用OBE理念建設高校化學化工實驗“金課”*

陳華軍，席曉晶，李 冬

(洛陽理工學院環境工程與化學學院，河南 洛陽 471000)

2018年9月10日中央在北京組織召開全國教育大會，習近平總書記就建設高水平本科教育發表了重要講話，提出全面振興中國本科教育。今天，建設一流本科教育觀念逐漸形成壓倒性態勢，在高等學校落地生根并逐漸開花結果。一流本科教育的重要性逐漸深入人心，走入大學的每一個角落，用一流本科教育培養一流專業和一流人才成為高等學校的根本任務。

眾所周知，一流專業是一流人才培養的基本單元，而專業課程是一流人才培養的核心要素[1]，大學生在接受高等教育過程中受益最直接、最核心和最顯效的是專業課程。首先，習近平總書記指出，評價學校好與壞的根本標準是立德樹人的成效，而課程正是落實“立德樹人”根本任務的具體化、操作化和目標化。其次，課程體現了“以學生發展為中心”的國際教育理念，“以學生發展為中心”是成果導向教育(outcome-based education，簡稱OBE，稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育)核心內容之一[2-7]。如果專業課程沒有解決好，一流專業做不好，一流本科教育更做不好，高等學校立德樹人的成效和一流人才的培養就成為空談。

高等學校化學化工課程主要包括化學化工理論課程和化學化工實驗實踐課程，化學化工實驗實踐課程是高等學校化學化工類專業學生重要的專業基礎課程，是化學化工專業教育的主要工程性實驗實踐環節，其目的是給化學化工專業學生提供一個理論知識和化工工程實際相結合的平臺，使學生能夠更好地將理論知識轉化為實踐能力，培養學生解決復雜化學化工問題的綜合能力和高級思維，從而滿足OBE教育需求[8]。

綜上所述，OBE教育理念對建設高等學校化學化工實驗“金課”具有重要的指導作用，賦予高等學校化學化工實驗實踐課程的高階性、創新性和挑戰度。OBE教育理念主要包含學生中心、成果導向和持續改進[9-10]。首先，學生中心要求高等學校化學化工實驗實踐“金課”形式具有先進性和互動性，不是滿堂灌，不是我講你聽，不是簡單的知識傳授，是知識、能力和素質的有機結合，是解決復雜化學化工工程問題的能力和思維訓練。其次，成果導向保證高等學校化學化工實驗實踐“金課”學習結果具有探究性和個性化，不是簡單告訴你什么是對的，什么是錯的，而是培養學生去探究復雜化學化工工程問題，能夠把學生的個性特點發揮出來。持續改進是高等學校化學化工實驗實踐“金課”的精髓，只有持續才能不斷提高高等學校化學化工實驗實踐“金課”各個方面的水平，保證高等學校化學化工實驗和實踐“金課”內容具有前沿性和時代性。

在建設高等學校化學化工實驗實踐“金課”過程中，探索OBE化學化工實驗實踐理念，在化學化工實驗和實踐過程中實施過程化管理，對學生采用過程化考核，建設高等學校化學實驗實踐虛擬仿真“金課”、社會實踐“金課”和開放實驗“金課”。

1 化學化工虛擬仿真“金課”

虛擬仿真實驗屬于“互聯網+實驗”形式，這種信息化實驗方式正在改變著高等學校化學化工實驗，未來可能成為新的化學化工實驗形態，為高等學校化學化工實驗提供新的選擇[11]。

在高等學校化學化工實驗過程中，有些化學化工實驗需要價格昂貴或體積龐大的實驗設備，有些化學化工實驗在實驗過程中易產生各類污染物質，有些化學化工實驗易產生各種各樣的危險，由于資金、實驗條件、環境保護和實驗安全等方面的限制，上述化學化工實驗無法正常開設，從而影響了化學化工實驗的效果和應用型人才培養的質量。

虛擬仿真實驗深度融合了信息技術、智能技術與化學化工實驗，可以解決高等學校化學化工實驗中的大多數難題[12]，一些難以實做的化學化工實驗可以在虛擬仿真實驗中隨意做，并且具有很強的真實感和立體感，突破了化學化工實習實訓需要到工廠的局限，解決了化工廠不允許學生開機操作的難題。學生在虛擬仿真平臺上操作，可以了解化學化工實驗環境、學習基礎知識、增強安全意識、提高解決復雜化學化工工程問題的能力。目前，我國評出300多門國家級虛擬仿真實驗項目，這些國家級虛擬仿真實驗項目就是虛擬仿真國家級“金課”。

虛擬仿真化學化工實驗過程體現了“以學生發展為中心”的OBE教育理念[13-14]，虛擬仿真化學化工實驗具有先進性和互動性，不是滿堂灌，而是促使學生積極主動學習，是知識、能力和素質的有機結合，是解決復雜化學化工工程問題能力和思維的訓練。學生在化學化工虛擬仿真實驗過程中掌握理論知識，做到“理實合一”[15]。

