新工科与专业认证化工原理实验体系建设
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广 东 化 工 2020年 第24期· 132 · 第47卷 总第434期化工原理课程建设的探索与改革余海溶,刘军,程昌敬(西南民族大学 化学与环境学院国家民委化学基础重点实验室,四川 成都 610041)[摘 要]本文从化工原理课程建设的重要性出发,对课程体系与教学内容、师资队伍、教学资源、教学方法与评价体系等方面进行探索和研究,总结了我们在化工原理课程建设过程中的经验和体会,以期为化工原理课程建设的后续发展奠定良好的基础,同时也为高校理工科的课程建设和教学改革提供参考和借鉴。
[关键词]化工原理;教学改革;课程建设[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)24-0132-02Exploration and Reformation on Course Construction of Principles of ChemicalEngineeringYu Hairong, Liu Jun, Cheng Changjing(Key Laboratory of Basic Chemistry of the State Ethnic Commission, School of Chemistry and Enviroment, Southwest Minzu University,Chengdu 610041, China)Abstract: Based on the importance of the course construction of principles of chemicalengineering, this article explores and studies several improvements including teaching content and curriculum system, teaching force, teaching resources, teaching approaches and evaluation system. Moreover, the experiences in this field is also summarized in the paper, which lay a good foundation for the subsequent course construction and provide reference for the course construction and teaching reform of other science and engineering courses.Keywords: principles of chemical engineering ;teaching reform ;course construction化工原理是化工类专业技术人员综合运用数学、物理、化学等基础知识,分析和解决化工生产中各种物理过程(单元操作)问题必备的一门工程性极强的技术基础课。
收稿日期:2023-06-25基金项目:2021年度高校哲学社会科学研究一般项目“行业类‘双一流’高校精准服务国家战略高质量发展研究”(项目编号:2021SJA0145)作者简介:王宇(1990-),男,毕业于南京林业大学,硕士研究生,实验师,研究方向:化工,*******************.cn 。
基于OBE 理念的“化工原理实验”课程目标达成度评价研究王 宇,顾晓利,李力成(南京林业大学 化学工程学院,化学工程实验中心 江苏省高等学校实验教学示范中心建设点,江苏 南京210037)摘要:基于OBE 理念,以学生为中心,从评价内容、评价方法、评价结果分析及持续改进等多维度出发,设计出符合工程教育专业认证的课程达成度评价机制和体系。
结合新工科背景,以南京林业大学“化工原理实验”课程目标达成度评价为例,重点探讨课程考核成绩分析(直接评价法)和课程教学调查问卷(间接评价法)两种评价方法,进一步分析课程目标的达成情况和评价结果,并提出持续改进措施,从而促进课程目标的达成。
