專創融合背景下基于成果導向的《化工原理》教學改革與實踐

劉紅梅 侯春娟 韓永萍 李可意

摘? 要：文章基于專創融合的大背景，結合《化工原理》課程特色，制定了基于成果導向的“2232教學大綱”，并將教學學習成果分為5個層次，根據不同層次的教學目的和應獲得的學習成果，采取針對性的教學方法，解決傳統化工原理教學過程中的痛點和難點，以促進學習成果的達成，采用“431”的考核方式評價學生的學習成效。

關鍵詞：化工原理;2232教學大綱;成果導向

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）06-0019-03

Abstract： Based on the background of innovation and integration， combined with the characteristics of the principle of chemical engineering， this article has formulated a "2232 syllabus" based on results， and divided the teaching and learning achievements into five levels. In order to promote the achievement of learning results， we adopt targeted teaching methods to solve the pain points and difficulties in the teaching of traditional chemical engineering principles， and use the "431" assessment method to evaluate students' learning effectiveness.

Keywords： principles of chemical engineering; 2232 Syllabus; results-based

高校是知識創新、技術創新的重要平臺，其首要任務是培養具有創造創新能力、探索實踐能力、獨立思考能力、終生學習能力的高素質人才的重任。謀求專業教育與創新教育協同發展，促進專業教育和創新教育的深度融合，是高等教育的發展方向，也是高等教育的重點和難點。

成果導向教育（簡稱OBE）是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，學生取得的學習成果是進行教學設計和實施教學的唯一目標。OBE理念強調問題中心、以學生為主的整合型教學模式[1]。制藥工程專業教學指導委員會基于OBE理念，將畢業要求細化為12項能力的培養要求，是實施成果導向教育的關鍵，也是所有課程制定教學大綱的依據。

《化工原理》是化工及相關專業的一門工程性很強的專業基礎課程，其任務是培養學生的工程思維能力、分析和解決實際工程問題的能力。因此，在教學過程中需要對學生進行必要的工程和項目訓練，幫助學生建立單元操作之間、課程之間、理論與工程實際之間的聯系[2]。在專創融合的大背景，如何在傳統課程的教學過程中融入成果導向的理念和創新元素是一個重要課題。

一、制定基于成果導向的2232教學大綱，融入創新元素

教學大綱是根據學科內容及其體系和教學計劃的要求編寫的教學指導性文件，規定了學生通過一門課程需要學習哪些知識、可以獲得哪些成果、如何有效的幫助學生獲得這些成果、如何評價學生是否獲得了這些成果等[3]。

本?！痘ぴ怼方虒W團隊借鑒了孫洪義教授提出的“3333課程大綱和PIPE教學方案”[4，5]，并結合《化工原理》課程特色和實際教學過程，制定了“2232教學大綱”，即“2創、2新、3動、2力”。其中“2創”是指創造和創新階段所對應的學習成果，“2新”是指新想法和新方案階段對應的學習成果，“3動”是指動腦思考、動手參與、動腳調查階段的教學和學習活動，“2力”是指動手能力和探索能力階段要培養的學生能力。

課程從知識獲得、原理應用、內容整合、情感獲得、價值體現以及終身學習能力培養等六個方面提出了本課程的教學目標，大綱以知識獲得為基礎，突出完成本課程后的能力達成目標以及通過課程活動而達到的情感獲得和價值體現，突出以學生為中心、以成果為導向的教學理念。

大綱摒棄了傳統的按章節撰寫大綱的形式，而是按照內容進行整合，按動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞等模塊編排教學內容，明確了每一單元的學習目標以及達成這些目標所采用的教學方法和學生的學習活動，突出通過這些教學方法和學習活動，學生可以在知識儲備、工程能力、小組協作、學習能力等方面可以有哪些獲得，從而突出學習成果的達成。

大綱的學習成果摒棄了傳統的“了解、學習和掌握”等相對籠統的描述性詞匯，而是采用基于《化工原理》實際教學過程和要求的“設計、開發、計算、分析”等詞匯，對學生的學習成果提出了具體可評價的考核指標。在考核方面，摒棄了傳統的知識考核為主的模式，而是規定了“知識考核+解決問題能力考核+綜合應用能力考核”以知識應用為主的考核模式，以便對學生的學習成效的達成情況進行綜合評估。

二、基于不同層次的學習成效構建線上線下混合教學模式

在教學過程中，根據“2232教學大綱”將教學學習成效分為5個層次，即夯實基礎、發現并解決生活中的工程問題、發現并解決生產過程中工程問題、單元操作設計能力、完整工藝設計能力等，并根據每個層次的教學目的和希望學生達到的學習成效，采取具有針對性的改革措施，解決傳統《化工原理》教學過程中的痛點，以促進學習成果的達成。具體如表1所示。

（一）充分利用現代教學手段，打造線上線下混合教學模式

教學團隊充分利用網絡學堂、藍墨云班課和雨課堂等網絡教學平臺的各自優勢，以達到不同的教學目的。團隊將教學大綱、教案、PPT、動畫、視頻、案例庫、項目庫、題庫等教學資源上傳網絡學堂和藍墨云班課，便于學生利用碎片化的時間隨時隨地學習。利用雨課堂進行隨堂測試以及課上互動，隨時了解學生對內容的掌握情況，利用藍墨云班課進行課前5min小測試，及時了解學生課后復習情況，以便隨時調整教學進度和方法。在完成每一章的教學內容后，利用網絡學堂進行章節測試，促進學生對基礎知識的鞏固和掌握。

