王力霞 任冬梅 常 春(渤海大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，遼寧錦州 121013)

工程教育認(rèn)證開始于20世紀(jì)30年代的美國，逐步變成國際上通用的工程教育質(zhì)量保障制度。我國工程教育專業(yè)占高等教育專業(yè)設(shè)置及畢業(yè)生總量的1/3，占有十分重要的地位。為了促進工程人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，我國于2016年6月在吉隆坡會議上加入《華盛頓協(xié)議》，成為其第18 個正式成員國①。截至2018年底，在兩年半的時間內(nèi)，全國共有227 所高等學(xué)校的1170 個專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證，包括材料成型與控制、機械制造及自動化、化工與制藥和軟件工程等21 個工科專業(yè)類[1]。

以產(chǎn)出導(dǎo)向（outcome based education,OBE）為人才培養(yǎng)模式，首先要制定教學(xué)目標(biāo)，規(guī)定學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)該達到的能力和水平，繼而針對這些預(yù)定目標(biāo)進行教學(xué)設(shè)計和教學(xué)活動。當(dāng)前，社會越來越關(guān)注人才培養(yǎng)的質(zhì)量，各個用人單位都希望畢業(yè)生能盡快適應(yīng)企業(yè)需求，并能勝任企業(yè)的不同工作崗位，而目前高等教育培養(yǎng)的人才質(zhì)量與企業(yè)的期望還有一定的差距，因此，新的社會需求迫使高校不斷探索新的教育模式，深化教學(xué)改革。

本文以渤海大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實施工程教育專業(yè)認(rèn)證為背景，遵循產(chǎn)出導(dǎo)向理念，進行化工原理課程改革研究。依照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，筆者指出了工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下課程改革的必要性，提出了化工原理課程以產(chǎn)出導(dǎo)向為原則的教學(xué)成果目標(biāo)，給出了化工原理課程改革的理念和思路，編制了基于工程認(rèn)證的化工原理課程大綱，實踐了化工原理課程改革的六種教學(xué)模式和課程評價方法。

一、工程教育認(rèn)證背景下課程改革的必要性

2018年發(fā)布修正的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)——通用標(biāo)準(zhǔn)指出：工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循產(chǎn)出導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進三個理念②。

（一）產(chǎn)出導(dǎo)向人才培養(yǎng)模式的需要

這種新的人才培養(yǎng)模式以學(xué)生為中心，注重和強化培養(yǎng)學(xué)生能力素質(zhì)、激發(fā)學(xué)生潛能的教學(xué)體驗，衡量教學(xué)成果的依據(jù)是學(xué)生的素質(zhì)和潛能表現(xiàn)，并根據(jù)企業(yè)要求對教學(xué)模式持續(xù)改進[2]。專業(yè)認(rèn)證要求考核由傳統(tǒng)的“教育輸入”轉(zhuǎn)向“教育產(chǎn)出”，也就是考核由“教師教什么”向“學(xué)生學(xué)到什么”轉(zhuǎn)變，更加注重教育的結(jié)果和產(chǎn)出，這也是OBE 的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。

（二）以學(xué)生為中心，對現(xiàn)有培養(yǎng)模式改進的需要

傳統(tǒng)教學(xué)以教師為中心，教師滿堂灌，學(xué)生課上忙于記筆記，課后只是背考試重點內(nèi)容，缺失了創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。而工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注的是全體學(xué)生的表現(xiàn)，對學(xué)生是否獲取相應(yīng)的能力和水平進行評價；教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的設(shè)定參照學(xué)生畢業(yè)時的素質(zhì)要求，以及畢業(yè)幾年內(nèi)應(yīng)該具備的職業(yè)能力；課程體系的安排、教學(xué)大綱的制定和師資隊伍的配備，都要為培養(yǎng)目標(biāo)是否達成做準(zhǔn)備；為推進專業(yè)質(zhì)量的持續(xù)改進和提高，制定質(zhì)量保障制度和措施，以保證人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足用人單位的職業(yè)需求[5-6]。

（三）通過課程改革改進教學(xué)質(zhì)量

工程教育專業(yè)認(rèn)證的根本目的就是促進學(xué)校有針對性地改進教學(xué)模式，使學(xué)校專業(yè)教學(xué)質(zhì)量得到提高。所以，在學(xué)校教學(xué)的各個環(huán)節(jié)都應(yīng)該制定質(zhì)量控制要求，并有相應(yīng)的檢查措施，通過檢查及時發(fā)現(xiàn)問題并改進工作。檢查措施包括對培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定的定期檢查，對企業(yè)要求實現(xiàn)程度的檢查，對學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程的檢查，對課程、師資和支持條件的檢查，最終根據(jù)檢查結(jié)果對教學(xué)工作加以改進[7-8]。

