化工基礎(chǔ)實驗“預約定制式”本科創(chuàng)新教育教學模式研究

鞏冠群，張英杰，張雙全

(中國礦業(yè)大學煤炭潔凈加工與高效轉(zhuǎn)化國家實驗教學示范中心，中國礦業(yè)大學 化工學院，江蘇 徐州　221116)

化工基礎(chǔ)實驗課程是大學化工、過程控制、生工等多個專業(yè)學生培養(yǎng)的重要課程，是學生實踐動手能力及工程化素養(yǎng)的培育基礎(chǔ)[1-4]。近幾年，在國際工程專業(yè)認證及國家雙一流建設的綜合背景下，中國礦業(yè)大學化工專業(yè)得到了充分的支持和發(fā)展，承載實踐教學重擔的化工基礎(chǔ)實驗教學條件及教學效果也得到了很大提升。目前，圍繞新一輪專業(yè)認證需求及國際一流專業(yè)建設的培養(yǎng)，化工基礎(chǔ)實驗教育質(zhì)量與教學改革需要與時俱進，改革創(chuàng)新，以滿足形勢發(fā)展需要[3-6]。

1　化工基礎(chǔ)實驗教學的創(chuàng)新建設基礎(chǔ)及必要性

作為江蘇省精品課程《化工原理》的實驗實踐環(huán)節(jié)，我?；せA(chǔ)實驗課程(是化工、過程控制等6大專業(yè)的必修課)具有較好的基礎(chǔ)，目前化工基礎(chǔ)實驗課程建設師資力量雄厚，人員知識結(jié)構(gòu)科學合理，具有多年教學經(jīng)驗積累和教學改革探索，其中《化工原理》仿真實驗系統(tǒng)開發(fā)(課件)獲2012年校級優(yōu)秀教學成果一等獎；2014年，作者的實驗教研成果獲江蘇省PCT專項資助，并轉(zhuǎn)化為實驗教學模具，“一種套筒式壓濾機”獲國家發(fā)明專利授權(quán)；2015年，化工原理課程體系建設獲得中國煤炭教育協(xié)會教學成果二等獎。

目前，實驗室按照2014年專業(yè)認證要求，進行了規(guī)范化建設，化工基礎(chǔ)實驗課程所需各種實驗設備充足，布局合理，實驗室軟硬件建設標準高，自2014年化工專業(yè)認證后，先后已有30余所高校、院系到實驗室參觀學習，很多實驗室已作為專業(yè)工程認證樣板房向外宣傳，并得到來訪者的高度稱贊。2015年，化工基礎(chǔ)實驗室獲批校級實驗室工作先進集體，實驗室人文環(huán)境及布局設施等軟硬件條件先進，校省級標識成果多，學生獲獎面大，含金量高(2012年以來每年都有基于化工基礎(chǔ)實驗的省級或國家級獲獎)。2016～2017年，借助新一輪專業(yè)認證，以評促建，化工基礎(chǔ)實驗室人文環(huán)境及軟硬件條件得到進一步有力提升，學生滿意度及社會認可度顯著提高。

然而，作為一門獨立課程，化工基礎(chǔ)實驗課課程建設及教學方法還有許多不足，如，經(jīng)過化工專業(yè)認證后，根據(jù)工程教育實踐能力培養(yǎng)需求，許多設備補充更新后缺乏相應的學習指導，新的教學資源庫急需更新建設，更為迫切的是，在國際工程教育視野下，原有各種教育教學模式滿足不了本科人才工程實踐能力培養(yǎng)及工程技術(shù)人才國際就業(yè)競爭需求，所以，我們經(jīng)歷近幾年探索，總結(jié)提出深受學生好評的“預約定制式”化工基礎(chǔ)實驗課程教育教學改革創(chuàng)新模式，希望通過教學改革探索，推動這一極具潛力、競爭力與發(fā)展前途的教育教學創(chuàng)新模式向前發(fā)展，以專業(yè)工程認證通過為契機，改革創(chuàng)新，彌補不足，進一步提高完善，切實提高工程教育質(zhì)量，促進實現(xiàn)建設一流學科專業(yè)的目標。