傳統化學化工實驗方式很難實現對全體學生的過程考核，因為教師在化學化工實驗過程中不可能關注到所有學生的實驗情況，更不能對所有學生實驗過程作出系統全面的記錄。相對于傳統化學化工實驗，化學化工虛擬仿真實驗可以實現實驗過程的考核，因為計算機可以實時而準確記錄學生每次實驗情況。化學化工虛擬仿真實驗促使考核方式從“期末考核”轉變為“過程性考核”，而“過程性考核”也是OBE教育的核心內容[16]，這種“過程性考核”有利于形成成果導向的學習模式，有利于學生掌握預期的成果目標，進而提高實驗質量。

2 化學化工社會實踐“金課”

社會實踐是提升高等學校大學生知識和能力的重要方式，隨著互聯網快速發展和普及，高等學校通過“互聯網+”方式不斷創新大學生社會實踐形式，“互聯網+”已成為大學生社會實踐的重要平臺。“互聯網+”包括大學生創新創業大賽和“青年紅色筑夢之旅”，分別培養了社會主義建設者和接班人[17]。目前，“互聯網+”大學生創新創業大賽產生64萬個項目，成為最大的創新創業平臺和創新創業“金課”[18]。

習近平總書記指出，立德樹人是高等學校教育的中心環節。“青年紅色筑夢之旅”培養了社會主義接班人，目前有14萬支“互聯網+”團隊走進走進革命老區和貧困地區，傳承紅色基因，助力鄉村振興，參與精準扶貧，“青年紅色筑夢之旅”成為全國最有影響力的思政“金課”，是中國大學生國情教育的重要平臺[19-20]。

隨著我國經濟迅速發展，社會需要大量能夠自主分析復雜化學化工工程問題并創造性解決問題的創新型人才。“互聯網+”大學生創新創業大賽在培養創新型人才方面具有重要的作用，不僅能夠培養大學生在化學化工方面的創新創業意識，而且有利于培養大學生解決復雜化學化工工程問題的能力[21]。

OBE教育理念就是要培養大學生解決復雜化學化工工程問題的能力[22]，在OBE教育理念的指導下，以經濟社會發展對人才的需求為出發點開展“互聯網+”大學生創新創業大賽，全過程以學生為中心，充分發揮大學生的創造性，教師作為指導者，并實施過程化管理，對大學生化學化工方面的創新創業活動采用過程化考核，提高大學生的化學化工方面創新創業素養及綜合實踐能力，適應不斷發展的經濟社會需求，為國家經濟建設培養優秀的社會主義建設者。

3 化學化工開放實驗“金課”

目前，高校化學化工實驗過程中，大學生理論知識與實踐結合的能力普遍比較薄弱，對知識點的掌握也是更多地停留在驗證化學化工理論結論的層面上。對于簡單的化學化工化學實驗，如傳熱、干燥、吸收、精餾和伯努利方程實驗等，學生基本能掌握，但是復雜的化學化工設計類題目，尤其是在復雜化學化工工程問題的分析和處理等方面，則往往不能得到完整且準確的設計方案[23]。

因此，在傳統的高等學校化學化工實驗模式下培養的學生，在完成化學化工類課程后，學生并不能達成課程設置的目標。在工程教育專業認證背景下，將OBE教育理念引入高等學校化學化工實驗[24]，探索以學生為中心的化學化工實驗理念，教師在化學化工實驗過程中作為組織者、指導者和促進者，學生作為知識的探索者和認識者，充分發揮學生的主動性和創造性，利用有限的化學化工實驗課堂時間，在化學化工實驗過程中實施過程化管理，對學生采用過程化考核。

在做好化學化工課堂實驗的同時，充分利用大學生較多的課余時間，建設化學化工開放實驗課程，將工程意識貫穿整個化學化工開放實驗課程過程，從而使學生掌握化學化工領域內應學到的化學化工基礎知識，同時發展解決復雜化學化工工程問題和跨領域開展研究的能力。

開放實驗室是高等學校化學化工實驗改革的客觀趨勢[25-26]，也是國家對高等學校本科教育評估的要求之一。為了培養創新型人才，提高學生的動手、動腦和獨立思考能力，加大化學化工實驗室開放力度，增設化學化工開放性實驗項目是行之有效的方法[27]。

總之，采用OBE教育理念建設高等學校化學化工虛擬仿真“金課”、 化學化工社會實踐“金課”和化學化工開放實驗“金課”，對提升高等學校化學化工實驗質量具有重要意義。以化學化工“金課”為載體，探索以學生為中心的化學化工實驗理念，在化學化工實驗過程中實施過程化管理，對學生采用過程化考核，充分發揮大學生的創造性。通過化學化工“金課”培養學生的化學化工工程意識，提高其解決復雜化學化工工程問題和開展跨領域研究的能力。