力量不足的問題。

4 結語

隨著人類對教育個性化需求的不斷增長，傳統閉環式教育體系日漸力不從心。本文在“開環大學”背景下，探索了以人才知識的持續“升級更新”為理念的“開環式”化工實驗教學模式。該模式一方面根據“學友”自身的內在學習需求，實現人才培養的差異化、定制化；另一方面，打破了現有的學制約束，使“學友”根據自身需求隨時進入校園學習，形成終身學習型校園環境，有助于增強學生、校友的認同感和歸屬感。開環教學對教師提出了更高的要求，有助于提升教師教學水平，同時還有助于提升學校的社會責任意識、影響力及信譽，以及推動學校一流學科建設。