工程教育認證背景下無機化學實驗教學改革與實踐

陳世界 李金龍 尹彥冰 白麗明 呂仁江

(齊齊哈爾大學 化學與化學工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

我國于2016年6月正式加入國際工程教育《華盛頓協議》組織，工程教育質量認證實現了國際實質等效，這對我國工程教育人才培養質量的要求會更高[1,2]。作為國際認可的工程教育質量保證體系的工程教育專業認證，是獲得工程教育國際認可和工程師資格國際互認的重要保障[3,4]。

無機化學實驗是學生進大學后開設的第一門基礎實驗課，對后續基礎化學實驗課程學習起到承前啟后的重要作用。在工程教育專業認證的背景下，如何保障無機化學實驗的教學質量成為一個亟待解決的問題。因此，需要以工程教育專業認證的要求來重新審視并優化無機化學實驗教學環節，提高學生工程素質和工程能力，保障無機化學實驗教學質量的提高。

1 無機化學實驗目前存在的問題

隨著中國高等教育的迅速發展和高考制度的改革以及高中新課標的實施,特別是工程教育認證工作在高校的大力推進,對于高等教育低年級的基礎實驗課教育教學的模式提出了一系列的改革任務,傳統的無機化學實驗教學模式已經遠遠滿足不了工程教育認證背景下教育教學改革的發展需要.無機化學實驗是化工類工科專業必修的實驗課,既要克服高中教育教學中實驗能力不足的問題,又要與高年級的教育教學做好接軌工作。基于上述問題,本文對無機化學實驗教學進行改革研究與探索。

根據工程教育專業認證標準畢業要求對無機化學實驗提出的新要求，目前無機化學實驗的教學實施過程中仍存在一些不足之處，主要包括以下三點: 一是無機化學實驗課程目標與工程實際結合不充分，對引導學生解決復雜工程問題能力的培養方面有欠缺; 二是無機化學實驗教學過程管理未能較好地體現OBE理念; 三是無機化學實驗考核方式難以有效評價學生的能力達成情況,對無機化學實驗課程教學的持續改進不利。

2 無機化學實驗教學改革與探索

針對當前工程教育專業無機化學實驗所存在的問題，本文按照工程專業教育認證標準的相關要求，基于OBE教學理念，提出并組織實施了無機化學實驗相應的改革措施。

2.1 課程目標與畢業要求指標點的對應關系的改革

課組根據化工類專業人才培養方案中三個畢業要求指標點: (1)掌握設計和實施工程實驗的基本原理和基本方法，并能夠合理設計實驗；(2)能夠根據實驗目的確定需要的數據及其精度，選擇合適的手段收集、分析實驗數據；(3)根據實驗結果，綜合文獻資料得到合理、有效的結論。修訂無機化學實驗教學大綱,討論并制定了無機化學實驗的課程目標: (1)使學生掌握設計和實施工程實驗的基本原理和基本方法并能合理設計實驗;(2)使學生能夠根據實驗目的確定需要的數據及其精度，并能夠選擇合適的手段收集并分析實驗數據，根據實驗結果，綜合文獻資料得到合理、有效的結論。(3)使學生能根據實驗需要，通過查閱手冊、工具書及其它信息源獲取必要信息，能獨立、正確地設計實驗和撰寫設計方案。通過無機化學實驗課程的學習和訓練，使學生達到上述三個目標,確立了課程目標與畢業要求指標點的一對多的對應關系。

2.2 無機化學實驗的過程化管理的改革

根據工程教育專業認證標準對無機化學實驗的要求以及OBE教育理念，在無機化學實驗教學中采用過程化管理，保證無機化學實驗教學質量，突出成果導向。無機化學實驗指導教師在實驗教學中加強過程指導并且在每次實驗結束時設置下一次實驗考核的任務目標，形成進程記錄。通過這種方式反饋學生對無機化學實驗的學習情況。

2.3 無機化學實驗評價方式的改革

無機化學實驗課程目標是否達成是評價無機化學實驗改革成敗的關鍵，實驗指導教師從實驗操作、實驗報告、實驗考試等方面進行綜合評價。突出無機化學實驗過程化考核。課組集體討論制定了無機化學實驗課程評價標準并在具體實驗教學中進行實施。

2.3.1 制定無機化學實驗課程評價標準

(1)考核與評價方式及成績評定原則:平時成績占60%：包括預習、實驗報告，平時實驗操作，其中預習、實驗報告占40%;平時實驗操作20%;期末結課考核占40% ：包括實驗方案的設計、實驗操作、實驗報告、實驗結果。(2)制定具體考核與評價標準。

2.3.2 課程考核成績及分析

(1)根據課程考核成績分布表,繪制課程考核成績分布圖。(2)進行試題質量分析:期末考核實行當堂實驗設計操作的方式，實驗題目為“粗硫酸銅的提純”。主要考查學生設計實驗及實驗操作能力。期末考核試題分為兩個部分：首先是要求學生根據粗硫酸銅中的雜質設計提純的方案，包括原理、所需藥品、儀器、具體的操作步驟及檢驗產品純度的原理和方法，設計完成之后再當堂完成實驗。(3)閱卷情況分析:期末實驗成績分三部分：第一部分是設計方案，包括提純粗硫酸銅的實驗原理、儀器藥品和實驗步驟，產品純度的檢驗方法。第二部分是實驗操作，稱量、溶解、攪拌、加熱、蒸發濃縮結晶、普通過濾、減壓過濾等基本操作。第三部分是實驗結果，包括產品的產量、外觀、純度及實驗報告。第二部分由指導教師當堂打分，第一部分和第三部分成績由指導教師課后批閱。評分標準，閱卷過程規范，成績評定公平合理。(4)教學效果分析：盡管實驗初期由于高中教育教學中實驗能力不足的問題,困難較多,但是,通過一學期的實驗訓練和教師指導，從期末實驗考核學生的成績來看，所有學生基本能夠掌握設計實驗方案并獨立完成實驗的能力。

2.3.3 課程達成度持續改進效果評價

(1) 課程目標達成情況：課程目標1、課程目標2、課程目標3的達成度均大于0.7，達到了預期的課程目標。

(2) 持續改進效果評價：本門課程考核評價方式在我校化工類專業無機化學實驗全面開展了改革，建立多元化實驗考核評價體系。在無機化學實驗具體教學過程中，取得了較好的效果，并在下一年的教學中進一步對考核方法環節進行改進。

3 結語

無機化學實驗是大學低年級化工類學生必修的第一門基礎化學實驗課程。本文以工程教育專業認證為契機，系統地分析了傳統無機化學實驗教學的現狀和不足之處，從課程目標與畢業要求指標點的對應關系、過程化管理和評價方式三個方面進行了改革并進行了具體的實踐,強化了工程教育專業認證背景下無機化學實驗的課程改革, 提高了無機化學實驗教學質量。