基于OBE教育理念下的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革*

顏秀花，許 偉，張義東，吳 靜，孫明珠

(鹽城工學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051)

成果導(dǎo)向教育(Outcome Based Education，簡稱OBE)是一種以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的先進(jìn)的教育理念。基于社會不斷進(jìn)步、學(xué)科持續(xù)發(fā)展和行業(yè)更加融合的現(xiàn)狀，OBE教育理念是培養(yǎng)內(nèi)涵上高點(diǎn)定位，重視培養(yǎng)，強(qiáng)化知識、能力和素質(zhì)等的綜合體現(xiàn)[1]。OBE理念下學(xué)生能力的培養(yǎng)是重點(diǎn)，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。陳寶生部長在2018年教學(xué)工作會中強(qiáng)調(diào)，把人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效果作為檢驗(yàn)一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)方法和激勵(lì)機(jī)制要首先在本科創(chuàng)新[2]。

化工原理實(shí)驗(yàn)是化學(xué)工程與工藝及與之相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)實(shí)踐課，是理論聯(lián)系實(shí)踐的橋梁[3-4]。在本科生的基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程教學(xué)過程中發(fā)揮著承上啟下的作用?；贠BE教育理念，針對目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題，圍繞鹽城工學(xué)院“知行合一、立德樹人”的本科人才培養(yǎng)這一核心，修訂了化工原理實(shí)驗(yàn)教材及優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，建立了新的教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)室管理方法，并完善了評價(jià)體系。建立一個(gè)全新的化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，提高學(xué)生的綜合工程能力，為可持續(xù)的OBE教育模式提供借鑒。

1 落實(shí)以生為本，修訂化工原理實(shí)驗(yàn)教材，更新教學(xué)內(nèi)容

化工原理實(shí)驗(yàn)是我校化學(xué)工程與工藝及與化工相關(guān)學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課。它是將化工原理理論與實(shí)踐聯(lián)系起來的重要環(huán)節(jié)，具有典型的工程特點(diǎn)，涉及的每個(gè)單元操作實(shí)驗(yàn)都與化工生產(chǎn)中的基本過程息息相關(guān)，對培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力、綜合素質(zhì)和科研能力具有重要作用[3-4]。而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，對學(xué)生工程能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)力度不夠[5]。

在OBE理念下，對現(xiàn)有化工原理實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行修訂，在新修訂的教材中，增加了化工原理綜合項(xiàng)目。新的教材中，化工原理實(shí)驗(yàn)分為兩部分：化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和化工原理綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對原有的化工原理基礎(chǔ)項(xiàng)目進(jìn)行更新，使教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化，與OBE教育理念下的化工人才培養(yǎng)模式目標(biāo)一致。根據(jù)我校自身的實(shí)驗(yàn)條件，對化工原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容修訂增補(bǔ)。如在填料塔流體力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，增加填料塔吸收傳質(zhì)系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)，即填料吸收塔實(shí)驗(yàn)由原來的4學(xué)時(shí)增加到12學(xué)時(shí)，加大了綜合性實(shí)驗(yàn)的力度。再如在精餾實(shí)驗(yàn)中，老師出題要求同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來研究說明回流比對精餾塔分離效率的影響。將班級同學(xué)4人為一組，以組為單位查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組交一篇小論文來討論和說明實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

將化工原理9個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)又分為基礎(chǔ)項(xiàng)目和附加項(xiàng)目。在離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)中，單泵實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，泵的串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)則為附加項(xiàng)目；在精餾實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室有篩板塔和填料塔兩種裝置，篩板塔是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，填料塔是附加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對于輕化工程、環(huán)境工程、生物工程、食品工程，泵性能實(shí)驗(yàn)只做單泵實(shí)驗(yàn)，精餾實(shí)驗(yàn)僅做篩板塔，而對于化學(xué)工程與工藝、制藥工程及應(yīng)用化學(xué)，則增加了泵的串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)，填料塔實(shí)驗(yàn)，并要求比較篩板塔與填料塔的不同?？傊鶕?jù)同學(xué)們的專業(yè)及層次，開展分層次教學(xué)，真正做到因人而異，因材施教。

