基于專業(yè)認(rèn)證的《化學(xué)工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱設(shè)計(jì)與制定

＊向婷 袁正求 曾令瑋 曾堅(jiān)賢 周虎 劉國(guó)清*

（1.湖南科技大學(xué)教務(wù)處 湖南 411201 2.湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 湖南 411201 3.湖南科技大學(xué)化學(xué)與化工創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心 湖南 411201）

具有國(guó)際實(shí)質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認(rèn)證，是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)[1]。2013年中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》以來，一直致力于促進(jìn)高等學(xué)校工程教育質(zhì)量的提高，2016年成為該協(xié)議第18個(gè)正式會(huì)員。在此之后，教育部組織專家組，相繼形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”。高等教育學(xué)界以此為依據(jù)，積極推進(jìn)新工科建設(shè)，工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要性不言而喻[2-3]。

《化學(xué)工藝學(xué)》專門研究化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、原理、方法、特點(diǎn)與應(yīng)用之間相互關(guān)系和一般規(guī)律，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)主干課程。本課程是化學(xué)工程與工藝及相關(guān)專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生對(duì)化工基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用、化工專業(yè)能力和素質(zhì)培養(yǎng)體系中，占有十分重要的地位[4-5]。學(xué)生在以后的生產(chǎn)與開發(fā)研究工作中能夠開拓思路，觸類旁通，靈活運(yùn)用，不斷開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品和新設(shè)備，降低生產(chǎn)過程中的原料與能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，更好的滿足社會(huì)需要。

課程教學(xué)大綱是執(zhí)行專業(yè)人才培養(yǎng)方案、實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的教學(xué)指導(dǎo)性文件，是教師進(jìn)行課程教學(xué)工作的指南，也是征訂教材以及教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)與管理的主要依據(jù)。本文基于工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與要求，依據(jù)OBE理念，依托我校國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)-化學(xué)工程與工藝專業(yè)（含卓越計(jì)劃），介紹了《化學(xué)工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)制定思路及相關(guān)內(nèi)容，以期為本專業(yè)其余專業(yè)主干課程教學(xué)大綱的修訂提供參考與借鑒。

1.課程名稱、學(xué)時(shí)與學(xué)分

依據(jù)教育部2018年公布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于化工類專業(yè)核心課程建議，《化學(xué)工藝學(xué)》課時(shí)不少于32學(xué)時(shí)，學(xué)分不少于2。教學(xué)系將原有《化工工藝學(xué)》按照該標(biāo)準(zhǔn)命名為《化學(xué)工藝學(xué)》；在制定培養(yǎng)方案過程中，同時(shí)考慮本校化學(xué)工程與工藝專業(yè)在該門課程上的傳統(tǒng)與優(yōu)勢(shì)，確定化學(xué)工程與工藝專業(yè)《化學(xué)工藝學(xué)》課時(shí)48學(xué)時(shí)，學(xué)分3；化學(xué)工程與工藝（卓越計(jì)劃）專業(yè)則因較為注重學(xué)生科研創(chuàng)新和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同時(shí)受整體學(xué)分限制，《化學(xué)工藝學(xué)B》課時(shí)降為40學(xué)時(shí)，學(xué)分2.5。教學(xué)系充分考慮《化學(xué)工藝學(xué)》與本專業(yè)其余專業(yè)課程的上下銜接關(guān)系與教學(xué)規(guī)律，將化學(xué)工程與工藝專業(yè)（含卓越計(jì)劃）該門課程開課學(xué)期定為第六學(xué)期。

2.課程目標(biāo)

(1)課程目標(biāo)的制定與修訂

課程教學(xué)大綱的制定在本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案確定后進(jìn)行。專業(yè)組織教師多次研討，建立《化學(xué)工程與工藝專業(yè)課程目標(biāo)修訂制度》，提供課程目標(biāo)建立及修訂的制度保障。專業(yè)課程組教師則依據(jù)人才培養(yǎng)方案中該門課程應(yīng)支撐畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)及現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)充完善，確定該門課程的教學(xué)目標(biāo)，主要考慮因素為課程目標(biāo)是否形成對(duì)分配畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)的有效支撐、學(xué)生能力培養(yǎng)及現(xiàn)實(shí)操作的可行性。同時(shí)專業(yè)貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，從授課學(xué)生的角度出發(fā)，綜合學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿與學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，切實(shí)可行制定課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，將知識(shí)掌握和能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。在經(jīng)歷一輪以上課程教學(xué)后，課程組教師依據(jù)學(xué)生反饋、教師意見及課程目標(biāo)達(dá)成分析報(bào)告，對(duì)于課程目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步修改與完善，與時(shí)俱進(jìn)，以達(dá)到持續(xù)改進(jìn)的目的。

