基于工程教育專業認證的課程體系與教學內容的研究與實踐

摘要：新常態下高等工程教育如何進一步深化課程與教學改革，全面提高工程人才的綜合素養，是一個極其重要的研究課題。依據工程教育認證標準對大學生畢業要求的關鍵指標，修訂了化工過程分析與合成課程教學大綱，確定了課程目標達成度評價機制，明確了通過課程學習學生應具備的能力，注重課程教學設計，采用以“學生為中心”的新型教學模式，強化教師立德樹人的角色，開展培養學生工程素養的工程實際案例教學，構建“以教促競、以競促學、以學促改”閉環教學模式，建立科學嚴謹的考核評價體系，可以為其他工科專業的工程教育專業認證提供很好的參考價值。

關鍵詞：工程教育；專業認證；化工過程分析與合成；教學設計

工程教育專業認證是實現世界各國工程教育互相認可的基礎，是一種以工程學科培養目標和畢業出國基本要求為導向的合格性評價。工程教育專業認證的基本理念包括“以學生為中心”“成果導向”“持續改進”等［1］。工程教育專業認證的最終目標是促進工程類學科專業建設走向內涵式發展。工程教育的成果是以高等工程教育產出為導向，同時要求工程學科專業的大學生，能夠具備分析和解決企業實際工程問題的能力。

1教學過程中的問題分析及教學目標

化工學科在國計民生中的地位非同一般，在新常態下化工學科必須與國際接軌，需要進一步提高化工類工程技術人才的素質。“化工過程分析與合成”課程是化工與制藥類以及相近專業必修的化工技術基礎課，并涉及大量的數學、物理等基本知識［2，3］。該課程研究的對象是非常復雜的工業生產過程，研究方法多為基本的數學模型和實驗研究，難度系數相對較大，學生學習本課程可能會因為對化工過程及化工設備的了解不系統，進而導致學生對該課程的學習興趣不濃厚，如感覺內容繁多、學無所用，工程圖紙復雜、內容抽象難懂等現象［4］。據此，為了在新常態下使大學生畢業后能夠滿足具有國際能力的基本要求，提升本課程的課堂教學效果和教學質量，提高化工專業學生解決實際復雜工程問題的能力，為此對照工程教育專業認證的相關標準，對化工專業的化工過程分析與合成課程，在工程專業認證背景下進行教學改革與探索，從而促進其教學效果的提升，達到進一步提高人才培養質量，滿足世界各國用人單位對工程技術人才的需求。

2教學內容及方法

基于專業認證建設要求，教師要在優化整合教學內容的基礎上，制定出合理的教學方案，注重課程教學方法設計，把握化工單元操作的內在聯系，優化多媒體教學與板書教學手段，采用討論式和探究式的教學方式，結合工程實例與實驗進行教學。建立科學的考核評價體系，以學生為中心，提高學生的學習效率，培養學生的創新能力、科學精神，全面提高學生的綜合素質，具備解決復雜工程問題的能力，同時針對不同層次的學生采取不同的教學模式。教師要制定合理的教學目標和教學大綱；優化教學內容；注重課程教學方法設計；采用以“學生為中心”的新型教學模式；強化教師立德樹人的角色，強化培養學生的工程素養；建立嚴謹科學的考核評價體系。

3教學過程實施

對照工程教育專業認證畢業要求的指標點，通過了解目前國內外化工生產新工藝、新技術、新設備以及企業的實際單元操作情況，探索教學內容的內在規律，明確每個章節的教學重點和難點，全面優化整合教學內容，修訂化工過程分析與合成課程的教學大綱，根據OBE理念確定了課程目標達成度評價機制，明確了通過課程學習學生應具備的能力；在課堂教學中適時引入啟發式、討論式、探究式等教學方法，營造以“學生為中心”的師生互動、生生互動的課堂氛圍。

3.1修訂了化工過程分析與合成課程教學目標和教學大綱根據“工程教育認證標準”的相關要求，高校確定了作為核心支撐課程——化工過程分析與合成的教學目標，設置了相應的復雜工程問題作為教學示例和課后練習，所有實踐環節提供的實習項目必須具有較高程度的復雜性和綜合性等。教學目標涵蓋學生的解決復雜問題的能力，人生觀、價值觀，學習能力的培養等。根據新的教學目標，教師制定出了新的化工過程分析與合成教學大綱。

3.2全面優化課程教學內容

教師依據工程教育專業認證相關要求指標，結合國內外最新化工生產新工藝、新技術、新設備和工廠實際單元操作情況，研究化工過程分析與合成教學內容的內在規律，優化更新教學內容確定各個章節教學重難點，通過工廠實際工程案例分析講解，可以有效提高學生上課的興趣及注意力，活躍課堂教學氣氛，培養學生的化工工程理念以及解決工廠復雜工程中實際問題的能力。

