基于OBE工程教育理念的精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革*

吳建偉，徐 邁，胡云虎，梁 銑，周晶晶

(淮南師范學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽 淮南 232038)

精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)是淮南師范學(xué)院化工專業(yè)本科教學(xué)中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程，該課程培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)觀察能力、數(shù)據(jù)處理能力和分析問題、解決問題的能力。因此，在教學(xué)中如何充分利用精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的實(shí)踐能力，對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才具有十分重要的意義。

OBE理念(Outcome Based Education)是以產(chǎn)出為導(dǎo)向的工程教育理念，也是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念[1]?；I(yè)開展工程教育專業(yè)認(rèn)證，是高校推進(jìn)工程教育改革、提高工程教育質(zhì)量的重要手段和途徑[2]?；茨蠋煼秾W(xué)院是一所地方應(yīng)用型本科高校，化學(xué)工程與工藝專業(yè)是安徽省綜合改革試點(diǎn)專業(yè)。基于OBE工程教育理念，強(qiáng)化化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的結(jié)果導(dǎo)向，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，已成為化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的關(guān)鍵[3]。由于受到傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的影響和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件等因素的限制，目前開設(shè)的精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、教學(xué)方式及實(shí)驗(yàn)考核模式已經(jīng)不能滿足高校對(duì)于工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，甚至制約著培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 課程教學(xué)內(nèi)容陳舊單一

目前淮南師范學(xué)院開設(shè)的精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要包括精細(xì)合成基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)、精細(xì)化學(xué)品(日用化學(xué)品、防腐劑、膠粘劑、表面活性劑和染料等)的合成和復(fù)配。精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容相對(duì)陳舊，多年不做更新和修訂，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)不足，甚至與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，能夠拓展學(xué)生創(chuàng)新能力和培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較少[4-5]?；I(yè)實(shí)驗(yàn)課程蘊(yùn)含著豐富的思想政治教育資源，但目前工科教育只注重工程與學(xué)術(shù)，對(duì)于學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)、思想道德和人文素養(yǎng)教育較少，離全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的要求還有很大差距[6]。

1.2 教學(xué)過程中師生缺乏互動(dòng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)依然以教師講解、學(xué)生照本操作的模式進(jìn)行，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械的操作就能完成，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是以教師為中心，教師注重書本知識(shí)的傳授，學(xué)生負(fù)責(zé)聽講和記錄，師生之間缺乏有效的交流和互動(dòng)，這種教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單地重復(fù)和機(jī)械的完成，學(xué)習(xí)興趣不足[7]。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要強(qiáng)調(diào)化工理論，不注重與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，難以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。

1.3 實(shí)驗(yàn)考核模式科學(xué)性不足

實(shí)驗(yàn)考核模式一成不變，實(shí)驗(yàn)課程的考核評(píng)價(jià)一般在期末，教師以實(shí)驗(yàn)預(yù)報(bào)告和期末實(shí)驗(yàn)考核為依據(jù)，綜合給學(xué)生一個(gè)分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象，使得實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果不能客觀地反應(yīng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、掌握情況和實(shí)驗(yàn)過程的表現(xiàn)。因此，此種評(píng)價(jià)方式科學(xué)性不足，忽視對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的考察，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能的改進(jìn)和提高[8]。

2 OBE工程教育理念下精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革

OBE工程教育理念堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，一切教學(xué)內(nèi)容和教育活動(dòng)都以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的學(xué)習(xí)結(jié)果而開展。針對(duì)傳統(tǒng)精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題，嘗試在OBE工程教育理念下探索精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核評(píng)價(jià)體系等三方面圍繞學(xué)習(xí)產(chǎn)出進(jìn)行調(diào)整，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和老師的教學(xué)質(zhì)量。

2.1 更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫校本教材

基于OBE教學(xué)理念開展精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容改革，鼓勵(lì)和支持教師根據(jù)實(shí)踐技能培養(yǎng)的需要編寫實(shí)驗(yàn)講義、指導(dǎo)書等，并及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。通過校本教材的編寫，使教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際和教師科研項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來源于日常化工產(chǎn)品如：洗發(fā)香波的配制、洗滌精的配制、通用液體洗衣劑、雪花膏的配制、透明牙膏的配制、固體酒精的制備、固體膠棒的配制、手工皂的制備等，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來源于教師科研工作內(nèi)容，如徐邁老師的線性掃描伏安法與循環(huán)伏安法的應(yīng)用、吳建偉老師的色譜技術(shù)在精細(xì)化學(xué)品分離中的應(yīng)用、梁銑老師的溶膠-凝膠法制備納米TiO2粉體等，這些綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既運(yùn)用了最新的科研手段，又注重解決問題，并采用與科研對(duì)接的實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行模式。

