導(dǎo)語：化工原理實驗四位一體教學(xué)模式一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]基于傳統(tǒng)化工原理實驗教學(xué)過程中存在的主要問題，提出了結(jié)合仿真平臺、課前自講、實驗操作和報告撰寫+考試的“四位一體”教學(xué)模式。通過課前的仿真練習(xí)和測驗強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果和安全意識，引入課前自講環(huán)節(jié)強(qiáng)化課堂上學(xué)生的參與程度和生師互動，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)實現(xiàn)差異化考評，構(gòu)建完善的考核制度強(qiáng)化過程考核?！八奈灰惑w”教學(xué)模式更加切合工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的理念，有利于推動構(gòu)建重能力、強(qiáng)創(chuàng)新、差異化的人才培養(yǎng)體系。

[關(guān)鍵詞]化工原理實驗；工程認(rèn)證；教學(xué)改革；虛擬仿真；成果導(dǎo)向教育

化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的重要組成部分，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)人才對化工行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展意義重大?！痘ぴ怼肥腔ゎ悓I(yè)的一門專業(yè)核心課，在四大基礎(chǔ)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程與化學(xué)反應(yīng)工程、化工分離技術(shù)、化工傳遞等專業(yè)課程之間起到承上啟下的作用，具有專業(yè)性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)、概念抽象、公式繁瑣等特點，與工業(yè)生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密[1-2]；《化工原理實驗》是一門以流體流動、傳熱、精餾、吸收等相關(guān)單元操作過程原理和設(shè)備為基礎(chǔ)，以處理工程問題的實驗研究方法為特色的實踐性課程，是將化工原理理論與實際應(yīng)用聯(lián)系起來的重要環(huán)節(jié)，不僅能夠加深學(xué)生對于理論知識的理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生的工程概念和工程意識，這對于培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型化工人才至關(guān)重要[3]。高等院校肩負(fù)著為我國培養(yǎng)人才的重任，近年來很多教育工作者探索了化工原理實驗的教學(xué)模式，完成了教學(xué)改革的研究工作。在成果導(dǎo)向教育(Outcomes-basedEducation，OBE)理念下，張海洋等從教學(xué)組織方式和成績綜合評定等方面完成探索研究[4]，曾嶸等從“引入互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真實驗”、“以結(jié)果為導(dǎo)向的理念實施課程改革”方面提出改革措施[5]，徐穎等以干燥實驗為例、闡述了實驗方案的設(shè)計思路及其實施過程[6]。李玉等結(jié)合教學(xué)中遇到的安全問題，論述了安全意識的融入[7]。部分學(xué)者結(jié)合“雙一流”建設(shè)、“新工科”人才培養(yǎng)、卓越人才培養(yǎng)的要求，從實驗設(shè)備、實驗內(nèi)容、仿真平臺、師資隊伍、教學(xué)模式等方面完成改革探索[8-10]。此外，還有學(xué)者論述了化工實驗大賽對教學(xué)改革的積極作用，基于此完成教學(xué)體系的改革探索[11-12]。本文基于本?！痘ぴ韺嶒灐方萄薪M的教學(xué)經(jīng)歷，總結(jié)了教學(xué)中存在的主要問題，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的理念，針對性地提出了“四位一體”混合式教學(xué)模式，即將對化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生進(jìn)行教學(xué)實踐。

1化工原理實驗教學(xué)存在的問題

從中國礦業(yè)大學(xué)(北京)《化工原理實驗》以往的教學(xué)實踐來看，多數(shù)學(xué)生能在教師的指導(dǎo)下完成實驗課程的基本操作，以及實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，但仍存在以下問題：(1)實驗?zāi)康摹⒃?、步驟等內(nèi)容的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)缺乏，主要靠指導(dǎo)教師在課前講解和演示，而后學(xué)生機(jī)械式地模仿完成，導(dǎo)致學(xué)生參與度不足，學(xué)習(xí)的興趣、熱情和積極度不高。(2)教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏安全教育，導(dǎo)致學(xué)生安全意識缺乏，在實驗操作中隨意、馬虎。(3)實驗數(shù)據(jù)處理和報告撰寫?yīng)毩⑿圆?，實驗報告的抄襲現(xiàn)象非常嚴(yán)重。(4)課程成績根據(jù)實驗報告和期末考試的得分計算，考核方式單一、存在“以偏概全”，不滿足工程認(rèn)證對畢業(yè)生獨(dú)立、可評估的畢業(yè)要求。

2“四位一體”混合式教學(xué)模式

基于以上四個主要問題，先在新版教學(xué)大綱中重新設(shè)立了教學(xué)目標(biāo)，包括：(1)掌握實驗原理和依據(jù)，知悉實驗裝置中相關(guān)設(shè)備參數(shù)和操作參數(shù)的測試方法，能夠安全地完成實驗操作、獲得實驗數(shù)據(jù)，包括排除實驗故障、解釋故障出現(xiàn)的原因。(2)掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法和實驗報告的撰寫步驟，知悉Excel、Origin等軟件的使用方法和技巧，能夠處理實驗數(shù)據(jù)獲得實驗結(jié)果、撰寫實驗報告。(3)具備實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和團(tuán)結(jié)一致、勇于承擔(dān)的工作作風(fēng)，能夠與團(tuán)隊成員溝通、合作完成實驗操作任務(wù)。根據(jù)大綱內(nèi)容，針對性地提出了結(jié)合仿真平臺、課前自講、實驗操作和報告撰寫+考試的“四位一體”混合式教學(xué)模式。

