基于工程教育專業認證下淺談化工原理實驗教學改革

高樹剛，安 紅，武寶萍

(淮海工學院 化工學院，江蘇 連云港 222005)

為提高我國工程教育質量，2006 年 3 月，教育部啟動了工程教育專業認證工作[1]。工程教育專業認證是指專業認證機構針對高等教育機構開設的工程類專業教育實施的專門性認證，由專門職業或行業協會(聯合會)、專業學會會同該領域的教育專家和相關行業企業專家一起進行，旨在為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證[2]。工程教育專業認證要求專業課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業能力達成這一核心任務展開，并強調建立專業持續改進機制和文化以保證專業教育質量和專業教育活力[3]。工程教育專業認證明確提出了工科畢業生獨立的和可評估的畢業要求，這有助于推動我國工程教育改革，高效培養適應產業發展的工程教育人才，大力促進和推動中國工程教育的國際認可度，從而有效提升我國化工創新性人才的核心競爭力[4]。

基于工程教育專業認證的背景下，2018 年10月，淮海工學院化學工程與工藝專業參加工程教育專業認證。為了達到工程教育專業認證的12條基本要求，將12條基本要求分解為33個指標點，按照化學工程與工藝專業所設置的課程，支撐33個指標點的內容，從而使學生達到了畢業要求?；ぴ?、化工原理實驗、化工原理課程設計是專業基礎課程，是聯系基礎和專業，理論和實踐的橋梁[5]，是我?；瘜W工程與工藝、制藥工程、材料化學、高分子材料工程、生物工程、環境工程、安全工程、化工機械裝備等近化工類專業的必修課程，主要講解化工廠的單元設備原理、設備操作、設備設計、設備應用等工程技術知識，其實驗設備和操作流程接近于工業生產實際情況，因此化工原理、化工原理實驗、化工原理課程設計這三門課程對工程教育專業認證12條基本要求中的問題分析、設計/開發解決方案、研究、工程與社會、個人和團隊、溝通等進行了支撐，為了更好的滿足實驗教學和工程教育專業認證的要求，化工原里實驗進行了如下改革：

1 整合實驗教學內容

2017年，學校投入19萬進行化工原理實驗室改造，130萬進行單元設備改造，保證每個實驗項目的臺套數。通過修改化工原理實驗大綱，制定了課程目標、教學內容、考核方式和方法等。表1列出了整合前后實驗項目。

表1 整合前后實驗項目對照表

從表1可以看出，整改之后豐富了實驗項目內容，尤其綜合類實驗基本上都增加了一定難度，如離心泵性能特性曲線測定實驗，整合之前只能做單臺泵的性能參數的測定，而且離心泵放置水箱之下，是倒灌，啟動之前，學生并沒有親自操作灌泵。整合之后，可以做單臺離心泵、離心泵的并串聯組合的參數測定，而且離心泵放在水箱之上，啟動時，必須灌滿離心泵，讓學生感受到進出口閥門作用以及氣縛現象，從而把理論知識和實踐相結合起來。如篩板塔精餾實驗，整合之前只能做間歇操作，但化工原理理論課主要內容是連續操作，因此整合之后，保留間歇式操作同時，還增加了連續操作，設置了不同的進料位置，通過改進，要求學生會分析進料位置，進料熱狀況、塔內的溫度、濃度變化及分離要求一定時回流比的選擇，以考察回流比對分離效果的影響。還有驗證性實驗，將板式塔和填料塔合在一起，增加了雷諾演示實驗，而學時數不變。經過上述安排和整合，基本上化工過程常用的單元操作學生都能得到訓練，并且從易到難，學生的實驗技能逐步增強，逐步樹立工程意識。

2 改進教學模式

以往化工理論課程步調與化工原理實驗課程安排不一致，或超前或滯后，嚴重影響理論指導實踐。上實驗課時，學生對以前學過的知識有點模糊，老師要根據學生對理論知識的掌握情況，重新復習理論知識，然后講解實驗流程和實驗步驟，進行操作實驗，這樣學生只是為了完成實驗，沒有和理論知識貫通，遇到問題就無法分析、解決，因此學生是接受性學習，而不是主動學習，無法培養學生獨立分析觀察問題的能力，無法培養學生的工程觀念。

改變以往的教學模式，解決理論課和實驗課不同步的現象。第一、在學完實驗課程相關的理論知識后，安排實驗課。第二、開始做實驗之前，了解單元設備構造。將以前各種廢棄的單元設備陳列于實驗室的展示區。學生通過對化工設備的直觀感性認識，可以提高學習興趣，理論內容也更易于理解。第三、實驗操作時，每個學生先通過課前預習，了解實驗原理、操作步驟及注意事項等。操作部分由學生團隊合作完成，保證每組實驗人數不多于 4 人，彼此協調合作，分工協作完成實驗，實驗中每個同學充分參與到實驗操作和報告處理過程。而且每次實驗每位老師只能指導一個實驗項目的2～3組學生，保證學生實驗過程中遇到問題，老師能及時協助學生解決。如果實驗過程有設備損壞或故障，由教師指導學生自己找出故障和原因，實驗過程出現的各種問題都由學生自己討論解決，并作為實驗的一部分進行考核。第四、每項實驗完成以后，對應完成仿真模擬實驗，提高學生的興趣和學習的積極性，加深學生對學過的知識理解，提高分析問題和解決問題能力。

3 規范考核標準

以往的實驗成績考核主要是依據實驗報告給出，而實驗操作過程成績的比重較小，同時實驗報告抄襲現象十分嚴重，甚至每組所有同學的實驗報告幾乎雷同，使得實驗成績不能真實客觀的反應學生對實驗過程的認識和掌握。

為公平、公正反映學生的學習情況和實踐技能，適當增加操作成績占比，并且把每項成績細化，在平時成績中增加實驗操作過程的表現成績，每一組實驗過程中隊員配合、協作能力以及認真情況。操作成績考核為：每人隨即抽取一個實驗項目，主要考核操作的正確性以及熟練程度，在操作結束時，老師針對實驗項目提出三個問題，考核學生分析問題能力和解決問題能力。報告成績主要考核學生處理數據過程和圖表繪制情況，以及對實驗結果分析和誤差分析等。綜合評定學生各個實驗環節的成績，最后算出總評成績為三項成績之和。

表2(續)

4 結論

基于化工原理實驗教學的實際需要和工程教育專業認證指標體系的人才培養要求，通過對化學工程與工藝專業化工原理實驗室和設備進行改造，以及對化工原理實驗的教學內容、教學模式以及考核方式進行整合，建立適應當前工程教育專業認證背景下的化工原理實驗課程體系，促進實驗教學改革，培養出符合社會發展和社會經濟需求的應用型人才，同時對加強高校創新應用型人才培養具有重要意義。