2.2 構(gòu)建多層次的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

在教學(xué)過程中，立足于OBE工程教育理念，合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)置多層次 “進(jìn)階式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。首先，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。鍛煉學(xué)生精細(xì)化工基本實(shí)驗(yàn)操作，掌握常用儀器基本操作、性質(zhì)的測(cè)定方法和原理，了解精細(xì)化學(xué)品質(zhì)量控制的分析與評(píng)價(jià)；其次，綜合型實(shí)驗(yàn)。按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間的關(guān)聯(lián)性、連續(xù)性和應(yīng)用性，整合已開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用多種制備操作方法，一種實(shí)驗(yàn)方法利用多種儀器進(jìn)行測(cè)定分析，使綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過多種實(shí)驗(yàn)操作、多個(gè)儀器、多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)合訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)踐問題的能力；第三，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。如在日用化學(xué)品洗發(fā)香波的制備實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生劃分為不同小組搜集相關(guān)資料，對(duì)洗發(fā)香波配方、實(shí)驗(yàn)流程、質(zhì)量控制和具體操作進(jìn)行設(shè)計(jì)，提交指導(dǎo)老師審核，老師審核不通過的提出改進(jìn)意見，審核通過后在教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以此培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力；第四，研究型實(shí)驗(yàn)。針對(duì)一些學(xué)有余力、喜歡參與科學(xué)研究的學(xué)生，鼓勵(lì)其參加“淮南師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”、“安徽省大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”等科研項(xiàng)目，為其提供專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)操作條件，并在教師的指導(dǎo)下完成，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力。

2.3 建構(gòu)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式

OBE工程教育理念以學(xué)生為中心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，實(shí)驗(yàn)課前教師發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，自主搜集實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料和背景知識(shí)，比較分析不同的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)課上結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)原理和工藝流程，分析符合工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工程意識(shí)。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，幫助學(xué)生分析問題，解決實(shí)驗(yàn)問題，課后要求學(xué)生及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和總結(jié)，上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后教師對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批改，并及時(shí)向?qū)W生反饋。教師和學(xué)生在彼此的互動(dòng)中，發(fā)揮主導(dǎo)和主體的作用，真正做到互有所得、教學(xué)相長。

建構(gòu)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式還要求教學(xué)活動(dòng)的開放，開放教學(xué)是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)互動(dòng)的必要條件，專業(yè)實(shí)驗(yàn)室沒有固定桌椅，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開闊，教學(xué)情境提供了開放式教學(xué)的良好環(huán)境，有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)生由傳統(tǒng)學(xué)習(xí)向現(xiàn)代學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。

2.4 建立基于過程的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)課程的突出特點(diǎn)是實(shí)踐性，因此必須采用多樣性的評(píng)價(jià)方式衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)驗(yàn)技能的獲得，而不是僅僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告或期末考試結(jié)果為評(píng)價(jià)依據(jù)。通過以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，構(gòu)建基于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的考核評(píng)價(jià)體系。基于OBE工程教育理念的考核體系涵蓋實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的始終，采用平時(shí)、期末考核成績(jī)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式見表1。平時(shí)成績(jī)包括學(xué)生的出勤率、預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，考核學(xué)生預(yù)習(xí)情況，檢查學(xué)生是否課前了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)等要點(diǎn)；課堂表現(xiàn)考核主要是對(duì)學(xué)生的課堂參與度、分析問題能力和學(xué)習(xí)態(tài)度等進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中積極參與實(shí)驗(yàn)，積極思考，并與教師討論，努力解決實(shí)驗(yàn)問題；實(shí)驗(yàn)操作考核是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的理解和掌握、實(shí)驗(yàn)過程中的應(yīng)變能力，實(shí)驗(yàn)技能是否掌握和操作是否規(guī)范。教師通過觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題和實(shí)驗(yàn)中突發(fā)問題的處理情況，指導(dǎo)其規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作、順利完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)報(bào)告考核檢查學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄、處理和實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)與反思。期末實(shí)驗(yàn)考核可以是筆試、問答、實(shí)驗(yàn)操作和總結(jié)報(bào)告等。通過以上措施，建立基于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的課程考核評(píng)價(jià)體系，客觀真實(shí)地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，從而實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

表1 實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核評(píng)價(jià)對(duì)照表Table 1 Comparison table of theassessment and evaluation of experimental results

2.5 課程思政元素融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課程思政教學(xué)改革是將實(shí)驗(yàn)課程與思想政治教育協(xié)同進(jìn)行，形成協(xié)同效應(yīng)?；I(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入課程思政元素，教師在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)課程的價(jià)值引領(lǐng)作用，不僅有助于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任感，提高學(xué)生的道德素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，而且深入挖掘?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目中的思政元素，可以提高教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。如在食品防腐劑丙酸鈣合成中，可以將防腐劑與生活實(shí)際結(jié)合起來，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到防腐劑的作用和食品質(zhì)量安全的重要性，固體酒精的制備教學(xué)中，介紹液體酒精的使用，結(jié)合企業(yè)安全生產(chǎn)管理規(guī)范，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到安全生產(chǎn)對(duì)企業(yè)的重要性，樹立正確的職業(yè)道德觀。專業(yè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和思政教育充分的融合是每一位專業(yè)教師的德育職責(zé)，將思政教育與專業(yè)教育有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生樹立安全化工的理念，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣和對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情。

3 結(jié) 語

基于OBE 教育理念的精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式下精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)、教學(xué)和考核方式，課程目標(biāo)以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生為主體和教師為主導(dǎo)的作用，客觀科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。因此，將OBE 工程教育理念應(yīng)用到精細(xì)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有利于學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能和專業(yè)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。