導(dǎo)語(yǔ)：化工原理實(shí)驗(yàn)四位一體教學(xué)模式一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，提出了結(jié)合仿真平臺(tái)、課前自講、實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告撰寫(xiě)+考試的“四位一體”教學(xué)模式。通過(guò)課前的仿真練習(xí)和測(cè)驗(yàn)強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果和安全意識(shí)，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(dòng)，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)實(shí)現(xiàn)差異化考評(píng)，構(gòu)建完善的考核制度強(qiáng)化過(guò)程考核。“四位一體”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(dòng)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(shí)驗(yàn)；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(guó)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(duì)化工行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展意義重大。《化工原理》是化工類專業(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(diǎn)，與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密[1-2]；《化工原理實(shí)驗(yàn)》是一門以流體流動(dòng)、傳熱、精餾、吸收等相關(guān)單元操作過(guò)程原理和設(shè)備為基礎(chǔ)，以處理工程問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究方法為特色的實(shí)踐性課程，是將化工原理理論與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)的重要環(huán)節(jié)，不僅能夠加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生的工程概念和工程意識(shí)，這對(duì)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(guó)培養(yǎng)人才的重任，近年來(lái)很多教育工作者探索了化工原理實(shí)驗(yàn)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(jī)綜合評(píng)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(shí)驗(yàn)”、“以結(jié)果為導(dǎo)向的理念實(shí)施課程改革”方面提出改革措施[5]，徐穎等以干燥實(shí)驗(yàn)為例、闡述了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路及其實(shí)施過(guò)程[6]。李玉等結(jié)合教學(xué)中遇到的安全問(wèn)題，論述了安全意識(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、仿真平臺(tái)、師資隊(duì)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(shí)驗(yàn)大賽對(duì)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]。本文基于本校《化工原理實(shí)驗(yàn)》教研組的教學(xué)經(jīng)歷，總結(jié)了教學(xué)中存在的主要問(wèn)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(duì)性地提出了“四位一體”混合式教學(xué)模式，即將對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

1化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

從中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)《化工原理實(shí)驗(yàn)》以往的教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，多數(shù)學(xué)生能在教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)課程的基本操作，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，但仍存在以下問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、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(shí)缺乏，在實(shí)驗(yàn)操作中隨意、馬虎。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和報(bào)告撰寫(xiě)?yīng)毩⑿圆?，?shí)驗(yàn)報(bào)告的抄襲現(xiàn)象非常嚴(yán)重。(4)課程成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試的得分計(jì)算，考核方式單一、存在“以偏概全”，不滿足工程認(rèn)證對(duì)畢業(yè)生獨(dú)立、可評(píng)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(gè)主要問(wèn)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(shí)驗(yàn)原理和依據(jù)，知悉實(shí)驗(yàn)裝置中相關(guān)設(shè)備參數(shù)和操作參數(shù)的測(cè)試方法，能夠安全地完成實(shí)驗(yàn)操作、獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括排除實(shí)驗(yàn)故障、解釋故障出現(xiàn)的原因。(2)掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)步驟，知悉Excel、Origin等軟件的使用方法和技巧，能夠處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(3)具備實(shí)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(duì)成員溝通、合作完成實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)。根據(jù)大綱內(nèi)容，針對(duì)性地提出了結(jié)合仿真平臺(tái)、課前自講、實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告撰寫(xiě)+考試的“四位一體”混合式教學(xué)模式。

2.1仿真平臺(tái)

北京歐倍爾實(shí)踐教學(xué)云平臺(tái)中包含了“天大版”化工原理實(shí)驗(yàn)虛擬仿真軟件，與教學(xué)過(guò)程采用的實(shí)驗(yàn)裝置完全匹配，因此本專業(yè)購(gòu)買了教學(xué)云平臺(tái)的使用權(quán)限。要求學(xué)生在課前登陸云平臺(tái)，自學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、裝置和步驟，并完成仿真測(cè)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集和思考題，考慮到實(shí)際操作后將處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，仿真測(cè)驗(yàn)不需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)仿真練習(xí)和測(cè)驗(yàn)強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果。教師可在軟件后臺(tái)下載測(cè)驗(yàn)成績(jī)，評(píng)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(shí)，還要求學(xué)生在云平臺(tái)中學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室安全常識(shí)，包括個(gè)人防護(hù)知識(shí)及化學(xué)品灑出、實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)、水銀泄露、停水停電等事故場(chǎng)景下的處置流程。