对解决复杂工程能力所进行的教学探索,能培养出具备创新能力和国际化视野,具有健康与安全意识以及自我发展能力、较强的工程实践能力、良好的人文社会科学素养、社会责任感及职业道德的高素质工程技术人才。
关键词:OBE 理念;化工原理实验;目标达成度doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2024.02.043中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1008-553X (2024)02-0193-04安 徽 化 工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.50,No.2Apr.2024第50卷,第2期2024年4月2013年,我国成为《华盛顿协议》签约成员,正式与国际接轨并开启工程教育专业认证国际化之路。
工程教育专业认证是实现工程教育国际互认以及工程师资格国际互认的重要基础,是国际互通的工程教育质量的保障制度,也是推动我国工程教育教学改革和国际接轨的重要性举措。
化工原理课程建设一、建设目标根据教育部实施“新世纪教育教学改革工程”的精神,课程建设目标力争达到前沿性、研究性、实践性。
合理地运用现代教育技术,不断改进教学手段和教学方法,进一步完善多媒体课件、网上辅助教学;加强师资队伍培训和建设,将化工原理课程建设成全国同类院校中具有率先地位的精品课程,并能与国内一流大学同类课程相媲美。
二、建设内容1、师资队伍建设:定期组织教师开展现代教学理论学习,不断更新教育观念,建设一支一流的师资队伍,该队伍具有合理的年龄结构和知识结构,懂得教学规律和讲课艺术,同时具有较高的学术水平,更进一步提高教学效果和教学质量。
2、教材建设:我们向来使用国家级优秀教材——天津大学修订版《化工原理》,,同时选用陈敏恒主编的《化工原理》、谭天恩主编的《化工原理》教材作为参考书。
我们还自编了《化工原理学习辅导》,《化工原理实验及课程设计》等辅助教材,其中《化工原理实验及课程设计》一书已于2002年由陕西人民出版社出版发行。
3、教学内容:以传递过程和研究方法论为主线来组织教学内容,建立“化工原理”课程教学内容新体系;适当融入本领域中一些最新的技术、方法和发展动向,拓宽教学内容。
4、教学方法:建立以学生为本,启示—讨论—总结式的教学方法,实现在教师指导下以学生为中心的学与教的互动过程,并不断归纳、思量以寻觅出适合我校各专业学生特点的更能有效发挥学生学习过程的主动性、积极性、创造性为目标的教学方法。
5、教学手段建设:进一步完善多媒体课件、网上辅助教学,并形成以教材、多媒体课件、化工仿真软件、化工设备设计软件、网上第二课堂的立体化教学系统。
6、进一步完善各种教学文件和有关教学资料,实现教学管理合理化。
构筑工程教学平台》《实践化工原理教学改革——教学改革总结《化工原理》课是化工类所有专业都开设的一门工程性极强的技术基础课,也是我校轻化工专业重要的大类平台课。
它在基础课和专业课之间起到承上启下的桥梁作用,它首次把学生带入化工生产领域真实、复杂的问题中。
化工原理课程“教学做”一体化的研究与实践[摘要]“化工原理”课程“教学做”一体化的研究与实践,主要是通过基于工作过程导向,重构课程内容体系,全面实施“项目化教学”,建立基于行动导向的“教学做”一体化职教模式、大力推进工学结合,校企合作,建设实训实习基地,实现“化工原理”课程的职业性、开放性和实践性,培养高素质技能型人才。
[关键词]化工原理“教学做”一体化项目化教学实训基地建设“化工原理”课程是研究化工单元操作过程规律,进行设计优化和操作优化的一门重要的实践性、工程性、应用性的化工专业主干核心课程。
通过该课程的学习,对于高职化工专业学生的综合职业技能培养和职业素质培养起着主要支撑功能。
高职“化工原理”课程的设计理念与思路:以职业能力培养为重点,与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计,充分体现职业性、实践性和开放性的要求;课程设计基于多元智能的人才观,能力本位的教育观,工作过程导向的课程观,行动导向的教学观,学习情境的建设观,工学结合、校企合作的课程开发观等现代职业教育理念;借助建构主义学习理论,突出化工行业特色,建立“以化工项目任务为载体,以行动为导向,以完成综合性工作任务为目标,教学做一体化的职教模式”。
