基于工程認證標準構建無機化學實驗課程標準化教學大綱
——以湖北大學化工與制藥類專業為例

李玲，王凱，王娟，王崢，張馳，朱文華，田麗紅，王應席

湖北大學化學化工學院，武漢 430062

新工科是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育的改革方向[1]。無機化學實驗是我院工科專業(如化工與制藥類專業)的第一門實踐課程，對專業人才的培養有不可忽視的作用。無機化學實驗中，通過完成不同類型的實驗項目，培養學生觀察能力、動手操作能力、數據分析能力，也培養了學生求真務實的品質。通過每一次實驗數據處理和實驗報告的撰寫，幫助學生養成獨立思考的習慣，重點培養分析問題、解決問題的能力。然而，高校間工科背景的不均衡，實驗室條件不同、授課教師的不同必然導致了教學的差異性，直接影響課程相關的畢業能力的達成，影響人才培養的質量[2,3]。

“工程認證”也稱為工程教育認證，是指專業認證機構針對普通高等學校所開設的工程類專業教育所實施的專門性認證。工程教育專業認證的核心是要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。在新工科的背景下，工科人才培養逐步轉向突出工程能力培養和訓練[4]。課程體系建設是提升人才培養質量的重要環節之一，課程是專業人才培養的基礎和依托，課程教學大綱是課程建設的源頭，也是課堂教學運行的指揮棒[5,6]。但是大多數高校的無機化學實驗教學大綱，只是對課程目標、實驗內容和實驗考核進行規劃，缺少目標達成度評價。工程教育認證的核心理念是以學生為中心、成果產出導向(OBE)和持續改進[7]。課程目標的達成是工程教育認證標準中畢業要求達成的核心，其達成度評價也是畢業要求達成度評價的重要基礎?；诠こ探逃J證標準構建無機化學實驗標準化大綱，從而進一步規范無機化學實驗教學，為建立工程類實踐課程的標準體系提供參考。

1 構建基礎

我院的無機化學實驗教學針對工科和理科實驗項目不同，考核方式由平時實驗操作成績與期末操作考試綜合決定?？己朔绞饺绫?所示。

表1 實驗考核方案

但是實驗考核方案中，均未指出與課程目標的關聯，缺少目標達成度評價。缺少量化指標，導致教師在實驗教學的過程中缺少目標導向。自2019年9月開始，我院無機化學實驗教學開始融入信息化教學手段，為過程性考核提供了很好的平臺。因此，需要將原來的課程大綱進行修訂?；诠こ陶J證標準和原有的實驗大綱的基礎進行改造，構建標準化教學大綱。

2 構建標準化大綱

2.1 課程基本信息

在原有的課程信息的基礎上，補充詳細的考核方式。在信息化背景下，補充了課程的教學方式，對授課教師也提出了統一的要求。在考核方式中明確指出，由預習測試(超星學習通發布的預習測試)代替原有的檢查預習報告的方式。補充了關鍵詞，不僅反映了課程的核心內容，也是指導教師在實驗教學中把握教學的重點。課程基本信息如表2所示。

表2 課程基本信息

2.2 細化課程目標

結合無機化學實驗的課程基本信息，以及《工程教育認證通用標準解讀及使用指南》(2020版)相關要求和內容，細化了課程目標，具體如下：

課程目標1 (知識目標)：掌握化學實驗的基本方法和基本技能，掌握常用儀器、裝置的使用方法，掌握設計合成無機化合物的基本原理和制備方法。

課程目標2 (能力目標)：培養學生細致地觀察和記錄實驗現象的習慣，養成通過現象看本質的化學邏輯關系，培養歸納、綜合、正確處理數據的能力，培養獨立分析、解決問題的能力。

課程目標3 (育人目標)：培養學生安全生產意識和環保意識，培養誠實公正、誠信守則的職業道德，培養學生的協作精神和求真務實的科學品質。

在《工程教育認證通用標準解讀及使用指南》中，畢業要求第四項研究中明確指出：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。無機化學平時實驗考核包括預習測試、實驗操作、實驗結果和實驗報告。實驗操作反映學生的實際動手操作能力，與畢業要求中的3個指標點“能構建實驗系統，安全地開展實驗，正確地采集實驗數據”對應；實驗報告的撰寫則考查學生處理實驗數據、對實驗現象進行分析、得出結論的能力，與畢業要求中第4個指標點“能對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論”對應。實驗預習測試中涉及廢液的處理、安全操作和環保意識的考查；實驗數據的如實記錄，培養求真務實、實事求是的誠信意識；通過兩人合作完成的實驗培養學生的協作精神，通過單人單組實驗培養學生深入分析問題的能力，這些均反映在每一次實驗的實驗結果中。因此，預習測試和實驗結果與第八項職業規范中的第二個指標點“理解誠實公正、誠信守則的工程職業道德和規范，并能在工程實踐中自覺遵守”對應。基于此，將課程目標與畢業要求關聯(表3)，并賦予權重值，從而為后續課程目標達成度評價奠定基礎。