二、化工原理課程改革的具體實踐措施

（一）編制基于工程認(rèn)證的化工原理課程大綱

課程教學(xué)大綱是達成畢業(yè)要求的基礎(chǔ)，是合理設(shè)計課程體系的體現(xiàn)。教學(xué)大綱是規(guī)范教師教學(xué)行為、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的規(guī)約性文件，是課程實施與課程評價的法規(guī)與指南。培養(yǎng)目標(biāo)要以課程體系為支撐，通過調(diào)研企業(yè)對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才能力的需求，制定本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。通過分析化工原理課程在基于工程專業(yè)認(rèn)證規(guī)定的畢業(yè)要求中的作用，基于OBE 理念，筆者細分了考核指標(biāo)點，將化工原理課程圍繞這些指標(biāo)點進行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，進而給出本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

第一，掌握化工單元操作的基礎(chǔ)知識與基本理論、典型設(shè)備及其計算方法。（支撐畢業(yè)要求1、3）

第二，培養(yǎng)學(xué)生了解化學(xué)工程學(xué)科的基本研究過程和思維方式。（支撐畢業(yè)要求4）

第三，具備綜合運用所學(xué)知識分析和解決化工過程中實際問題的能力。（支撐畢業(yè)要求2、4）

第四，認(rèn)識終身學(xué)習(xí)的必要性，具有終身學(xué)習(xí)的能力。（支撐畢業(yè)要求1、2）

基于工程認(rèn)證的教學(xué)大綱編制，要將課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點掛鉤，課程目標(biāo)與課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法掛鉤，課程目標(biāo)與課程的考核方式和評分標(biāo)準(zhǔn)掛鉤。

（二）規(guī)劃基于工程認(rèn)證的課程教學(xué)設(shè)計

化工原理課程教學(xué)設(shè)計遵循產(chǎn)出導(dǎo)向原則，就是把教學(xué)目標(biāo)“能夠綜合運用基本原理與基礎(chǔ)知識分析和解決化工過程中的實際問題”融入教學(xué)設(shè)計中。將這一任務(wù)分成階段任務(wù)，并對各個階段任務(wù)要求掌握的知識點進行分解，在課程教學(xué)設(shè)計時明確要求學(xué)生應(yīng)達到的學(xué)習(xí)效果。因此，化工原理課程教學(xué)改革的課程設(shè)計應(yīng)從以下三個方面進行：

1.重構(gòu)內(nèi)容模塊

依據(jù)OBE 理念把整個課程內(nèi)容進行重組。把化工原理課程按照單元操作分成流體流動、傳熱、精餾、吸收、蒸發(fā)、干燥等六個專題。每一個模塊都進行重新梳理和科學(xué)調(diào)整，按照教學(xué)目標(biāo)將教學(xué)內(nèi)容分解為教學(xué)知識點。以專題——流體的流動與輸送（14 學(xué)時，支撐課程目標(biāo)1、2、3、4）為例，課程教學(xué)設(shè)計如圖1 所示。根據(jù)畢業(yè)要求，本專題的三個教學(xué)目標(biāo)分別為：掌握流體流動過程的基本理論（支撐課程目標(biāo)1、2），掌握流體在管內(nèi)流動的基本規(guī)律（支撐課程目標(biāo)1、2），解決實際化工生產(chǎn)問題（支撐課程目標(biāo)3、4）。根據(jù)課程目標(biāo)將課程內(nèi)容分成流體靜力學(xué)方程、流體流動基本方程等七個大知識點，再細化成流體的性質(zhì)、流體的壓強等17 個小知識點。各模塊每一知識點的重點、難點、創(chuàng)新點要明確，并確定各知識點的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)方法。授課前將這些要求分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)本課程的階段步驟以及各部分知識點之間的關(guān)系。

圖1 基于工程認(rèn)證的化工原理課程教學(xué)設(shè)計

2.以學(xué)生為中心的教學(xué)模式改革

OBE 理念強調(diào)以學(xué)生為中心，關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生能力素質(zhì)的教學(xué)體驗和過程?；ぴ碚n程采用教學(xué)模式如圖1 所示，采取探究學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)、問題引領(lǐng)、實踐導(dǎo)向、項目學(xué)習(xí)、團隊學(xué)習(xí)等六種模式，把學(xué)生置于整個教學(xué)過程的核心地位。本課程教學(xué)根據(jù)各模式特點可以靈活運用以下方式：教師講授、網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)、在線互動、學(xué)生課上分組討論、撰寫專題報告、課程小論文和課外作業(yè)等多種方式，目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、獨立性和創(chuàng)造性。