一、基于工作过程导向,重构课程内容体系,全面实施“项目化教学”“化工原理”课程遵循学生职业能力培养的基本规律,打破学科体系,重新构建教学内容。
以真实工作任务及其工作过程为依据,整合序化教学内容,与行业企业合作进行基于工作过程的项目化课程开发与设计,全面实施“项目化教学”,把整个学习内容归纳分解为“流体输送系统的认识”“液体的压力测量”“管子的连接和阀门的安装及使用”“列管换热器的选型”等16个项目,科学引导学生对知识的掌握和强化应用能力的训练,突出本课程的应用性、工程性特点,激发学生学习本课程的积极性。
“项目化教学”是以项目为载体,工作任务为驱动,工作过程为行动导向,以能力为目标,以学生为主体,将理论与实践有机结合,“教、学、做”一体化,使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。
新工科背景下化工专业工程实践教学模式探索随着科技的飞速发展,新工科教育理念逐渐兴起,成为高校教育改革的热点。
新工科教育强调跨学科融合、实践能力培养、创新精神培养等方面,对传统的教学模式提出了新的要求。
化工专业作为国民经济的重要支柱产业,其工程实践教学模式的改革和探索对于培养高素质的化工工程人才具有重要意义。
本文旨在探讨新工科背景下化工专业工程实践教学模式的改革和探索。
一、新工科教育理念的内涵新工科教育是近年来兴起的一种教育理念,其核心是通过培养学生的实践能力、创新意识和团队协作能力,使其具备解决实际问题的能力。
新工科教育要求注重工程实践、跨学科融合和产学研深度合作,旨在培养“复合型、应用型、创新型”的工程技术人才。
在新工科教育理念下,传统的教学方式已经无法满足人才培养的需求,需要进行改革和探索,以适应新的时代要求。
二、化工专业工程实践教学模式的改革1. 强化实践教学环节在新工科背景下,化工专业的工程实践教学应当更加注重实践环节,尤其是实验课和实习环节。
传统的实验课往往只是简单的进行操作演示,学生缺乏思维的参与,难以激发他们的学习兴趣和创新潜力。
应当采取更具挑战性和创新性的实验项目,激发学生的实践动手能力和创新能力。
加强实习环节,通过与企业深度合作,让学生深入到实际工程项目中去,增强他们的实践经验和创新意识。
2. 营造跨学科融合的教学氛围化工专业的工程实践教学应当促进跨学科融合,培养学生的综合能力。
传统的专业教学往往局限于专业知识的传授,学生的视野受到了一定的局限。
应当加强与其他专业的交叉教学,引入跨学科的理念和方法,让学生在工程实践中学习到更多不同领域的知识和技能,培养他们的综合能力和创新意识。
3. 加强产学研深度合作化工专业的工程实践教学应当加强与企业和科研机构的深度合作,将实践教学与产业发展紧密结合起来。
通过与企业合作开展项目实践,让学生深入到实际的工程项目中去,不仅增强了他们的实践能力,还能够更好地了解产业发展的需要,培养出更加符合市场需求的工程人才。
二、建设目标(一)总体目标1.专业建设定位和指导思想面对我国向创新型国家发展步伐的加快、我校向研究型大学转型战略决策的实施,以及教育部“卓越工程师计划”的实施,所确立的办学指导思想和制定的人才培养目标必须面向国民经济发展的主战场,为社会发展培养更多的“优秀”人才。
尤其是在我国经济快速发展的今天,高等教育的目的已不能仅仅停留在培养满足一定社会需求的、具有一定技能或基础的人才,而更多的在于培养一大批基础知识扎实、创新意识明显的复合型/创新型人才,只有这样,才能更快地促进我国向创新型国家发展,提升国家的国际引领综合竞争力。
因此,以社会需求和国家发展为根本,营造基础理论扎实、理论与实践融合、知识与技能有机统一、富有创新意识的人才培养体系和氛围,是专业建设定位和人才培养目标实现的重要基础。