（二）用生活案例和工程案例相結合，促進理論與實踐的結合[6，7]

引導學生發現生活中和實際生產中的工程問題，利用所學的理論知識去分析并解決這些問題，真正達到學以致用的目的。例如面盆下水管S彎的作用，用流體力學分析動車和高鐵流線型外觀對列車提速的作用，針對具體中藥提取過程，提出流體輸送和熱量傳遞的解決方案，如何對中藥揮發油進一步提純、對于藥材、粉針劑、顆粒劑應各自應采取怎樣的干燥方式最為理想等。

（三）重構教學內容，培養創新思維

引入技術經濟和綠色生產相關內容，將設備升級改造和工藝改進等內容貫穿整個教學過程，引導學生利用所學的知識，分析現有設備和工藝的不足，探究技術更新的方法，培養學生創新意識，并具備初步的技術經濟意識。例如在學習換熱設備時，引導學生從換熱設備的結構、傳熱系數、傳熱面積、傳熱溫差、換熱效率、使用場合、設備成本和運行成本等方面對進行分析，比較不同設備的優缺點，分析傳統換熱設備的強化途徑，并根據自己的設計需要選擇合適的換熱器。

（四）以賽促課

以課程競賽為抓手，引入實際生產工藝設計訓練，引導學生進行藥品或生物制品生產工藝設計，通過實際工藝設計，體會如何利用不同單元操作構建一個完整的生產過程，從而真正理解每個單元操作在產品實際生產過程中的作用，具備利用單元操作解決實際工藝設計的能力。組織學生參加北京市的化工原理大賽，學生需要以小組協作的方式去解決一個復雜的工程問題，在規定時間內完成工藝方案的設計、工藝過程計算和設備計算、設備選型，撰寫設計說明書和答辯PPT，并完成設計答辯。

通過課程競賽，學生對原理的應用有了新的認識，對如何利用化工原理的知識解決一個復雜工程問題的思路有了更清晰的概念，也進一步認識到本課程的重要性，提升了學生的學習興趣。本校已連續兩年參加北京市化工原理競賽，并獲得團體二等獎的好成績。

三、改革考核方式，加強過程性考核

依據教學大綱完成相應的教學過程，如何衡量是否達到了相應的學習成效至關重要。教學團隊采用“431”考核方式，以評價學習成效獲得情況：

“4”：主要針對基本概念和原理的理解和應用進行的考核，包括雨課堂隨堂測試、藍墨云班課課前5min測試（平時）、網絡學堂章節測試（平時+期中）、期末考試。

“3”：主要以大作業的形式呈現，學生在完成本課程學習后要提交三個報告，即解決一個生活問題的報告、設備和工藝改進的報告和單元操作工藝設計作品，考核學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

“1”：針對學有余力的學生進行的，屬于選作的內容，學生在完成本課程的學習后，設計一個至少包含三個單元操作而實現的一個生產工藝，考核其解決復雜工程問題的能力。

四、結束語

在專創融合的大背景下，我們根據制藥工程專業的培養要求，借鑒孫洪義教授提出的“基于成果導向的3333教學大綱”，并結合《化工原理》實際教學需要，制定了“2232教學大綱”，并根據“2232教學大綱”將教學學習成果分為5個層次，根據每個層次的不同教學目的和學生應獲得的成效，采取不同針對性的改革措施，解決傳統《化工原理》教學過程中的痛點和難點，以促進學習成果的達成，并對傳統考核方式進行了改革。

參考文獻：

[1]潘鶴林，黃婕，葉啟亮.基于OBE理念構建化工原理課程教學模式的探索與實踐[J].化工高等教育，2018，163（5）：25-31.

[2]劉紅梅，李可意，韓永萍，等.基于現代教育模式的小學時“化工原理”教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2018，21（5）：123-124.

[3]李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34.

[4]孫洪義.成果導向的創新創業基礎3333教學大綱和PIPE教學方案[Z].

[5]孫洪義.創新人才培養的四個基本問題——兼敘“3-3-3”課程體系和7P教學模型探索[J].創新與創業教育，2010，1（2）：8-14.

[6]秦正龍，黃芳敏.基于生活案例的化工原理課堂教學[J].高教論壇，2017（5）：18-19，28.

[7]賈紹義，夏清，吳松海.工程案例教學法在化工原理課程教學中的應用[J].化工高等教育，2010（3）：78-81，96.

*基金項目：北京聯合大學課程建設項目“服務健康北京的專創融合課程群建設”（編號：12205561110-072）;北京聯合大學生物化學工程學課程思政示范課程建設項目“化工原理課程思政建設”（編號：12203611610-002）

作者簡介：劉紅梅（1970-），女，漢族，安徽霍邱人，碩士，副教授，研究方向：天然產物的活性篩選和實踐教學。

*通訊作者：李可意（1969-），女，漢族，遼寧錦州人，碩士，副教授，研究方向：藥物分析。