基于“專業認證+新工科”的中醫藥院校化工原理課程設計實踐教學初探

馬雅鴿 張 希 楊婧娟 曹冠華 趙聲蘭

云南中醫藥大學中藥學院，云南 昆明 650500

1 “專業認證+新工科”背景下中醫藥院校化工原理課程設計實踐教學改革的背景和意義

1.1 我國“專業認證+新工科”的現狀和趨勢 工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎[1]。中國自2006年開展工程教育認證，目的是構建中國工程教育質量監控體系，推進工程教育改革，進一步提高工程教育質量，提升國際競爭力。隨著工程教育改革的逐步進行，科技與產業發生變革，中國積極推進“新工科”建設以服務創新驅動發展等一系列國家戰略，全力探索工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。如何在“新工科”和工程教育專業認證背景下開展專業教學改革，一直是業界專家學者思考的問題[2]。

1.2 全球“專業認證”的現狀和趨勢 發達國家為全球政治經濟新格局中保持領先地位和技術優勢，制定新的工業發展戰略與規劃，美國的“先進制造伙伴計劃”和“國家制造創新網絡”、德國“2020高技術戰略”和“工業4.0 ”、法國“新工業法國”、英國“工業2050戰略”和日本“機器人新戰略”等[3]。英、美等國已在注重學生實踐能力培養，德、法等國則在拓展學生知識面。我國在應對這一變革，積極推進工程教育認證和“新工科”概念來逐漸形成了“復旦共識”、“天大行動”及“北京指南”[4]，新工科一經提出便進入轟轟烈烈的探索階段。在此過程中，新工科理論研究和改革實踐出現并日漸增多，呈現百花齊放的態勢[5]，促使我們對新經濟背景下中醫藥院校的工程教育實踐教學體系改革的探索和創新。

近年來，國外醫藥院校的工科專業工程實踐教學體系從傳統的教學模式上不斷創新、改革從加入模擬實踐課程以提高學生的自信心，讓學生更有動力學習，提高專業技能[6]，虛擬仿真模擬與游戲模擬的教學模式嵌入到工程實踐教育中[7-9]，學生們對該教育模式的滿意度更高，同時對未來職業能積極的去深入了解。

1.3 中醫藥院校化工原理課程設計實踐教學改革的必要性 云南中醫藥大學作為云南唯一一所醫、理、工、管多學科協調發展的綜合性中醫藥高等院校，除了開辦有中醫學、中藥學相關專業外，還開辦有制藥工程、藥物制劑、食品質量與安全等工科專業。這三個工科專業在中醫藥院校一直以來存在工科基礎薄弱的問題。在國家順應國際形勢，提出“新工科”理念，全國范圍內推進工科類專業國際化工程教育專業認證，未來可能輻射所有專業實行專業認證制，這對中醫藥類院校都將是極大的考驗。因此，如何夯實中醫藥院校的工科基石，是所有中醫藥院校都亟待解決的問題。

1.4 中醫藥院校化工原理課程設計實踐教學創新的意義 我校三大工科專業都開設有化工原理課程設計實踐課程，化工原理課程設計是工科實踐體系中舉足輕重的課程，也是夯實中醫藥院校“新工科”和專業認證最關鍵、最艱難的一塊磚。因此，教學團隊對化工原理課程設計實踐課程模式進行探索，拋磚引玉為云南地方產業及經濟社會發展，培養工程實踐能力強、創新能力高的具有中醫藥背景的新工科人才。助力云南省打造“綠色能源”“綠色食品”“健康生活目的地”三張牌建設。因此，我校化工原理課程設計實踐課程模式構建和創新的探索具有重大而深遠的意義，為全國中醫藥類院校的工科專業尋找新思路和新出路。

2 新模式的創新思路和實施過程

2.1 創新思路 依托我省推行的高等院校學分制改革，結合我校小學期制，三大工科專業，在第二個小學期設置有化工原理課程設計的工科實踐課程，教學團隊采用校際聯合、課程聯盟和虛實結合的方式，與昆明理工大學的化工原理課程團隊合作，建立課程聯盟，結合我們團隊虛擬仿真省級一流課程平臺，探索新形式的化工原理課程設計實踐體系，培養學生基本的工科技能，使學生逐步形成工科思維。在“新工科+專業認證”體系下，培養工程實踐能力強、創新能力高、具備國際競爭力的高素質中醫藥工科人才，從而服務云南地方產業發展，助力云南省“三張牌”建設，發揮新工科建設引領和示范作用。

