王芬，周綠山，張巧玲，向文軍，王坤

(四川文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，四川 達(dá)州 635000)

0 引言

化工原理課程是化學(xué)工程與工藝類及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用，不僅強(qiáng)調(diào)理論與實際的結(jié)合，更注重工程觀點、實驗技能及設(shè)計能力的培養(yǎng)，以及分析問題、解決問題的能力。

在新一輪科技和工業(yè)革命浪潮沖擊下，社會對知識密集綜合型人才的需求越來越高，為適應(yīng)科技和工業(yè)的快速發(fā)展需求，工程科技人才需努力提高自身綜合能力。《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》指出，一流本科課程建設(shè)要樹立課程建設(shè)新理念，確立學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)；推進(jìn)課程改革創(chuàng)新，實施科學(xué)課程評價，提升課程的高階性、創(chuàng)新性，增加課程的挑戰(zhàn)度，建設(shè)一批培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才的一流本科課程[1]?；ぴ碓诨ぜ跋嚓P(guān)專業(yè)課程體系中占據(jù)極其重要的地位，一直以來是各高校課程改革的重點。

傳統(tǒng)單一的講授型教學(xué)模式，屬于被動接受型教學(xué)，不利于學(xué)生對知識的掌握和運用[2]。為滿足化工行業(yè)快速發(fā)展及國家對“一流課程”建設(shè)的要求，培養(yǎng)學(xué)生工程意識和創(chuàng)新能力，迫切需要對化工原理課程建設(shè)加以探索和改革。

1 化工原理課程的特點

1.1 理論性強(qiáng)

化工原理主要研究化工生產(chǎn)中各單元操作的基本原理、計算方法和所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)與選型等。它需要綜合運用數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等基礎(chǔ)知識來分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過程。因此，需要學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)較好。

1.2 實用性高

整個化工生產(chǎn)過程是由化工生產(chǎn)核心—化學(xué)反應(yīng)過程和不同單元操作過程的組合而成，而單元操作涉及的設(shè)備數(shù)量占整個化工生產(chǎn)過程的80%左右?；ぴ碚n程所研究的單元操作都來自實際生產(chǎn)，課程中每個經(jīng)驗理論都是經(jīng)不斷地實踐驗證并歸納總結(jié)完善得出的規(guī)律、理論，再回到實踐中指導(dǎo)實際生產(chǎn)。因此，對單元操作的規(guī)律性分析對化工生產(chǎn)過程有實際指導(dǎo)意義，實用性高。

1.3 課程內(nèi)容多，學(xué)時少

化工原理課程實際上是一個包含多門課程的課程群，一般包括化工原理理論課、實驗課、模擬仿真和課程設(shè)計幾個方面。課程的設(shè)置一般是以理論先行、實驗和仿真隨后，最后再完成課程設(shè)計，涉及的內(nèi)容較多，學(xué)時少，時間跨度較大。

2 “一流課程”背景下化工原理課程建設(shè)的現(xiàn)狀

近幾年，隨著應(yīng)用型本科院校應(yīng)用型課程建設(shè)的開展，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育(outcome based education，OBE)理念的實施，國內(nèi)眾多課程在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了優(yōu)化，建立了在線教學(xué)資源，并采用線上線下結(jié)合的教學(xué)方式[3]。縱觀現(xiàn)階段的課程建設(shè)效果，仍然存在學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差、工程思維能力培養(yǎng)普遍不足的現(xiàn)象[4]。

2.1 課程群內(nèi)各部分銜接性不緊密

化工原理整個課程設(shè)置是先理論、后實驗，再仿真，最后完成課程設(shè)計。由于整個化工原理課程群涉及的課程較多，內(nèi)容復(fù)雜，且教學(xué)時間段分隔較長，而不同課程歸屬不同教師負(fù)責(zé)，因此導(dǎo)致各個課程銜接一般，連續(xù)性不好，對學(xué)生的能力培養(yǎng)，很難起到整體合力的作用[5]。