2. 专业建设目标鉴于我院“化学工程与工艺专业”具有很好的发展基础和强势发展的,以及该专业全体师生团结拼搏,勇于创新,不断在教学、科研等方面所做出的突出成绩,本专业确立的建设目标为:培养主动适应21世纪的化工类专门人才,即应是德、智、体全面发展,能为中国社会主义现代化建设服务的,掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法、具有从事化工生产的控制与管理、化工产品和过程的研究开发、化工装置的设计与放大的初步能力的人才。
将化学工程与工艺专业建设成国内一流、国际上有影响、特色鲜明的示范专业。
(二)具体目标新的教学计划在以下三个方面体现了培养目标的要求。
1、在知识方面包含了自然科学和工程技术科学的基础理论、专业知识及相关的工程技术知识,培养学生具有一定的人文、社科等方面的基础知识与修养,能够比较熟练地应用计算机等信息技术手段,同时还要求比较熟练地掌握一门外国语,以便能及时地了解世界科技发展的动态,有效地参与国际交流与竞争。
课程将公共基础课、学科基础课、专业课等分为六个体系:①人文社科体系;②数理体系;③化学基础体系;④工程基础体系;⑤化工体系;⑥选修课体系。
[收稿时间]2020-08-29[基金项目]江苏省高等教育教改研究重中之重课题(2019JSJG011);常州大学教育教学研究课程“新工科背景下高校教师数字化素养提升途径与达成评估研究(GJY20200009);常州大学高等职业教育研究院重点课题“工业4.0背景下基于信息化和智能化的高等职教新课程模式研究”(CDGZ2019002);常州大学石油化工食品学院教育教学研究课题项目“工程教育认证理念下化工原理在应用化学专业中的教学改革与实践”(SHJY201803)。
[作者简介]陈乐(1981—),女,江苏人,副教授,研究方向:吸附分离材料的开发与应用。
[摘要]文章基于工程教育认证理念,以应用化学专业工程教育认证中的专业核心基础课程化工原理为例,构建了以学生为中心,以教师为主导,理论与实践相结合,培养学生学科知识、综合能力和创新思维全面协调发展的四位一体式教学模式,并结合线上线下混合教学方式的改革,逐步提升了学生的工程意识、创新能力和解决实际问题的能力。
[关键词]工程认证;化工原理;应用化学[中图分类号]G642[文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2022)03-0066-032022年3University Education《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议,其通过对工程教育认证体系的多边认可,实现对工程教育学历的互认。
自2016年我国成为《华盛顿协议》的正式成员国以来,各大工科院校高等教育质量水平的评价与改进也在通过专业认证进行推进,标准评价、持续自评、专家评审等能促进教育质量的提高,我国高等工科教育逐步与国际化接轨。
以学生为中心,以成果为导向和持续改进的认证理念,非常有利于专业创新创业教育体系的构建[1]。
近年来,我国各大高校工科专业均在积极开展专业论证与评估工作,以适应当前经济全球化的发展趋势,培养社会需要的符合工程教育专业标准要求的高素质人才。
新工科背景下化工与应用化学类专业作为首批认证专业,其专业精英工程师的培养模式也不断推陈出新[2]。
新工科视域下高校化工类课程“专创融合”教学改革探索作者:张秋云雷燕慧张玉涛来源:《科学导报》2024年第04期在国家大力推动大众创业、万众创新的大背景下,深化产教融合,推进全面协同育人,对于高等教育内涵式高质量发展具有重要的意义。
在创新型、复合型及应用型专业人才培养中,将专业课程教学与创新创业教育进行深度融合,建设“专创融合”课程群,是新时代高校实现产学研协同育人的必然途径和有效方法。
化学工程与工艺专业作为具有较强工程性、设计性的专业,它不仅涉及多门学科课程知识的学习,还与实验操作、工程设计等实践课程密切相关,其专业培养目标应紧跟化工相关行业的发展,确保化工专业人才培养的前瞻性,更好地为社会输送应用型化工专业人才;但现行课程教学内容、教学方式等与专创融合相去甚远,需对它们进行优化和改革。
基于此,在新工科视域下,为适应化工行业的发展,探索如何将创新创业教育融入专业课程教学显得尤为重要,笔者拟从化工专业课程内容、教学方法、教学案例库、师资队伍及考核评价机制等诸多方面,对实施“专创融合”教学改革进行探索,以期为化工类专业课程建设提供依据。