表3 課程目標與畢業要求的對應關系

2.3 實驗內容與思政元素、課程目標對應

我?；づc制藥專業的實驗內容共有7項，根據具體實驗內容，細化了融入實驗教學中的思政元素，并將實驗內容與課程目標對應，如表4所示。

表4 實驗內容對應的思政元素

2.4 課程目標與考核方式的關系

考核遵從原有的考核方案，如表1所示。唯一不同的是，基于校內SPOC課程中心建設的與實驗項目相關的視頻與拓展閱讀素材，無機化學實驗教學采用SPOC混合式教學。學生進行線上預習，課堂教學以討論為主。在實驗課前10分鐘，基于智慧教學工具“超星學習通”進行隨機預習測試，滿分20分，測試成績記錄為預習分數，其余考核方式均相同。針對我院化工與制藥專業的必修無機化學實驗項目，在改進的考核方式的基礎上，與課程目標相關聯。每一個課程目標的考核方式均包括平時實驗和操作考試的考核。課程目標評價計算公式：依據對學生的考核結果(包括平時實驗、操作考試)，進行課程對各畢業要求指標點的達成度評價值計算公式如下：

總成績的分值由3個課程目標的分數組成(記為i，i= 1, 2, 3)，各課程目標總分值分別為A1、A2、A3，各課程目標平均分值為B1、B2、B3，所占總成績百分比C1、C2、C3。

2.5 評價標準樣例說明

2.5.1 過程性考核(平時實驗成績考核)

過程性考核按“實驗預習-實驗操作-實驗結果-實驗報告”四個方面。預習測試在學習通上進行，總分值20分，實驗操作和實驗結果各25分，實驗報告30分。預習測試考查相關的實驗注意事項，考查學生的安全意識或環保意識；實驗結果一方面要求學生尊重實驗事實、如實記錄實現現象，也要求學生在合作實驗中有協作精神。因此，這兩項的分數總和為課程目標3對應的分數。實驗操作考查學生的動手能力，分數為課程目標1對應的分數；實驗報告則要求學生處理實驗數據，計算相關常數，進行誤差分析；或者分析現象，得出結論，考查學生分析問題、解決問題的能力，分數為課程目標2對應的分數。以2020級化工與制藥專業的一名學生杜某某的實驗成績為例，根據表1的考核方案給出每一次實驗的成績，實驗結束后以平均值計入實驗總評成績。并將實驗內容分別對應課程目標1-3，計入平時實驗成績統計表(表5)。

表5 平時實驗成績詳細統計表樣例

2.5.2 終結性考核(期末考核)

以操作考試的方式進行期末考試，操作考試總分為100分。實驗操作考試中涵蓋基本的實驗操作和制備實驗的重要操作?；緦嶒灢僮鳎绶Q量、溶解、常壓過濾和減壓過濾等操作，其分數為課程目標1對應的分數；制備實驗中的關鍵操作，如調pH、蒸發濃縮、濾液冷卻和產品的洗滌等操作，其分數為課程目標2對應的分數；實驗產品的外觀、產量和是否干燥，考查學生綜合表現和考試誠信，其分數為課程目標3對應的分數。以2020級化工與制藥類專業的杜某某同學的實驗操作考試為例，按操作考試的評分標準進行評分，對最終操作考試給出百分制成績，并將課程目標所對應的分數記錄在考試統計表中，如表6所示。

表6 操作考試與課程目標關聯成績統計表樣例

2.5.3 課程目標達成度(綜合成績)評價

結合平時成績(表5)中和操作考試(表6)中課程目標1-3的值計算總的評價值，計算公式如下：

總成績的分值由多個部分組成(記為i)，各課程目標總分值分別為A1、A2、…、Ai，學生的實際得分為B1、B2、…、Bi，所占總成績百分比C1、C2、…、Ci(∑Ci= 1)。課程目標占課程的權重比D1、D2、D3。以2020級化工與制藥類專業的杜某某同學的評價值為例，考試課程目標1-3，分別占總分的40%、40%和20%，得到課程目標達成度評價，如表7所示。

表7 課程目標達成度(綜合成績)評價表

杜某某同學平時實驗的課程目標1、2、3的評價值分別為0.336、0.320和0.173，評價值之和為0.829；操作考試的課程目標1、2、3的評價值分別為0.304、0.304和0.323，評價值之和為0.871，計算出該同學實驗課程的總的評價值為0.846。課程總評價值≥0.7，則認為此學生基本達到了該門課程的教學要求[2]。

3 結語

無機化學實驗課程教學大綱構建完成之后，須經教研室、學院(系)教學委員會、學校教學委員會三級審核通過后，才能正式作為學校的標準化課程教學大綱應用于教學運行?；谡n程目標達成度評價和學科以及領域的發展，對實驗內容進行適當的修訂。標準化教學大綱為化工與制藥類專業的第一門實踐教學活動提供了明確的依據，一方面努力減小了教學的差異性，另一方面指導教師在教學中秉承“目標導向”的教學理念進行實驗教學，加強無機化學實驗課程的建設，在實現課程目標的同時實現人才培養目標?！盎瘜W工程與工藝”與“高分子材料與工程”專業的實驗內容相同，因此該課程的課程目標及改造后的標準大綱同樣適用。