根據(jù)我國工程教育專業(yè)論證化工類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)要求，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例應(yīng)大于50%[3]?；谖倚Ｄ壳皩?shí)驗(yàn)教學(xué)條件，新增化工原理綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括傳熱綜合實(shí)驗(yàn)，液液萃取實(shí)驗(yàn)，超濾微濾膜分離實(shí)驗(yàn)，納濾反滲透膜分離實(shí)驗(yàn)。根據(jù)不同專業(yè)，不同層次學(xué)生，設(shè)置化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)學(xué)時(shí)。

2 堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)，改變教學(xué)模式

目前我校的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是傳統(tǒng)的模式，線下教學(xué)。課前，老師要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，但對預(yù)習(xí)結(jié)果不考核，大部分同學(xué)預(yù)習(xí)只是照本宣科的抄一遍，根本沒有去思考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，甚至有部分同學(xué)根本不預(yù)習(xí)，對老師的提問答不上來也無所謂。課堂上，學(xué)生充當(dāng)聽眾，老師把具體的操作步驟、操作中易失誤及失誤處理辦法以及如何處理數(shù)據(jù)、作圖講解的過于詳細(xì)，但學(xué)生能聽進(jìn)去的很少。實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生只需要依葫蘆畫瓢，或者邊看指導(dǎo)書邊操作，根本不需要?jiǎng)幽X。在這樣的線下教學(xué)模式下，學(xué)生對老師過于依賴，不利于學(xué)生工程觀念和獨(dú)立分析觀察問題的能力的培養(yǎng)。而工程特點(diǎn)是化工原理實(shí)驗(yàn)的主要特性之一，即在具體實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該對學(xué)生各種工作能力進(jìn)行培養(yǎng)，如分析、解決問題能力[6]。

基于OBE教育理念，圍繞培養(yǎng)一流應(yīng)用型人才目標(biāo)和OBE課程要求，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)模式，變單一的線下教學(xué)為線上線下混合式教學(xué)。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，由化工原理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課程組的每位教師事先錄制好15～30 min的微課視頻，借助課程中心平臺發(fā)布視頻，還可以在網(wǎng)上答疑釋惑，在網(wǎng)上發(fā)起論壇等，使網(wǎng)站成為全天候課堂。學(xué)生可以自行預(yù)習(xí)查閱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的微課視頻。在實(shí)驗(yàn)課集中講解前，教師檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并給出預(yù)習(xí)成績。在實(shí)驗(yàn)集體講解時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師主要講解自己所帶實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及該項(xiàng)目所在實(shí)驗(yàn)室的安全問題，并簡要介紹實(shí)驗(yàn)過程，給予學(xué)生思考空間。實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在各自所帶實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室巡視，讓學(xué)生自行操作，及時(shí)糾正操作錯(cuò)誤，解答學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中遇到的具體問題。改革后的教學(xué)方式，學(xué)生不再是被動(dòng)的參與，他們體會到了實(shí)驗(yàn)的樂趣，激發(fā)了學(xué)生們的獨(dú)立動(dòng)手操作興趣。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師以啟發(fā)式的提問比較方式引導(dǎo)學(xué)生思考，并對學(xué)生疑惑之處進(jìn)行具體講解。在離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)中，如果不灌泵，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？在離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)和流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)中，都用到泵，為什么一個(gè)要灌泵，一個(gè)不要灌泵？化工原理實(shí)驗(yàn)中，有的用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，有的用渦輪流量計(jì)，為什么？學(xué)生進(jìn)一步理解了化工原理理論課中所學(xué)化工單元操作的知識，學(xué)生由消極的接受者變?yōu)橹鲃?dòng)的認(rèn)知者，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，有利于引導(dǎo)學(xué)生解決復(fù)雜問題工程能力，建立工程觀念。引導(dǎo)學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)資源，培養(yǎng)了他們的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3 圍繞全過程，完善教學(xué)評估制度

評價(jià)是教學(xué)活動(dòng)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合理的評價(jià)方法，可以讓學(xué)生建立自信心、增強(qiáng)主動(dòng)性和積極性，通過評價(jià)，可以分析學(xué)生的知識掌握程度和能力缺陷，為改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和教學(xué)策略提供依據(jù)[7-8]。