(2)課程目標(biāo)具體內(nèi)容

教學(xué)系組織全體專業(yè)教師多次討論，確定各門課程與化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)中的支撐對(duì)應(yīng)關(guān)系。依據(jù)《化學(xué)工藝學(xué)》對(duì)于畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)的支撐，同時(shí)綜合考慮本專業(yè)開設(shè)該門課程的傳統(tǒng)沿革，確定《化學(xué)工藝學(xué)》課程目標(biāo)具體內(nèi)容為：①使學(xué)生了解本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容以及地位、任務(wù)和作用。通過查閱資料，了解化工科學(xué)史年鑒及化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，明確自己的社會(huì)責(zé)任和歷史使命。②培養(yǎng)學(xué)生樹立獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立思考和獨(dú)立解決問題的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從典型化工生產(chǎn)工藝中，總結(jié)規(guī)律，開拓創(chuàng)新，具備技術(shù)創(chuàng)新的能力。③培養(yǎng)學(xué)生具備將新型化工生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品、工藝管理融會(huì)貫通的素質(zhì)，使學(xué)生了解基本化工生產(chǎn)工藝通用規(guī)律。④使學(xué)生具有與本課程有關(guān)的解題、運(yùn)算和使用技術(shù)資料等方面的基本技能，并初步具備解決較復(fù)雜的化工生產(chǎn)與管理、分析問題的能力。⑤使學(xué)生掌握化學(xué)工藝相關(guān)化工生產(chǎn)與科研技術(shù)，了解工程問題的多學(xué)科技術(shù)背景特點(diǎn)。⑥使學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)，樹立節(jié)能、綠色、環(huán)保等可持續(xù)發(fā)展理念，對(duì)有關(guān)化工生產(chǎn)與設(shè)計(jì)學(xué)科方面的工程常識(shí)，重要技術(shù)成就及學(xué)科新的發(fā)展趨向有所了解。其中，課程思政目標(biāo)糅合在課程目標(biāo)1與課程目標(biāo)6中，主要針對(duì)學(xué)生的工程素養(yǎng)與工程職業(yè)道德，能夠?qū)W有所長(zhǎng)，學(xué)有所用，達(dá)到“守好一段渠，種好責(zé)任田”的目的。

(3)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證理念，課程目標(biāo)支撐專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求，而畢業(yè)要求進(jìn)一步支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。多個(gè)畢業(yè)要求可以支撐同一個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，多個(gè)課程目標(biāo)可以支撐同一個(gè)畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)，但是反向不被允許。以此為準(zhǔn)則，依據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，《化學(xué)工藝學(xué)》課題組老師經(jīng)過廣泛調(diào)研與認(rèn)真討論，確定本門課程支撐的相關(guān)畢業(yè)要求內(nèi)涵點(diǎn)，并建立課程目標(biāo)與對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)的支撐關(guān)系及強(qiáng)度如表1所示。

由表1可以看出，《化學(xué)工藝學(xué)》課程主要支撐5個(gè)畢業(yè)要求，其中內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)2.3和內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)7.1為強(qiáng)支撐，分別為對(duì)于課程目標(biāo)3與課程目標(biāo)6的提升與強(qiáng)化，直接對(duì)應(yīng)的主要教學(xué)內(nèi)容為“無機(jī)化工工藝單元與有機(jī)化工工藝單元”及“綠色化工”。因此，在相應(yīng)的課程教學(xué)學(xué)時(shí)安排中，也會(huì)進(jìn)行適當(dāng)加強(qiáng)，并多樣化教學(xué)方法與手段，加強(qiáng)教學(xué)效果，提高學(xué)生相關(guān)能力。

表1 《化學(xué)工藝學(xué)》課程目標(biāo)與對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求內(nèi)涵觀測(cè)點(diǎn)的支撐關(guān)系及強(qiáng)度