2.2 實施過程 教學團隊對已經構建的虛擬仿真實驗平臺進行優化，通過指導老師引導學生選題，在虛擬平臺，進行虛擬仿真實驗，完成產品組方，虛擬生產的全過程，并進行物料衡算和熱量衡算，不斷進行設計方案的修改，使學生初步建立化工生產過程概念，建立過程衡算理論。結合虛擬仿真實驗，指導學生繪制詳實、可行的工藝流程圖。在教師指導下完成主要設備圖紙的繪制和設備工藝參數的選擇，使學生能夠根據生產需求，初步進行設備的設計和參數選擇。繪制合理的廠房布局圖，完成工程基本技能的構建。撰寫規范的設計說明書，使學成形成工科邏輯思維。最后完成答辯環節，培養學生團隊合作和邏輯表達能力。從而構建符合中醫藥特色的化工原理課程設計實踐教學模式，如圖1所示。

圖1 中醫藥院校化工原理課程設計實踐教學模式的構建示意圖

3 新模式實施效果評價

以往化工原理課程設計實踐教學的評價主要依據學生操作過程規范與否、實驗結果合格與否以及實驗報告情況予以相應的評分。而且只針對學生進行。本次改革力圖建立盡可能科學合理的實驗評價考核制度，同時把實驗教學質量的評價作為實驗教學過程管理延伸的一部分來研究，從對教師的評價和對學生的評價兩個方面來研究[11]。

3.1 對教師的評價 對教師的評價體系主要包括教師的教學態度、教學能力、教學內容、教學方法、教學組織和教學效果等方面。經研究確定了教師評價體系的比例構成，詳見表1。

表1 教師評價指標體系構成及評分結果表 (分)

具體來看，對教師進行的教學質量評價可采用學生評價、同行評議、教學督導專家評價、教學管理部門評價和自我評價等方法相結合，各個評價渠道所占的百分比分別為30%、20%、20%、15%、15%。本次教學改革對帶教的ABCD四位帶教教師進行評價。A教師，教授，碩士研究生，從教40余年；B教師，副教授，碩士研究生，從教15年；C教師，高級實驗師，博士研究生，從教10年；D教師，副教授，博士研究生，從教8年。評價結果見表2。從結果可以看出，教師的評分都在85以上，但教師的綜合素質存在一定差異，主要的差異在高階能力上，而且這些能力呈現與教齡的相關性。因此，下一步應該加強對教師的培養，讓教師多參加教學實踐，不斷提高綜合素質和教學藝術。

表2 學生評價指標體系構成及評分結果表 (分)

3.2 對學生的評價 對學生的評價體系主要通過過程性評價，經研究確定了學生評價體系的分值構成，詳見表2。對本次教學實施過程的2019級藥物制劑專業40名學生按照表2進行過程性評分，并對的各項內容評分計算平均值，進行比較分析。從表2的評分結果可知，通過全過程的過程性評價，更能客觀反應學生的綜合能力和素質，而且相比較而言學生的高階能力有所提升，工科思維基本建立，并得到一定的提升。

4 新模式的優勢、問題及解決措施

通過虛擬仿真實驗，學生可以實現多層次的學習，強化學生對實踐課程重點的認知能力，特別是模擬生產場景的虛擬實驗，使學生熟悉生產工藝過程，有助于開闊學生視野、拓展知識結構、建立工科思維，提升學生的綜合能力。虛實結合，有效地培養了學生解決問題能力、協作能力等，明顯提高了學生的學習興趣。

但是，采用新的評價模式一定程度上暴露了教師對新的教學體系適應不足、經驗不足、高階能力不足的問題，說明此種教學模式對教師綜合能力的要求更高，今后在課程建設改革過程中考慮從以下三個方面探索解決此問題。第一，將課程聯盟范圍拓展至西南乃至全國范圍，把課程建設水平逐步提升。第二，加強課程團隊建設，通過外聘、引進和教師培養多種方式，提升課程團隊水平。第三，重視教師能力提升，通過傳幫帶、培訓、線上線下交流學習等方式，持續改進提升教師的能力。

5 結語

教學團隊構建適用于中醫藥院校的校際聯合、虛實結合的化工原理課程設計實踐教學新模式，培養具有中醫藥背景的新工科人才，助力云南省“三張牌”建設。組建“昆明理工大學+云南中醫藥大學化工原理課程聯盟”，利用團隊新構建的中藥經典名方和功能食品組方設計及干燥過程衡算的虛擬仿真實驗平臺，使學生先進行虛擬構建課程設計的整體思路；再通過線下指導完成課程的設計內容優化，從而打造化工原理課程設計實踐教學新模式。并對此教學模式進行全面的評價總結，發現此教學模式有助于開闊學生視野、拓展知識結構、建立工科思維，提升學生的綜合能力。有效地培養了學生解決問題能力、協作能力，明顯提高了學生的學習興趣。對存在的教師能力不足等問題也提出了相應的舉措，不斷對此教學模式進行持續改進和全面推廣。