探究學(xué)習(xí)是教師提出研討型問題，利用課堂上師生互動，在共同研討中教學(xué)的教學(xué)模式。教師在課程最后以思考題或內(nèi)容總結(jié)的形式給出本次課的知識回顧，并指定課后預(yù)習(xí)內(nèi)容。如在流體的類型及其判斷知識點的學(xué)習(xí)中，通過觀察雷諾實驗，師生互動研討流體流動的形態(tài)及其特點，最后得出層流和湍流流動的特點及判斷規(guī)則。

主動學(xué)習(xí)模式是指教師在課前提出學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用教材、網(wǎng)絡(luò)課程和查閱文獻進行自學(xué)；課上先進行討論交流，然后教師再進行精講釋疑；課后學(xué)生通過作業(yè)和習(xí)題鞏固知識要點的教學(xué)模式。例如，在學(xué)習(xí)流體的性質(zhì)的知識點時，教師先通過網(wǎng)絡(luò)布置學(xué)習(xí)任務(wù)：什么是流體的密度；大多數(shù)氣體和液體都是混合物，他們的密度如何計算；什么是比容、重度、比重？他們的單位是什么、區(qū)別是什么，等等，要求學(xué)生帶著問題主動學(xué)習(xí)。課上由同學(xué)首先回答這些問題，并對混合物密度的求解方法進行討論，最后由教師進行總結(jié)精講，繼而布置課后練習(xí)任務(wù)。

問題引領(lǐng)要以問題為導(dǎo)向，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體進行教學(xué)。以問題引導(dǎo)思考與探究，變“教”為“思”、為“學(xué)”。注重以學(xué)生為中心創(chuàng)設(shè)環(huán)境與問題。教師可以對重點難點問題作出提示，鼓勵學(xué)生積極探索、自主學(xué)習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)流體局部阻力計算方法的時候，教師可以提出問題：流體流經(jīng)管件、閥門等局部障礙時，流動方向和速度的變化會產(chǎn)生局部阻力，這種局部阻力相比直管阻力遠遠復(fù)雜得多。這種情況沒有理論公式進行計算，怎么求解局部阻力？通過學(xué)生討論后，教師可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考：流體流過局部件（管件、閥門）時流動類型是什么？然后學(xué)生會考慮到可以采用類似湍流流動阻力計算的量綱分析法解決問題，最后引出阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法兩種局部阻力的計算方法。

實踐導(dǎo)向模式是指在實踐中學(xué)習(xí)，以實驗活動為導(dǎo)向，確定目標(biāo)，組織內(nèi)容。比如，對于流量和流速的測定學(xué)習(xí)，可以通過實驗課中觀察測速管、孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)、安裝位置分析其工作原理，掌握這類儀器的特點和應(yīng)用。

項目學(xué)習(xí)模式要求學(xué)生獨立思考，通過對具體工程案例進行分析，提升解決實踐問題的能力。這一教學(xué)模式目的是深化理解所學(xué)知識點，培養(yǎng)學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的綜合能力，并具備相應(yīng)的思維模式。例如，在學(xué)習(xí)管路計算時，可以給出工程案例：給定輸送任務(wù)，流量、管長、所需管件和允許壓降，要求學(xué)生進行管子的規(guī)格選擇。在這種情況下，由于管徑未知，無法求出流體流動的雷諾數(shù)，也就不能確定摩擦系數(shù)，無法直接計算。所以，需要采用試差法和迭代法，需要選擇試差變量、給定初始值、編制迭代程序圖，這就需要學(xué)生要將數(shù)學(xué)、計算機和專業(yè)知識有機融合，訓(xùn)練并提升了學(xué)生的綜合能力和思維能力。

團隊學(xué)習(xí)模式是同伴互學(xué)的教學(xué)模式。在課程教學(xué)中可以采取分組討論、分組學(xué)習(xí)、分小組完成指定任務(wù)、做團隊專題報告等學(xué)習(xí)方法。學(xué)生通過積極主動參與團隊學(xué)習(xí)、合作研究，能夠?qū)W會傾聽他人意見，并準(zhǔn)確表達自己的觀點；學(xué)會用合適的方法和不同對象溝通意見、交流思想。團隊學(xué)習(xí)目的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團隊成員合作能力，鍛煉了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

3.以產(chǎn)出為導(dǎo)向是課程改革的原則

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)模式，始終把培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)作為出發(fā)點和最終目標(biāo)。通過上述教學(xué)模式的改革，以問題引導(dǎo)學(xué)生思考與探究，變單純的“教授”為“思考”、為“自學(xué)”。注重以學(xué)生為中心，創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境與問題，鼓勵學(xué)生積極參與、自主學(xué)習(xí)。同時，將觀察、推論、驗證、溝通、比較、查資料等自學(xué)能力運用于化工原理課程教學(xué)中，提升學(xué)生獨立思考的能力，以及解決實際問題的能力。