2.2 理論課、實踐課與實際生產(chǎn)之間聯(lián)系不緊密

化工原理課程群中，實踐課根據(jù)不同學(xué)校有所區(qū)別，但都包括化工原理實驗和化工原理課程設(shè)計，有些學(xué)校開設(shè)課程更加豐富，使化工原理的理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分更加完善。但大多數(shù)學(xué)生“重理論，輕實踐”，重視書本上的練習(xí)和考試，而在實踐課上敷衍了事，不愿動手和動腦思考，直接根據(jù)教材上的步驟引導(dǎo)完成實驗，根本沒有思考化工設(shè)備中相關(guān)的一些部件的工作原理和作用[6]。而且實驗課往往只針對單一設(shè)備單一問題去驗證性的實驗，再加上多個學(xué)生使用一臺設(shè)備，無法滿足每個學(xué)生對設(shè)備的熟練使用，也無法遇見實際問題以及啟動思維解決問題。

課程設(shè)計也只是設(shè)計給定條件下的某種實驗設(shè)備，不能把學(xué)到的各個單元操作知識很好串聯(lián)[7]，當(dāng)問題發(fā)生變化時并不能有效轉(zhuǎn)變思維給出解決方案，更不可能與生產(chǎn)實際過程聯(lián)系起來綜合運用各單元操作知識，系統(tǒng)地解決問題。

2.3 線上教學(xué)資源未被充分利用

線上教學(xué)資源是以網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的開放教育資源，以線上課程平臺為依托，給出碎片化知識點的微視頻資源，其優(yōu)點主要是學(xué)生可以利用業(yè)余時間在短時間內(nèi)完成某個知識點的學(xué)習(xí)。然而，在線課程碎片化的特性使學(xué)生的學(xué)習(xí)存在隨意性、零散化的問題，碎片化的學(xué)習(xí)模式缺乏系統(tǒng)性、整體性，且沒有比較完善的監(jiān)督與考核機(jī)制，線上資源學(xué)習(xí)通常需要較強(qiáng)的自主性，對缺乏自主學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，無法達(dá)到預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)效果。

2.4 新型教學(xué)模式落實力度不足

隨著化工原理課程教學(xué)方法的不斷持續(xù)改進(jìn)，許多新型教學(xué)方法不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用最多的當(dāng)屬“線上線下混合式”教學(xué)模式，將線上教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，旨在滿足人才培養(yǎng)過程的個性化需求，綜合提高教學(xué)質(zhì)量及人才培養(yǎng)質(zhì)量。

然而在線課程建設(shè)還處在剛剛起步階段，雖然得到大多數(shù)高校的重視，但相關(guān)管理經(jīng)驗比較匱乏，平臺建設(shè)還不完善，在線課程投入力度不足，課程錄像的形式比較單一，缺乏生動性、多樣化，學(xué)生仍以傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式為主，線上學(xué)習(xí)參與度低[8]。而傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式學(xué)生缺乏主動性，學(xué)習(xí)興趣低，培養(yǎng)出的學(xué)生往往只會應(yīng)付考試，并不理解單元操作與整個化工生產(chǎn)過程的聯(lián)系，因而對各單元操作之間的協(xié)同作用以及對整個工藝流程的重要作用還缺少認(rèn)知，缺乏工程意識和工程思維能力，難以深刻體會課程的工程性、實用性和應(yīng)用性。

3 “一流課程”背景下化工原理課程建設(shè)的優(yōu)化路徑

3.1 對標(biāo)畢業(yè)要求，重塑課程教學(xué)目標(biāo)

工程教育專業(yè)認(rèn)證是高校新的風(fēng)向標(biāo)，因此專業(yè)發(fā)展過程中要以工程教育認(rèn)證給出的畢業(yè)要求來指導(dǎo)教學(xué)和持續(xù)改進(jìn)。根據(jù)《全國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》(通用)的12項畢業(yè)要求，畢業(yè)要求1、2、3分別是工程知識、問題分析和設(shè)計/開發(fā)解決方案[9]。