2　 改革創(chuàng)新建設的框架內(nèi)容

2.1　特色規(guī)劃

根據(jù)培養(yǎng)方案及教學大綱，引入國際工程教育專業(yè)認證背景下化工專業(yè)工程教育實踐需求，同時依據(jù)我校礦業(yè)特色，借助雙一流建設的礦業(yè)工程相關(guān)學科力量，改革、創(chuàng)新、擴充設計性及綜合性實驗內(nèi)容，制定不同學習能力及學習基礎(chǔ)的學生實驗規(guī)劃；教育教學過程強調(diào)實驗實踐動手能力培養(yǎng)，突出工程工藝思想及技術(shù)路線設計等工程素養(yǎng)培養(yǎng)。

2.2　個性預約

制定詳細實驗實踐項目安排表及實驗室條件配置介紹，與學生實現(xiàn)預約互動。學生根據(jù)個人愛好及輔助講義指導，可以預約不同老師，學生向老師闡明自己想法、計劃，師生互動討論，確定計劃及方案，學生動手實施。

2.3　實驗團隊組建

研究“預約定制式”實驗實踐小團隊配置條件規(guī)律及條件要求，結(jié)合個人興趣與努力方向，自行組織實驗團隊，組織好分工。培養(yǎng)引導學生制定相關(guān)個性化實驗實踐方案與技術(shù)路線，先進行仿真訓練，根據(jù)團隊合作情況及實驗條件與結(jié)果作適當修正。

2.4　過程考核與工程實踐能力培養(yǎng)

重過程輕結(jié)果，著力考核學生實驗過程的工程實踐能力培養(yǎng)，引導數(shù)理分析知識提前積累，如，模擬、建模、優(yōu)化及統(tǒng)計分析等。強化結(jié)果分析,培養(yǎng)學生動手操作能力、團隊協(xié)作能力、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果及時反饋及分析能力與工程工藝參數(shù)修正能力、理論分析與實驗實踐優(yōu)化能力等工程教育認證必須的能力及素質(zhì)，提高教育教學水平，實現(xiàn)化工基礎(chǔ)實驗教學改革創(chuàng)新與人才培養(yǎng)提升。

2.5　創(chuàng)新化工基礎(chǔ)實驗學習指導資源庫建設

根據(jù)每屆上課學生對化工基礎(chǔ)實驗教材及輔助講義反饋，對學生問卷調(diào)查統(tǒng)計分析，編制、修正、增加和優(yōu)化化工基礎(chǔ)實驗學習指導資源庫建設，建設科技含量高、工程實踐能力培養(yǎng)效果好、處于學科前沿、實用性強的實驗項目進行創(chuàng)新組裝和優(yōu)化配置，時時動態(tài)推進創(chuàng)新型化工基礎(chǔ)實驗學習指導講義建設，建立在線實驗教學平臺，創(chuàng)新化工基礎(chǔ)實驗學習指導資源庫建設。

3　“預約定制式”改革創(chuàng)新實施方案

3.1　明確目標

根據(jù)專業(yè)認證及雙一流專業(yè)建設，化工基礎(chǔ)實驗教育教學緊緊定位于國際工程人才實踐能力及工程素養(yǎng)培育要求，以專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)條件及教學大綱為基礎(chǔ)，按照專業(yè)認證后建設需求和一流專業(yè)建設目標，調(diào)研并集成創(chuàng)新國內(nèi)外相關(guān)優(yōu)秀做法，引導和鼓勵創(chuàng)新性、設計性及綜合性實驗內(nèi)容，創(chuàng)新過程考核課程給分方法和培養(yǎng)方法。

3.2　一對一提升

調(diào)整優(yōu)化實驗室軟硬件實驗教學工作條件，建立實驗項目面向本科生實現(xiàn)全部開放預約的環(huán)境氛圍。每個實驗項目指定一位具有相關(guān)特長技術(shù)的主帶老師，每位老師只能主帶一個實驗項目，一對一提升實驗教學效果。實行實驗項目負責制，供學生選擇聯(lián)系預約，滿足學生實驗需求，確保教學質(zhì)量。