3.3注重課程教學設計及教案的編寫

教師依據化工過程分析與合成課程教學大綱，做好每一章、每一節、每個知識點的教學設計，把課程涉及的教學重難點、案例分析、師生互動環節等寫進教案，將相關圖片、動畫、視頻、典型工程實際案例等適時引入課堂教學，深入挖掘化工過程分析與合成課程可能涉及的具體工程案例，將其與教學內容緊密關聯，完成化工過程分析與合成課程教案的編寫。

3.4采用以“學生為中心”的混合式教學模式

課堂教學適時引入探究式、討論式、啟發式等教學方法，營造以“學生為中心”師生互動、生生互動的課堂。在當前的“互聯網+”背景下，我們將化工過程分析與合成課程從傳統的線下教學改為線上結合的混合式教學。教師通過采用各種智慧教學云平臺，可以有效達成教學目標。目前，我們主要采用雨課堂作為線上平臺，課前教師通過雨課堂發布預習課件，根據學生雨課堂的預習數據，實時了解學生預習中遇到的問題，從而在線下授課時較傳統課堂會更有針對性地進行教學設計；課堂教學中借助雨課堂開展師生互動，如給學生發布選擇題、投票題、填空題和主觀題等，通過雨課堂數據可以掌握學生對課程知識點的掌握程度；課后通過雨課堂布置習題并及時批改，教師可以比較準確地掌握學生的實際學習情況。

同時，教師還建立了化工過程分析與合成班級QQ群，方便師生隨時溝通，教師答疑、布置任務等，并推薦中國大學MOOC平臺的優秀化工過程分析與合成課程，學生使用手機APP或電腦端都可以聽名師講課，對于調動學生學習的主觀能動性具有重要意義，進而提升教學質量，具體實施方法見圖1。

圖1具體教學過程與方法

3.5開展工程案例教學，強化學生工程素養培養

收集并整理化工生產中單元操作案例，通過分析講解實際工程案例，結合化工過程分析與合成教學模具、化工過程分析與合成實驗設備進行教學，活躍課堂教學氣氛，有效培養學生解決企業復雜工程問題的能力。例如：從廢水中回收丁醇這一工程案例，包含了熱力學相平衡模型和精餾知識。又如在反應器網絡合成的教學中，教師針對一個老廠改造的實際工程案例，從能量最優到結構優化，再到技術經濟分析，讓學生帶著實際問題去學習問題表格法、夾點法等基礎知識，這樣可以理解得更加深刻。

3.6構建“以教促競、以競促學、以學促改”的閉環教學模式教師鼓勵學生參加化工學科競賽活動，以課程教學促進學科競賽、以學科競賽促進主動學習、以主動學習推動課程教學改革，并通過課程達成度評價課程教學質量，進而強化學生能力培養［5］。教師指導學生參加全國大學生化工設計大賽等競賽，培養學生的工程實踐能力、團隊合作精神和創新能力。依托各類學科競賽，學生通過課題準備、項目規劃、工藝流程設計、物料衡算及熱量衡算等參加競賽，從而將相應的化工競賽內容融入課程的學習中，真正做到用競賽促進學生學習，培養學生的實踐能力。

3.7建立嚴謹科學的評價體系

課程成績的評定注重學生的過程性學習及對化工過程分析與合成知識的綜合應用能力。教師要制定嚴謹科學的課程成績計算辦法，以課前預習、線上課堂考勤、課堂討論、線上課堂測試、線上課后作業、期末考試成績等綜合計算學生的課程總成績，克服學生“平時放松、期末突擊”的不良習慣。

4結語

以培養專業素質高、實踐能力強的應用型人才為目標，全面推進化工過程分析與合成的課程體系、教學內容及方法的改革，建立一套新型的以工程案例為載體、教師為主導、學生為主體的化工專業課程教學模式，逐步實現自主互動式學習。學生在面向工程案例的自主學習過程中，掌握了化工工程精髓和專業技能，并將這些思想和技能應用于化工生產過程。在新型教學模式下，開展工程案例教學，讓本課程的教學效果獲得顯著提升。這一模式可為其他工科專業的課程研究提供參考，且具有較好的推廣價值。

參考文獻：

［1］中國工程教育認證協會秘書處.工程教育認證工作指南［Z］.北京：高等教育出版社，2015.

［2］張衛東，孫巍，劉君騰.化工過程分析與合成［M］.北京：化學工業出版社，2011.

［3］方利國.化工過程系統分析與合成［M］.北京：化學工業出版社，2013.

［4］黎小輝，牛夢龍，丁亮，等.專業認證背景下化工過程分析與合成課程針對復雜工程問題的教學設計、構建及實施［J］.化工高等教育，2019（4）：4852.

［5］石志盛，李芳，魏學嶺，等.全國化工設計競賽反哺化工原理課程設計的改革［J］.2021（3）：9091.

基金項目：安徽省教育教學研究項目（2021jyxm0128）；安徽工程大學校級本科教學質量提升計劃（2021jyxm61、2022szyzk45、2022szjpk09）；安徽工程大學研究生質量工程項目（2021jyxm024、2023yz1033、2023yzl042）

作者簡介：石志盛，男，安徽池州人，講師，博士，主要從事化工原理及化工過程分析與合成的教學研究。