将“专创融合”有机融合到课程内容、课堂教学中,是新工科视域下高等教育教学改革的重要方向之一,其可调动工科学生的主观能动性,激发其“双创”活力,提高教育教学效果。
针对当前化工行业发展的多元化需求及工程类课程教学内容理论性偏强等情况,这就需要教师根据课程知识架构与认识特点有针对性地、合理地修订课程教学大纲,优化重构教学的课程内容,融入专创思想;同时根据不同课程教学内容探索不同的教学设计,并融入课程思政,深入挖掘章节内容与创新创业教育的融入点,设置专创建设目标,以提升学生学习的积极性。
如《化工分离工程》第1章内容绪论,专创融入点是化工企业家精神,其专创建设目标是培养学生创新创业意识、激发专业自信,培养家国情怀;第3章多组分精馏与特殊精馏,其融入点是化工人才科学精神和工匠精神,其专创建设目标是创新思维培养及创业技能训练。
新工科背景下的《化工原理实验》教学模式的改革与探索引言随着新工科背景下的工程教育改革不断推进,教育模式的创新与探索成为不可或缺的任务。
在化工领域中,实验教学一直是培养学生实践能力和创新思维的重要环节。
然而,传统的《化工原理实验》教学模式在满足学生需求、培养创新能力方面存在一定的局限性。
因此,本文将探讨如何在新工科背景下改革与探索《化工原理实验》教学模式。
1. 实践教学与理论联系的加强传统的《化工原理实验》教学模式通常重视理论知识的传授,而对实践教学的重要性重视不够。
为了提高学生的实践能力和创新思维,我们需要加强实践教学与理论知识的联系。
具体措施包括: - 引入案例教学:通过学生参与真实案例分析和解决问题,加深理论知识和实践之间的联系。
- 设计开放性实验:鼓励学生自主设计实验方案,并根据自己的实验结果进行数据分析和讨论,培养创新思维和解决问题的能力。
- 加强实践环节的引导:在实验教学中,教师应加强对学生的实践操作的引导,让学生能够更好地理解理论知识,并将其应用于实践中。
2. 多样化的实验内容与形式为了激发学生的兴趣和培养他们的实践能力,实验内容和形式的多样化是必不可少的。
具体措施包括: - 设计具有挑战性的实验内容:通过设计具有一定难度和挑战性的实验内容,激发学生的学习兴趣和求知欲。
- 引入创新性实验:开展一些前沿和创新性的实验,让学生了解最新的科研进展,培养他们的创新思维和实践能力。
- 结合工程实践:将一些工程实践案例引入实验教学中,帮助学生了解实际工程中的实验操作和问题,并培养他们的工程实践能力。
3. 实验教学与科研的融合在新工科背景下,实验教学与科研的融合是不可忽视的方向。
具体措施包括:- 开展科研型实验:鼓励学生参与科研项目,进行实验研究。
通过与科研团队合作,学生可以接触到更多的前沿科学问题,提高他们的科研能力。
- 实验教学与科研项目的结合:将科研项目的一部分内容融入实验教学中,让学生在实验中亲身体验科研的过程,增强他们的实践能力和创新意识。
公共选修课是高校课程体系中重要的一部分,学校开设公共选修课,可开阔学生视野,提升学生的综合能力,促进学生全面发展。
2021年国务院印发了《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》,指出要推进高等教育阶段科学教育和科普工作,深化高校理科教育教学改革,推进科学基础课程建设。
在当前大力推进课程思政建设的背景下,各类课程与思政课同向同行,形成协同效应,是推动实现全员、全程、全方位育人的重要举措[1]。
“化工原理”课程是化工、制药工程、环境工程、食品工程等工程类专业的基础课之一,该课程讲授了化工生产过程所涉及的多个单元操作,如流体流动、沉降、过滤、传热、蒸馏、萃取等,这些过程的基本原理在各类工业门类里面也有着广泛的应用。
该课程蕴含着丰富的课程思政案例,比如作为基建大国,我国在众多工业领域建设了许多伟大的工程,如南水北调、青藏铁路、航空航天等,这些工程案例凸显了我国工程技术人员在建设伟大工程中的智慧和力量,以及社会主义制度的优越性,在培养学生爱国情怀,提升“四个自信”,弘扬精益求精的“工匠精神”等方面有着良好的作用[2-3]。
在中医药类院校中,开设“化工原理”课程的专业比较少,只有制药工程、中药制药、药物制剂等与药品生产工业结合较紧密的专业。