3.3　個性定制

實驗指導老師檢查學生團隊預約定制的個性化實驗方案，通過與老師交流探討，或?qū)嶒灷蠋煹牟糠中拚?，落實技術(shù)路線與實驗方案。

以培養(yǎng)強調(diào)學生的自主實驗動手能力及工程實踐能力為目標，鼓勵學生打破班級建制，自由組建實驗小團隊，根據(jù)團隊學習需求，結(jié)合化工基礎(chǔ)仿真實驗學習體會與每位同學個性特點及學有所長，自行設計實驗，定制個性化(設計、綜合、提高型)或標準化(重點體現(xiàn)傳統(tǒng)實驗要求)試驗方案，實驗結(jié)果僅作參考，重在實驗過程考核及工程實踐能力培養(yǎng)(包括實驗設計指導思想、實驗方案科學性、技術(shù)路線科學且經(jīng)濟可行性、實驗過程設備操作能力、現(xiàn)象分析結(jié)論歸納總結(jié)、團隊協(xié)作及下一步實驗設想等環(huán)節(jié))。針對不同實驗內(nèi)容，制定計劃及設計方案，都由學生動手實施，師生互動討論，指導教師在尊重學生創(chuàng)新個性的基礎(chǔ)上給以修正建議。

3.4　突出過程考核及工程實踐能力培養(yǎng)

老師根據(jù)預約定制的實驗方案提供相關(guān)實驗設備條件，學生按照與老師約定開放實驗時間，準時開展實驗；教學過程中，老師通過教學過程監(jiān)控，實現(xiàn)教學過程按照既定方案計劃執(zhí)行，老師起到理論引導及安全監(jiān)管作用，包括儀器儀表的過程監(jiān)測，數(shù)據(jù)處理，異動分析，數(shù)據(jù)可靠性及規(guī)律性，結(jié)果處理等個性化培養(yǎng)，放手讓學生不拘一格發(fā)揮才能，實現(xiàn)知識基礎(chǔ)上的實踐能力塑造與創(chuàng)新提升。

針對特定實驗，注意儀器儀表使用監(jiān)控與過程動態(tài)數(shù)據(jù)分析的工程實踐能力，培養(yǎng)觀察、判別、分析矯正與及時調(diào)整實驗研究思路或參數(shù)的能力，注重團隊分工協(xié)作，強調(diào)個性發(fā)揮與集體討論解決，對實驗結(jié)果進行總結(jié)及理論提升，提出相關(guān)實驗建議或意見。針對不同小團隊個性化實驗特點，進行比較總結(jié)，讓學生相互學習，借鑒提高。

3.5　創(chuàng)新積累改革提升

采集課堂教育教學過程相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合問卷調(diào)查，總結(jié)歸納教學特點及經(jīng)驗教訓，時時動態(tài)推進教育教學方法改革，推進創(chuàng)新型化工基礎(chǔ)實驗學習指導講義建設，建立網(wǎng)絡在線實驗教學平臺，實現(xiàn)師生線上線下互動，提升專業(yè)認證條件下課程教學理論成果，充實提高化工基礎(chǔ)實驗講義內(nèi)涵，完善學生化工基礎(chǔ)實驗學習教學資源庫建設。

通過以上環(huán)節(jié)系統(tǒng)實踐教育，完成化工基礎(chǔ)實驗課程教育教學，最終真正實現(xiàn)教學方法上量化寬松與個性化工程實踐創(chuàng)新思維教育良性互動，優(yōu)化學生實驗動手能力與實踐工程素養(yǎng)培養(yǎng)。

4　結(jié)語

化工基礎(chǔ)實驗“預約定制式”本科創(chuàng)新教育教學模式研究是一個集成創(chuàng)新的探索，通過建設推動，希望建成具有國際工程教育認證特點的“預約定制式”化工基礎(chǔ)實驗課程教育教學改革創(chuàng)新模式，滿足并超出目前化工專業(yè)培養(yǎng)目標質(zhì)量要求，通過課程教學改革，使學生具備化工實驗實踐方案設計和實施工程試驗的工程實踐能力及團隊協(xié)作能力，提高教育教學水平及人才培養(yǎng)質(zhì)量。