化工原理課程建設(shè)中，對標(biāo)畢業(yè)要求，重塑課程教學(xué)目標(biāo)，要求學(xué)生首先要掌握工藝流程選擇及優(yōu)化的方法，以及單元操作過程的基本原理、典型設(shè)備設(shè)計型和操作型計算、設(shè)備參數(shù)優(yōu)化及選型等基本知識點。同時，聚焦培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力以及分析問題、解決問題的能力，教學(xué)內(nèi)容引入項目中實際生產(chǎn)問題，并制定新教學(xué)目標(biāo)要求掌握實際生產(chǎn)過程中分析變量影響因素的量綱理論，掌握采用量綱理論解決實際生產(chǎn)中變量多、難以量化和描述的困難，并將該項目總結(jié)納入課程考核中。在掌握這些基本能力之外，還要加強(qiáng)邏輯思維能力的培養(yǎng)，掌握每個單元操作的最新發(fā)展趨勢，緊跟時代科技發(fā)展腳步，掌握新方法新技術(shù)[10]。

3.2 打造“協(xié)同+融合”型化工原理課程群

針對化工原理課程群內(nèi)各部分課程銜接性不緊密、在生產(chǎn)實地實訓(xùn)和解決實際生產(chǎn)問題的實踐培養(yǎng)不足等情況，筆者認(rèn)為，應(yīng)著力打造出“協(xié)同+融合”型化工原理課程群。

所謂“協(xié)同”，即校企合作協(xié)同育人，采用企業(yè)參與項目的方式進(jìn)行，強(qiáng)調(diào)在教育中企業(yè)與學(xué)校的并駕齊驅(qū)。采用“學(xué)習(xí)—實踐—學(xué)習(xí)”交替的課程設(shè)置方式，用工讀交替的方式培養(yǎng)工程人才，有利于學(xué)生更好地理解理論知識，了解自已所學(xué)理論知識和自己所從事的生產(chǎn)活動在整個生產(chǎn)過程中所起的作用、聯(lián)系和應(yīng)用，切實發(fā)展生產(chǎn)與教育相結(jié)合、產(chǎn)業(yè)界與教育界相聯(lián)合的發(fā)展路徑。另外聘請企業(yè)兼職教師參與專業(yè)課講解，讓有實踐經(jīng)驗的企業(yè)導(dǎo)師在理論課講解的過程中融入生產(chǎn)實例進(jìn)行引導(dǎo)教學(xué)。此外，企業(yè)導(dǎo)師還可介入畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的培養(yǎng)并大大優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，使畢業(yè)設(shè)計更注重內(nèi)容應(yīng)用性和實用性，提高了學(xué)生綜合運用知識的能力以及工程實踐能力。

所謂“融合”，即將化工原理相關(guān)課程及化工原理實驗、實踐課程在時間和空間上與化工原理理論教學(xué)課程融合。例如，“流體流動”這一章節(jié)，由于剛掌握了流體輸送機(jī)械的工作原理和選型方法，此時就可以講解關(guān)于流體輸送機(jī)械這部分的內(nèi)容，不要留到“化工設(shè)備基礎(chǔ)”中再學(xué)習(xí)，同時進(jìn)行仿真訓(xùn)練，仿真操作要求在80分以上，才可進(jìn)行化工原理實驗。這樣在同一時期同一地點強(qiáng)化學(xué)習(xí)流體流動章節(jié)內(nèi)容，讓學(xué)生不間斷地通過理論，感觀和實踐，全面認(rèn)識和掌握知識點，大大提高學(xué)習(xí)效果。

打造“協(xié)同+融合型”化工原理課程體系，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，使化工原理課程新體系在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力以及工程實踐能力方面更加科學(xué)合理、有效。

3.3 加大線上課程支持力度，形成系統(tǒng)化線上教學(xué)模式

高校應(yīng)加大在線課程建設(shè)的支持力度，激發(fā)教師的在線課程制作熱情?；ぴ碚n程教師應(yīng)加強(qiáng)在線教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，如：采用翻轉(zhuǎn)課堂、采用知識結(jié)構(gòu)圖的形式將各知識點相關(guān)聯(lián)、Aspen等軟件的操作等多元化的方式充實完善在線內(nèi)容。同時建立合理有效的在線課程評價機(jī)制，在線平臺對學(xué)生看視頻、線上作業(yè)、線上測試等項目完成情況進(jìn)行考核評分，記錄學(xué)生課后的學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的監(jiān)督，完善的在線評價機(jī)制可實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)過程考核的定量化與公平性。另外，線上課程可采取措施加強(qiáng)師生間的互動，例如設(shè)置交流討論帖，師生間可在線開展討論和答疑，該方式使線上教學(xué)更加系統(tǒng)化、整體化，有效加強(qiáng)在線課程與傳統(tǒng)課堂的結(jié)合。