其他众多专业的学生对制药工业及其他工业门类的相关知识有所欠缺,因此深入挖掘“化工原理”课程的思政案例,将其中相对浅显的知识以工程案例的形式讲授出来,开设一门面向全校学生的公共选修课,既能普及工程科学知识,提高学生科学素养,也能在实际案例中让学生提升爱国主义情感,进一步提升学生的思想政治水平[4]。
为积极响应习近平总书记关于教育工作的思想论述,并紧密结合国务院推动科普工作的行动规划,以提升中医药类大学学生的思想政治素质同时推进科普工作为主旨,笔者通过开设一门公共选修课的方式,以专业必修课“化工原理”课程思政案例作为教学内容,在系统地建设课程思政案例库的同时,通过实现“必修课+选修课”的有效连接,实现了“思政教育+科普教育”的有机结合。
基于“专业认证+新工科”的中医药院校化工原理课程设计实
践教学初探
马雅鸽;张希;杨婧娟;曹冠华;赵声兰
【期刊名称】《中国民族民间医药》
【年(卷),期】2023(32)4
【摘要】构建适用于中医药院校的校际联合、虚实结合的化工原理课程设计实践教学新模式,培养具有中医药背景的新工科人才,助力云南省“三张牌”建设。
对化工原理课程设计实践教学模式构建和创新,转变传统教学模式。
组建“昆明理工大学+云南中医药大学化工原理课程联盟”,利用团队新构建的中药经典名方和功能食品组方设计及干燥过程衡算的虚拟仿真实验平台,使学生先进行虚拟构建课程设计的整体思路;再通过线下指导完成课程的设计内容优化,从而打造化工原理课程设计实践教学新模式。
以学生为中心,以国家、云南省、社会市场化所缺新型工程专业人才培养为目标,给学生更广阔,更自由的思考空间,并注重素质和能力的培养,尤其对工科思维能力,批判性思维能力和解决复杂工程问题能力培养的教学模式构建和创新。
【总页数】4页(P115-118)
【作者】马雅鸽;张希;杨婧娟;曹冠华;赵声兰
【作者单位】云南中医药大学中药学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.3
【相关文献】
1.基于“专业认证”的教学改革探索——以化工原理课程设计为例
2.基于工程专业认证的化工原理实验教学改革与\r实践
3.基于专业认证的化工原理课程设计课程改革与实践
4.基于工程教育专业认证的地方工科院校环境工程专业实践教学体系建设
5.基于新工科与专业认证化工原理实验体系建设
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化工原理教学改革随着科技的不断发展和社会的进步,化工行业作为重要的基础产业,其发展也日益受到重视。
化工原理是化工专业学生必须学习的一门重要课程,它是化工专业学生在学习和工作中的基础。
传统的化工原理教学模式存在着一些问题,如教学内容单一、教学方法单一、教学资源匮乏等,难以满足学生的学习需求和社会的发展需求。
化工原理教学需要进行改革,以适应新时代的需求,培养更符合社会发展需要的化工专业人才。
化工原理教学改革应该从以下几个方面入手:一、更新教学内容,增加实践环节传统的化工原理教学内容较为单一,主要以理论知识为主,缺乏实践教学内容。
现代化工产业对人才的要求越来越高,需要学生具备扎实的理论知识和较强的实践能力。
在化工原理教学中,应该增加实践环节,引入更多的实际案例和工程实践,让学生在学习化工原理的能够了解实际工作中的应用和操作技能。
在课程设计中可以加入化工原理实验,让学生亲自动手操作,深入理解理论知识。
通过这种方式,可以让学生更好地掌握化工原理知识,提高他们的实践能力。
二、多元化教学方法,拓宽教学资源传统的化工原理教学方法较为单一,主要以教师讲授为主,教学资源也相对匮乏。
在新时代,教学方法和资源已经得到了极大的丰富,应该充分利用这些资源,拓宽化工原理教学的方式。
可以采用多媒体教学、网络教学等现代化技术手段,结合实际案例和工程实践,让学生更加生动、直观地了解化工原理知识。
还可以邀请行业内的专家学者进行讲座,为学生提供更加丰富的教学资源。
通过这种方式,可以激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
三、注重创新意识,培养综合能力化工原理教学应该注重培养学生的创新意识和综合能力。