3.教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)OBE教學(xué)理念，綜合教學(xué)實(shí)踐，《化學(xué)工藝學(xué)》理論教學(xué)內(nèi)容主要分為4部分：化學(xué)工藝基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）、綠色化工（8學(xué)時(shí)）、無機(jī)化工工藝單元（16學(xué)時(shí)）和有機(jī)化工工藝單元（12學(xué)時(shí)）。化學(xué)工藝基礎(chǔ)支撐課程目標(biāo)1、2與4，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1與3，要求學(xué)生了解化學(xué)工業(yè)的主要原料資源提煉及加工利用過程與主要產(chǎn)品用途。掌握化工過程的含義及主要效率指標(biāo)，工藝流程的基本概念，催化劑的性能及使用等知識(shí)。熟練掌握工藝流程的組織方法與步驟，工藝管理的內(nèi)涵與內(nèi)容，工藝參數(shù)的選擇方法（反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡和反應(yīng)速度的影響），反應(yīng)過程的物料衡算和熱量衡算的基本方法與步驟；綠色化學(xué)主要支撐課程目標(biāo)1與6，對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1與7，則要求了解綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)基本概念。掌握綠色化學(xué)的原則及主要內(nèi)容，原子經(jīng)濟(jì)型的基本概念，綠色化工評(píng)估指標(biāo)等知識(shí)。熟練掌握化學(xué)品生命周期評(píng)價(jià)的步驟，清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵與內(nèi)容，綠色化工過程的選擇方法。化工工藝生產(chǎn)單元部分為本門課程教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)，覆蓋所有課程目標(biāo)，且直接支撐畢業(yè)要求1至4。無機(jī)化工工藝單元主要包括合成氨及純堿與燒堿。有機(jī)化工生產(chǎn)工藝單元包括烴類熱裂解、催化加氫與脫氫、氧化、氯化及聚合物生產(chǎn)工藝等。經(jīng)過工藝單元學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟悉化工產(chǎn)品的各種生產(chǎn)工藝流程、反應(yīng)原理、三廢處理及使用設(shè)備，并能獨(dú)立進(jìn)行相關(guān)計(jì)算與設(shè)計(jì)，具備解決化工工藝方面復(fù)雜問題的能力。

此外，《化學(xué)工藝學(xué)》的實(shí)驗(yàn)部分獨(dú)立開設(shè)3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，8學(xué)時(shí)，包含于《化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)》中，主要包括：乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）、乙苯脫氫產(chǎn)物的氣相色譜分析實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）和球形γ-Al2O3的制備實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）。乙苯脫氫制苯乙烯要求學(xué)生了解乙苯脫氫過程，設(shè)計(jì)合理工藝流程，并安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；學(xué)會(huì)穩(wěn)定操作條件的方法；作出反應(yīng)溫度對(duì)轉(zhuǎn)化率、選擇性、收率的影響曲線圖。氣相色譜分析實(shí)驗(yàn)則要求學(xué)生了解氣相色譜的基本原理和操作方法；了解氣相色譜儀的基本構(gòu)成單元和各單元的作用；掌握內(nèi)標(biāo)法定量的基本原理和操作方法。球形γ-Al2O3的制備實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握球形γ-Al2O3的制備方法，了解沉淀法制備催化劑的基本原理；掌握羥胺成型的方法。

4.課程考核方式

表2 《化學(xué)工藝學(xué)》課程考核內(nèi)容及分值分配

教學(xué)系制定了相關(guān)規(guī)章制度，對(duì)于課程考核方式及相關(guān)事宜進(jìn)行了規(guī)范。《化學(xué)工藝學(xué)》課程成績(jī)?cè)u(píng)定采用百分制計(jì)，其中期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%。在期末考試前，授課教師提交課程考試（考核）合理性審核表，主要內(nèi)容包括考試（考核）內(nèi)容是否與教學(xué)大綱符合、形式是否合理、內(nèi)容是否覆蓋課程目標(biāo)和畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)及是否體現(xiàn)專業(yè)復(fù)雜工程問題解決能力等。合理性審核表提交教學(xué)系主任和教學(xué)副院長(zhǎng)進(jìn)行兩級(jí)審核。考試試卷題型嚴(yán)格按照該門課程對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)分類，各課程目標(biāo)占分及題型嚴(yán)格依據(jù)教學(xué)大綱進(jìn)行，以確定試題的難度、深度和廣度，保證試題的科學(xué)性、規(guī)范性，重點(diǎn)考核運(yùn)用知識(shí)分析、解決化工專業(yè)復(fù)雜工程問題的能力。平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)、課堂提問與隨堂小測(cè)試等。另外在課程結(jié)束時(shí)，授課教師會(huì)對(duì)學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷，調(diào)研該門課程學(xué)生自評(píng)課程目標(biāo)達(dá)成度，從側(cè)面印證課程考試+平時(shí)成績(jī)呈現(xiàn)課程目標(biāo)達(dá)成情況。本課程對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)設(shè)置的考核內(nèi)容以及分值分配明細(xì)如表2所示。此外，教學(xué)大綱還對(duì)于課程考試試題類型分布及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)均進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。

5.結(jié)語

本文基于化學(xué)工程與工藝專業(yè)核心課程《化學(xué)工藝學(xué)》，對(duì)符合本科教學(xué)國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與OBE理念的課程教學(xué)大綱進(jìn)行了設(shè)計(jì)與制定，為本專業(yè)其余專業(yè)主干課程教學(xué)大綱的制定提供參考與借鑒，從而為面向產(chǎn)出的教學(xué)質(zhì)量管理與評(píng)價(jià)機(jī)制提供制度保障，有利于提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出具備解決化工專業(yè)復(fù)雜工程問題能力的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。