2.2課前自講

除了仿真練習(xí)和測(cè)驗(yàn)外，每次實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始時(shí)花費(fèi)約0.5課時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理和目的，并且對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置講解實(shí)驗(yàn)步驟，教師主要對(duì)其中的細(xì)節(jié)知識(shí)和注意事項(xiàng)做補(bǔ)充和點(diǎn)評(píng)，以上“學(xué)生主講、教師主評(píng)”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(dòng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有效提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的參與程度。為了避免課前預(yù)習(xí)占用過(guò)長(zhǎng)時(shí)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(guò)課前自講再次鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，為即將進(jìn)行的實(shí)際操作做好鋪墊。

2.3實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生以小組的形式完成實(shí)驗(yàn)操作，教師通過(guò)觀察、給出必要的指導(dǎo)和糾錯(cuò)，還會(huì)發(fā)放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集表，避免實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)漏記、錯(cuò)記，實(shí)驗(yàn)完成后生師簽字確認(rèn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告只能基于本小組的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和撰寫(xiě)，一定程度上可以防止實(shí)驗(yàn)報(bào)告互相抄襲。另外，本專業(yè)不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，每次實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)(即3個(gè)小組)，每個(gè)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(guò)12名學(xué)生，可以有效督促學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，在注重個(gè)體差異的情況下對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作打分，更符合OBE理念強(qiáng)調(diào)個(gè)性化評(píng)定的內(nèi)涵。

2.4報(bào)告撰寫(xiě)+考試

實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并且完成閉卷考試，教師對(duì)報(bào)告和試卷進(jìn)行批改。根據(jù)學(xué)生在仿真測(cè)驗(yàn)、課前自講、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試的得分情況評(píng)定課程成績(jī)，其中前四個(gè)環(huán)節(jié)屬于過(guò)程性評(píng)價(jià)，期末考試屬于終結(jié)性評(píng)價(jià)，各個(gè)環(huán)節(jié)的具體占比如圖4所示。以上考核制度將整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程劃為考核范圍，使成績(jī)能體現(xiàn)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力及對(duì)知識(shí)的掌握程度；且通過(guò)強(qiáng)化過(guò)程考核，客觀地評(píng)價(jià)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(yǔ)

本文探索構(gòu)建了結(jié)合仿真平臺(tái)、課前自講、實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告撰寫(xiě)+考試的“四位一體”混合式教學(xué)模式，借助仿真平臺(tái)強(qiáng)化課前預(yù)習(xí)效果和安全意識(shí)，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(dòng)，降低生師比實(shí)現(xiàn)學(xué)生的差異化評(píng)定，構(gòu)建完善的考核制度強(qiáng)化過(guò)程考核。“四位一體”教學(xué)模式可有效解決目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問(wèn)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?；ぴ韺?shí)驗(yàn)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。

參考文獻(xiàn)

[1]李果，朱大勝，賈文華，等．“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下精餾原理章節(jié)教學(xué)改革與探討[J]．廣東化工，2019，46(20)：176-177．

[2]呂海霞，楊志杰，張艷輝，等．基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教改探索與實(shí)踐[J]．化工高等教育，2016，33(1)：26-30．

[3]張海洋，郭瑞麗，張建樹(shù)，等．OBE工程教育理念下化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J]．教育現(xiàn)代化，2019，6(86)：138-140．

[4]曾嶸，任玉，劉建文，等．基于工程認(rèn)證的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探究[J]．山東化工，2021，50(21)：210-212．

[5]徐穎，王春虎，郝慶蘭．OBE工程教育理念下的化工干燥實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J]．中國(guó)輕工教育，2018，(5)：69-73．

[6]李玉，李濤，董賀新，等．大學(xué)生安全意識(shí)培養(yǎng)在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的自然融入[J]．河南化工，2021，38(6)：62-65．

[7]孟玉蘭，張文君，曹晶晶，等．“雙一流”背景下化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J]．實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2021，24(1)：117-119．

[8]陳霞，王亞琴，金杰．混合式教學(xué)在“化工原理實(shí)驗(yàn)”中的應(yīng)用與探索[J]．安徽化工，2021，47(5)：126-128．

[9]陳鑫，董亮亮，涂國(guó)云，等．基于化工卓越人才培養(yǎng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革與探索[J]．大學(xué)化學(xué)，2021，36(11)：156-160．

[10]魏竭，易美桂，程遠(yuǎn)貴，等．基于化工實(shí)驗(yàn)大賽的化工原理實(shí)踐教學(xué)改革探索[J]．四川化工，2021，24(5)：55-58.

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