目前我?；ぴ韺?shí)驗(yàn)成績一般采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占60%加上試卷卷面成績占40%的形式，實(shí)驗(yàn)成績的給出以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?yōu)橹?。而在?shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)較少的情況下，往往多名同學(xué)為一組，以小組為單位一起操作，分享一組數(shù)據(jù)。一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相同，往往一個(gè)同學(xué)完成報(bào)告，其他同學(xué)抄襲這位同學(xué)的報(bào)告。一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本一個(gè)版本，報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

OBE理念注重學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成，采用靈活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制。首先要從多方面如實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績、實(shí)驗(yàn)時(shí)操作過程情況以及實(shí)驗(yàn)完成情況等，圍繞全過程評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能與操作水平。同時(shí)變試卷考為實(shí)驗(yàn)操作考核，操作考核內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)課中上過的八個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具體考核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取抽簽的形式，每位同學(xué)單獨(dú)完成抽中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)操作考核在綜合考評成績中的比重高達(dá)60%，實(shí)驗(yàn)成績的給出以實(shí)驗(yàn)操作考核成績?yōu)橹鳌@全過程評估方法的實(shí)施將結(jié)果評價(jià)和過程評價(jià)有機(jī)結(jié)合，既打消了學(xué)生蒙混過關(guān)的念頭，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主動(dòng)手實(shí)驗(yàn)積極性，有助于學(xué)生工程觀念的培養(yǎng)，充分體現(xiàn)了以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE理念。

4 基于產(chǎn)出導(dǎo)向，建立新的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理機(jī)制

目前我?；ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)采用以班級為單位的集中教學(xué)方式。每學(xué)期，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求和專業(yè)系教學(xué)進(jìn)程安排，由專業(yè)系主任和實(shí)驗(yàn)中心主任共同負(fù)責(zé)制定實(shí)驗(yàn)課程安排表，由各任課教師制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度安排表，并上報(bào)實(shí)驗(yàn)中心和學(xué)院教務(wù)科備案并執(zhí)行。教務(wù)處負(fù)責(zé)檢查開課情況，由實(shí)驗(yàn)管理科負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)耗材和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的采購及維修。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)有限，達(dá)不到1人/臺。實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生2～4人一組，導(dǎo)致在以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)過程中，往往一位同學(xué)操作，其它同學(xué)圍觀的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。另外由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，學(xué)生對部分實(shí)驗(yàn)才剛剛?cè)腴T，課就結(jié)束了，不能深入的研究，顯得比較遺憾。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)資源處于閑置狀態(tài)。針對以上現(xiàn)象，可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方式，由集中教學(xué)方式變?yōu)榉稚⒌念A(yù)約實(shí)驗(yàn)。以化工原理實(shí)驗(yàn)中心為平臺，化工原理實(shí)驗(yàn)室對已學(xué)完實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的理論知識的學(xué)生實(shí)行預(yù)約開放。由學(xué)生自由組合制定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)老師審核后，學(xué)生通過網(wǎng)上預(yù)約聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室管理老師，待實(shí)驗(yàn)室管理老師通過后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)中同學(xué)彼此協(xié)調(diào)合作自主完成實(shí)驗(yàn)。通過開放實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)個(gè)性教學(xué)模式，提供給學(xué)生更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會，滿足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，建立起一定的工程概念，提高學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考解決問題的能力[9]。

5 結(jié) 語

化工原理實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)十分重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，因而化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力，工程觀念的建立，工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)至關(guān)重要。基于OBE教育理念，落實(shí)以生為本，修訂化工原理實(shí)驗(yàn)教材，更新教學(xué)內(nèi)容，采用線上線下混合教學(xué)模式，圍繞全過程，完善教學(xué)評估制度，選用開放式實(shí)驗(yàn)室管理方法。有利于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，為建設(shè)高水平、可持續(xù)的OBE教育模式提供借鑒。同時(shí)有助于鹽城工學(xué)院實(shí)現(xiàn)“成為一線卓越工程師培養(yǎng)的重要基地、行業(yè)科技創(chuàng)新的重要源頭、沿海開發(fā)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，加快建成特色鮮明的高水平應(yīng)用型大學(xué)”的奮斗目標(biāo)。