3.4 開展研究型教學(xué)方法和研究型教學(xué)內(nèi)容

化工原理研究型教學(xué)是一種基于解決實際生產(chǎn)問題的教學(xué)方法，而一般是以實際生產(chǎn)項目為依托，在教學(xué)過程中引入一些學(xué)生感興趣的工程項目或課題，讓學(xué)生親自參與項目的規(guī)劃、設(shè)計和實施，以此來提高學(xué)生參與教學(xué)過程的積極性。學(xué)生在參與這些項目的過程中，有目的性地應(yīng)用所學(xué)知識來解決項目里的問題，這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，又充分培養(yǎng)他們運用專業(yè)知識解決工程實際問題的能力，大幅度提升分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維。研究型教學(xué)方法以問題為中心，以小組合作的形式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在寬松的環(huán)境中主動探索，敢于質(zhì)疑，學(xué)會合作和分享，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探討欲望，打破單一個體在學(xué)習(xí)過程中的陳舊思維定勢，充分發(fā)揮團(tuán)隊的才智優(yōu)勢，使個體獲得更加豐富的知識[11]。

研究型教學(xué)內(nèi)容是針對傳統(tǒng)教材上的內(nèi)容提出的，研究型教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該是解決綜合工程實際問題，在教學(xué)過程中大量引入生活和工程案例，編制一系列綜合性的習(xí)題集、題庫、輔助教學(xué)等資料，通過對案例的詳實分析和細(xì)致研究，使學(xué)生在案例的學(xué)習(xí)中鞏固基礎(chǔ)知識，提高分析問題和解決問題的能力，強(qiáng)化工程意識和工程思維能力[12]。在教學(xué)過程的始末，始終強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力以及工程素養(yǎng)的培養(yǎng)是化工原理教學(xué)中提高學(xué)生工程意識的重要手段之一。

3.5 與學(xué)科競賽相貫通，實現(xiàn)專業(yè)全覆蓋

化工類學(xué)科競賽(如：全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽、全國大學(xué)生化工實驗大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+化學(xué)反應(yīng)工程”課模設(shè)計大賽等)是建立在學(xué)科基礎(chǔ)上指定的賽事[13]。參與過程是解決實際生產(chǎn)問題、創(chuàng)新能力和實踐能力提升、培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神的一種訓(xùn)練過程。將學(xué)科競賽與化工原理課程相貫通，充分利用化工類學(xué)科競賽，分別從理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計三方面入手，探索學(xué)科競賽與化工原理課程的融合，建立以學(xué)促賽、以賽促學(xué)的創(chuàng)新教育模式，提升學(xué)校的專業(yè)教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，也促進(jìn)了化工原理教學(xué)改革，在推動本科教學(xué)改革與創(chuàng)新的同時，提升化工高等教育服務(wù)石油和化工行業(yè)發(fā)展的水平。

另外，通過總結(jié)化工各類大賽的比賽經(jīng)驗，在化工原理實驗教學(xué)中，規(guī)范和優(yōu)化學(xué)生的實驗考核方式，在安全操作、數(shù)據(jù)處理和實驗報告等方面制定更加完善的評分標(biāo)準(zhǔn)，提升解決實際問題的能力[14]；結(jié)合歷年化工設(shè)計大賽內(nèi)容，擬定更加“多樣化”的競賽題目，使傳統(tǒng)精餾、傳熱等設(shè)計內(nèi)容更加貼近生產(chǎn)實際。

4 結(jié)語

國家大力推進(jìn)一流課程建設(shè)，為提升課程的高階性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性，培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新性人才，對課程建設(shè)提出了更高的要求?；ぴ碚n程作為“一流課程”建設(shè)對象，它不僅是化學(xué)工程與工藝類及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是專業(yè)認(rèn)證重點關(guān)注的課程。以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才為目標(biāo)，從培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力以及工程實踐能力出發(fā)，對該課程進(jìn)行了比較全面的改革和探索，提出了課程建設(shè)新理念和新發(fā)展方向，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、綜合應(yīng)用能力面向工程應(yīng)用，全力發(fā)揮化工原理作為化工學(xué)科核心課程的重要作用。