现代化工产业发展迅猛,需要具有创新精神和综合能力的人才。
在化工原理教学中,应该引导学生注重实际应用,培养他们的创新意识和解决问题的能力。
在课程设计中可以引入一些案例分析或者开放性问题,让学生进行思考和讨论,培养他们的分析和解决问题的能力。
通过这种方式,可以激发学生的创新意识,提高他们的综合能力。
关键词:化工原理实验;新工科;专业认证
化工原理是工科大化工类专业的一门重要学科基础课,在我校化学工程与工艺、轻化工程、制药工程、生物工程、酿酒工程、高分子材料与工程、材料科学与工程、食品科学与工程等专业中普遍开设。
化工原理是连接基础课程到专业课程学习的桥梁,它既是学生工程观念的启蒙课,又为学生的专业课学习奠定基础[1]。
化工原理实验是理论联系实际的重要环节,培养学生应用理论知识、组织单元操作实验及分析解决工程问题能力的重要途径。
各高校都十分重视实验教学在培养人才过程中的特殊作用,当今包括我校在内的很多高等院校已经将化工原理实验单独设课。
近年来,省内外相关高校对提高实验教学质量做了一定的工作,不断强化实验教学环节,加大实验室建设投入,增强对实验教学内容和方法改革的研究与探讨,提出多种改进方法,取得了一定的效果。
为应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展等一系列国家战略,教育部积极推进新工科建设[2]。
开展工程教育专业认证是推进我国高校工程专业教育国际化、也是提高和保障工程教育质量的重要措施。
有必要在新工科和专业认证背景下,探索和实施新化工原理实验教学环节和评价体系,促进和提高实验教学质量。
1实验教学体系建设的意义
实验教学是实施化工原理课程教学体系的三大组成部分之一。
化工原理实验是学生接触的第一门工程类实验课,应注重树立学生工程观念、提高学生动手操作能力、拓展学生创新品质[3]。
优化实验教学体系,发挥实验教学对学生知识能力的培养,促进化工原理实验教学质量的提高,更好地培养工科类人才。
开展化工原理实验教学内容和方法的改革,有利于提高学生实验预习自觉性、激发学生实验操作兴趣、锻炼学生解决实际问题的能力、促进团队协作、提高学生工程实践和创新能力。
在硬件条件不断优化升级的同时,构建具有特色的化工原理实验教学模式、建立科学的实验教学体系,达到改善课程教学效果和提高教学质量的目的。
实验教学中注重对学生知识面的拓宽和技能的培训,满足学生自主探索、自主实践和自主创新的需求,在培养能够适应可持续发展需要和有创新能力的复合型人才起到重要作用。
此外,最大限度地发挥化工原理实验平台作为本科生研究创新性实验教学基地,与当前具备“知识、能力、素质”三位一体的人才培养目标高度契合和一致[4]。
2实验教学体系建设的实践
2.1优化实验配置,完善实验室管理体系
近两年,我校经过分期投入、逐步完善,进行化工原理实验设备更新。
目前我校每种典型单元操作实验装置均为8套,确保每组学生3~4人,满足了不同专业、不同单元操作对实验教学的需求。
实验设备体现操作的多样性和新的教学模式,实验装置手动状态和自动状态相结合,操作参数既可手动调节、亦可通过计算机输入调控;数据记录和分析处理既可学生自己完成,亦可通过实验配套计算机自动完成。
为充分发挥实验室的作用,便于广大师生高效、有序进行实验,确保实验教学质量,在实验教学的各个环节加强管理。
针对每个综合性实验项目,制定专门展板,包含实验目的、实验原理、实验设计要求、实验注意事项、装置流程图、操作规程、安全指南。
只有严格、科学的实验室管理制度才能保证学生在实验中真正学会操作技能、掌握处理工程问题的实验方法及手段,树立工程观念。
另外,化工原理实验教学中学生安全意识的培养必须放在第一位,学生在进入实验室前应进行安全教育和培训。
制定实验室安全守则和管理规定,并制作成展板上墙。
学生动手操作时,教师在可控范围内对出现的紧急状况进行处理,之后将其作为案例,强调实验操作中安全意识和规范操作的必要性和重要性[5]。
教学中可结合新闻报道中的社会重大安全事故实例,对实验室灭火方法、安全事故如触电处理方法、易燃易爆有毒有害化学品泄漏处置方法、实验室水电门窗关闭等知识进行延伸讲解。
2.2明确课程模块,构建分层次实验教学