2.1仿真平臺

北京歐倍爾實踐教學(xué)云平臺中包含了“天大版”化工原理實驗虛擬仿真軟件，與教學(xué)過程采用的實驗裝置完全匹配，因此本專業(yè)購買了教學(xué)云平臺的使用權(quán)限。要求學(xué)生在課前登陸云平臺，自學(xué)實驗?zāi)康?、原理、裝置和步驟，并完成仿真測驗中的實驗操作、數(shù)據(jù)采集和思考題，考慮到實際操作后將處理實驗數(shù)據(jù)，仿真測驗不需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過仿真練習(xí)和測驗強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果。教師可在軟件后臺下載測驗成績，評估學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。另外，為了強(qiáng)化學(xué)生的安全意識，還要求學(xué)生在云平臺中學(xué)習(xí)實驗室安全常識，包括個人防護(hù)知識及化學(xué)品灑出、實驗室火災(zāi)、水銀泄露、停水停電等事故場景下的處置流程。

2.2課前自講

除了仿真練習(xí)和測驗外，每次實驗課開始時花費(fèi)約0.5課時，采用實驗室配置的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，以小組為單位、組員輪流講解實驗原理和目的，并且對照實驗裝置講解實驗步驟，教師主要對其中的細(xì)節(jié)知識和注意事項做補(bǔ)充和點評，以上“學(xué)生主講、教師主評”環(huán)節(jié)緊扣工程認(rèn)證的核心理念“以學(xué)生為中心”，充分調(diào)動學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性和主動性，有效提高學(xué)生在實驗課上的參與程度。為了避免課前預(yù)習(xí)占用過長時間，課件由教師提供、學(xué)生可直接使用或修改后使用，可以抵消學(xué)生的畏難情緒。通過課前自講再次鞏固基礎(chǔ)知識，為即將進(jìn)行的實際操作做好鋪墊。

2.3實驗操作

實驗過程中學(xué)生以小組的形式完成實驗操作，教師通過觀察、給出必要的指導(dǎo)和糾錯，還會發(fā)放實驗數(shù)據(jù)采集表，避免實驗數(shù)據(jù)漏記、錯記，實驗完成后生師簽字確認(rèn)，實驗報告只能基于本小組的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和撰寫，一定程度上可以防止實驗報告互相抄襲。另外，本專業(yè)不斷加強(qiáng)實驗教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，每次實驗課由三名理論課程的任課教師承擔(dān)、每名教師指導(dǎo)一個實驗(即3個小組)，每個小組由2~4學(xué)生組成，教師數(shù)量和學(xué)生人數(shù)均符合“工程教育認(rèn)證化工與制藥類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)”，這樣每名教師負(fù)責(zé)不超過12名學(xué)生，可以有效督促學(xué)生參與實驗，在注重個體差異的情況下對學(xué)生的實驗操作打分，更符合OBE理念強(qiáng)調(diào)個性化評定的內(nèi)涵。

2.4報告撰寫+考試

實驗課結(jié)束后，學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告，并且完成閉卷考試，教師對報告和試卷進(jìn)行批改。根據(jù)學(xué)生在仿真測驗、課前自講、實驗操作、實驗報告和期末考試的得分情況評定課程成績，其中前四個環(huán)節(jié)屬于過程性評價，期末考試屬于終結(jié)性評價，各個環(huán)節(jié)的具體占比如圖4所示。以上考核制度將整個學(xué)習(xí)過程劃為考核范圍，使成績能體現(xiàn)學(xué)生的綜合實踐能力及對知識的掌握程度；且通過強(qiáng)化過程考核，客觀地評價課程目標(biāo)的達(dá)成程度、制定持續(xù)改進(jìn)的方法和措施，有利于貫徹工程認(rèn)證“持續(xù)改進(jìn)”的核心理念。

3結(jié)束語

本文探索構(gòu)建了結(jié)合仿真平臺、課前自講、實驗操作和報告撰寫+考試的“四位一體”混合式教學(xué)模式，借助仿真平臺強(qiáng)化課前預(yù)習(xí)效果和安全意識，引入課前自講環(huán)節(jié)強(qiáng)化學(xué)生的參與程度和生師互動，降低生師比實現(xiàn)學(xué)生的差異化評定，構(gòu)建完善的考核制度強(qiáng)化過程考核。“四位一體”教學(xué)模式可有效解決目前化工原理實驗教學(xué)中存在的主要問題，更適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的理念。化工原理實驗教學(xué)模式需持續(xù)探索和改革，滿足現(xiàn)代化工行業(yè)重能力、強(qiáng)創(chuàng)新、差異化的綜合型人才培養(yǎng)要求。

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作者：暢志兵 王彩紅 曹俊雅 單位：中國礦業(yè)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院