另外，專業(yè)知識的系統(tǒng)性、完整性不能忽視。學(xué)生能力和素質(zhì)的提升，需要扎實過硬的基礎(chǔ)理論，這就需要教師對重點難點知識要進行詳解。但是，重點難點知識的講授不是填鴨式灌輸給學(xué)生，而是要讓學(xué)生在主動學(xué)習(xí)過程中明確基礎(chǔ)理論，在具體實踐中體驗基礎(chǔ)理論，在互動討論中加深理解相關(guān)理論，在團隊學(xué)習(xí)中有效溝通交流專業(yè)知識，在不斷地試錯糾錯中把握正確的解決問題的方式方法。

這些教學(xué)模式的改革不是要學(xué)生對知識點進行簡單記憶與復(fù)述，而是要求學(xué)生要深度學(xué)習(xí)，深化理解知識點，通過主動學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，強化學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維意識，提升學(xué)生分析和解決化工問題的能力，實現(xiàn)學(xué)生具備解決復(fù)雜問題的綜合素質(zhì)，并培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)理性的思維模式。

（三）完善課程教學(xué)評價體系

工程教育專業(yè)認(rèn)證要考核課程教學(xué)是否有效地實現(xiàn)了預(yù)期的課程目標(biāo)。課程考核要改變傳統(tǒng)的重理論輕實踐、重期末考試輕過程性考核的現(xiàn)狀?；ぴ碚n程應(yīng)根據(jù)自身特點，制定相應(yīng)的課程學(xué)習(xí)效果評定方式，實施多種形式、多個階段、多種類型的考核方式的結(jié)合，實現(xiàn)從“一張考卷定結(jié)果”到“綜合評價看能力”的轉(zhuǎn)變。同時，還要重視過程考核的有效性，而且階段性考核、過程考核內(nèi)容要合理，形式要多樣，結(jié)果要客觀。學(xué)生在各學(xué)習(xí)階段的考核結(jié)果，要能體現(xiàn)學(xué)生自身的進步的動態(tài)進程，要促進學(xué)生提升學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。

化工原理課程考核方式包括試卷測試、項目研究與成果匯報、課前與課后主動學(xué)習(xí)、出勤與課堂發(fā)言、平時測試等多種形式，每項所占權(quán)重分別為60%、10%、10%、10%和10%。在化工原理課程教學(xué)中采用的探究學(xué)習(xí)、問題引領(lǐng)、項目學(xué)習(xí)和團隊學(xué)習(xí)模式，可以用項目研究與成果匯報的形式進行考核，并根據(jù)項目完成進度、基本理論掌握程度、解決問題方案正確性、團隊合作效果、論文及報告質(zhì)量情況等進行評分，改變傳統(tǒng)的只是由期末考試決定學(xué)生成績的考核形式。新的課程教學(xué)評定方式，既評價了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和解決實際問題的能力，也評價了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，比如團隊協(xié)作能力、表達能力及協(xié)調(diào)配合能力等，更注重考核學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。

課程分目標(biāo)達成度由公式（1）進行計算。根據(jù)分目標(biāo)達成度分析，可以尋找學(xué)生和各培養(yǎng)目標(biāo)的差距，發(fā)現(xiàn)問題，進而持續(xù)改進課程質(zhì)量。根據(jù)直觀的評價結(jié)果，可以提出教學(xué)持續(xù)改進措施，直至滿足工程認(rèn)證要求。

結(jié) 論

當(dāng)前，工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下化工原理課程改革迫在眉睫?；ぴ碚n程改革的實施應(yīng)該以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出導(dǎo)向為原則，通過編制基于工程認(rèn)證的化工原理課程教學(xué)大綱，采用新的教學(xué)模式，通過探究學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)、問題引領(lǐng)、實踐導(dǎo)向、項目學(xué)習(xí)、團隊學(xué)習(xí)等六種形式，讓學(xué)生處于整個教學(xué)過程的核心地位，幫助學(xué)生在理解掌握教學(xué)知識點的基礎(chǔ)上記憶教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生解決實際工程問題的能力，并形成科學(xué)的思維模式。通過開展多種形式的課程評價，可以更客觀地根據(jù)評價結(jié)果提出課程教學(xué)的持續(xù)改進措施，以期化工原理課程教學(xué)進一步符合工程認(rèn)證要求。

①中國工程教育認(rèn)證協(xié)會.中國全票獲《華盛頓協(xié)議》正式成員資格——我國工程教育實現(xiàn)國際多邊互認(rèn)[EB/OL].[2016 -06 -02]http://www.jyb.cn/high/gdjyxw/201606/t20160603_661634.html.

②《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2018 版）》，http://www.ceeaa.org.cn/main! newsList4Top.w?menuID=01010702