我校化工原理课程覆盖了近十个专业,不同专业对于实验课程的重点内容与需求程度不同。
针对不同专业的实验学时及实验内容的差异,分别制定相应的实验课程教学模块。
同时,化工原理实验分成三个层次:即演示与验证型实验、综合型实验和研究设计型实验。
以新工科与专业认证为导向,结合各相关专业人才培养目标,修改完善实验教学大纲,规范教学内容和教学目标。
对实验教材进行全面改进和梳理,教材编排注重促进学生独立思考。
参照实验目的、原理,实验装置与流程,结合实验步骤,学生理解归纳实验注意事项。
根据需要记录的实验参数及组数,学生自己设计实验数据记录表格。
特别增加了实验总结与讨论部分,结合具体的实验现象和实验中存在的问题进行总结,实验后自己的收获,遇到的困难及解决的方法等心得体会,对本次实验进一步的想法以及意见和建议等。
更新实验报告格式与写法,实验报告分为实验预习、实验操作和实验报告三大部分。
实验预习重在对实验目的、原理、装置、流程、步骤及注意事项的理解;实验操作重在过程规范及数据记录;实验报告重在数据处理、分析讨论、思考题等,重点强调培养学生分析讨论、总结归纳的能力[6]。
2.3改革实验教学模式和方法,强化工程观念
传统的实验教学模式是教师将仪器设备准备就绪,学生按照实验指导书中的实验步骤进行实验,然后将实验数据结果记录在实验报告的表格中。
实验结束后,很多学生感到就是按照实验指导书中的操作顺序开启了设备、开关了阀门、改变了参数、记录了数据,对具体实验流程,为何这样操作及装置设备并不了解。
另一方面,在以往的实验教学中,也只注重验证理论教学知识,学生对实验课程缺乏兴趣,部分学生有轻视实验课的倾向。
针对化工原理实验教学特点和目的,有必要在加强工程实践环节的训练中,对教学模式和内容进行改革。
化工原理实验属于工程实验,工程实验既要让学生掌握实验过程,又要培养学生运用工程知识去指导实验。
在实验教学过程中尝试采用多种教学方式,促进学生综合能力的培养,发挥实验教学方法在实验教学活动过程中的作用。
2.4建立多元化考评模式,科学考核评价
传统的实验考核多以学生的实验报告为依据,这种考评方法成绩来源单一,且存在抄袭现象,容易忽略学生的实操能力、团队协作、创新能力等,未能综合评价学生的整体情况。
基于此,为了能够客观、全面地评价学生化工原理实验,应改革原有考评模式,实行多元化综合考核。
实验课的成绩考核包含实验教学的整个过程,涉及实验预习、实验过程中的操作表现、实验报告和单元操作考核等四个环节。
实验预习成绩包括实验开始前学生预习报告的撰写情况、回答相关实验问题等的考核。
实验操作成绩包括学生实验过程中实验操作的规范性、遵守实验纪律、实验中发现问题及解决问题能力等的考核。
实验报告成绩包括实验数据的真实性、对实验结果的分析与讨论、实验成败的分析、思考题回答等进行考核。
学期末组织开展典型操作单元考核,检验学生实验过程中的操作规范、团队协作、实验结果的记录和处理,详细制定操作考核评分细则。
2.5利用实验平台,促进人才培养
为推动高等学校化工类专业“新工科”建设,提高本科化工类专业核心课程教学质量,激发大学生学习积极性,每年一度的“启航———化工工程师”全国大学生化工实验大赛迄今已成功举办三届[7]。
结合近几年全国大学生化工实验大赛的形式,增设研究设计型实验,培养学生综合、灵活地运用各种单元操作的能力及设计和优化工艺流程的能力。
同时,通过赛事指导总结经验,更好地实现课程教学内容的应用、丰富和延伸。
提高学生参与实验研究的积极性,利用化工原理实验平台,促进学生更好地掌握专业知识,培养实践创新能力,具备专业综合素质,成为“知识、能力、素质”三位一体人才。
3结语
在新工科和专业认证背景下,通过优化实验配置、明确课程模块、改革教学模式、科学考核评价和促进人才培养等手段,通过对化工原理实验教学内容、教学手段和教学形式等探
索和实施,培养学生综合运用理论知识、分析解决工程实际问题的能力,强化学生的工程观点和创新能力,改善教学效果、提高教学质量。
随着高校实验教学改革的深入进行,需要不断地对化工原理实验教学体系进行补充、完善和创新。
化工原理实验室硬件条件的优化升级给实验教学改革提供了契机,通过化工原理实验教学体系优化与建设,使学生能打下工程知识基础,发挥化工原理实验平台在人才培养中的作用。