化工基础课程教学改革研究

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[摘要]基于新工科建设对化工专业技术人才的迫切需求以及化工高等教育在人才培养上的重要地位，针对我校《化工基础》课程教学目前存在的问题，本论文讨论了该课程的教学改革。作者基于OBE教育理念，结合《化工基础》的课程特点、学生情况、行业需求、国际前沿技术，对该课程的内容体系、教学模式、考核方式进行全面改革。通过教学改革实现《化工基础》课程教学质量的提高和学生综合能力及素质的提升，并为化工专业的课程教学改革提供新思路。

[关键词]新工科；OBE教育理念；《化工基础》；教学改革；化工专业课程；化工专业人才培养

全球范围内新一轮的科技革命和产业变革对工程教育的改革和发展提出了新挑战。为了主动应对这一挑战，支撑服务创新驱动发展、“一带一路”、“中国制造2025”等一系列重大国家战略，教育部提出了新工科建设的要求[1]。新工科建设的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程技术人才[2]。化学工业在国民经济中占有举足轻重的地位，对提升我国国际地位、改善人民生活质量均起到至关重要的作用。新工科建设背景下化学工业的发展更显得尤为重要。因此，培养卓越的化工专业人才既是化工行业发展的关键，也是新工科建设的重要内容。依据新工科建设的内涵和要求，卓越化工专业人才应具备过硬的专业知识技能、卓越的工程实践能力、优异的自主创新能力、良好的职业道德以及一流的工程伦理素养等知识、能力和品质[3]。高等教育是人才培养的关键。《化工基础》是化工高等教育中最基础、最重要的课程之一，是诸多高等院校中开设的第一门化工专业课程。该课程担负着由理科到工科、由基础到专业的特殊使命，是工程教育中联接理论与实践的纽带，在开发学生逻辑思维能力、专业知识应用能力以及化工专业的人才培养中均发挥着重要作用[4]。《化工基础》是我校化学与药学学院本科生的专业必修基础课，授课范围涵盖化学、应用化学、制药工程三个专业，每学年授课学生人数约为220人。该课程开设的目的是为了使学生能够掌握基本的化工专业技能、工程实践能力、工程思维能力以及工程伦理素养等化工行业必需的能力和素质，并为学习更高阶化工专业知识奠定基础。该课程在学生学习了《无机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《有机化学》等基础化学课程后开设，是学生由理科知识学习转向工科知识学习的第一门课程，其重要性不言而喻。

1当前《化工基础》教学中存在的问题

从目前我校《化工基础》课程的教学情况来看，学生在通过该课程的学习后仍难以达到既定的教学目标。主要问题有：(1)由于知识繁杂、难度较大，该课程通常采用传统以教师讲授为主的教学模式。而这种“满堂灌”的授课方式导致课程枯燥乏味，学生兴趣度、主动性不高，因此教学效果差；(2)所用教材内容知识陈旧，与国际先进前沿技术严重脱节，导致学生创新性、前瞻性不足；(3)教学重理论轻实践，理论与实践脱节，不利于学生实践能力的培养；(4)欠缺对工程实践能力、工程伦理素养等系统工程观的培养，导致学生工程思维薄弱、工程观念淡薄；(5)缺乏对课程达成度、学生能力的量化评价，难以对课程教学进行持续改进。此外，我校师范院校的属性使得工科学习氛围薄弱，师范生对工科课程的兴趣度低，也造成了该课程教学效果不良、学生培养效果不佳的状况。

2OBE教育理念在课程教学改革中的应用OBE教育理念

(Outcome-BasedEducation，成果导向教育)是我国工程教育专业认证的三大理念之一，也是我国工程专业建设的指导思想。OBE教育理念强调以成果为导向，着眼于对学生的培养目标与毕业要求是否明确、设定目标是否达成。OBE教育理念以学生为中心，充分激发学生对课程的兴趣，主动参与学习，有效提升教学效果[5]。此外，区别于仅靠分数来评价学生的学习效果，OBE教育理念强调的是学生取得的学习成果，涵盖了知识掌握程度、知识运用能力及综合素质等多方面能力。由此可见，OBE教育理念与新工科背景下卓越化工专业人才培养的定位是高度契合的。OBE教育理念以成果为导向、以学生为中心，在工科人才培养中具备显著优势，为化工学科教学的改革提供良好思路。国内各大高校基于OBE教育理念对化工专业的不同课程进行了教学改革和人才培养的相关研究和探索。目前主要集中在围绕OBE教育理念“制定学习成果”、“实现学习成果”、“改进学习成果”及“评价学习成果”四大环节上对教学内容、教学模式、考核方式等进行改进。例如基于OBE以成果为导向的教育理念，将新技术融入课堂教学，扩展教学内容，有效解决了《精细化工工艺学》课程中存在的教材内容陈旧，新技术、新理论介绍较少，学生无法通过学习掌握行业必需能力的问题[6]。又如，借助OBE中基于学习成果评价的理念，在《化工原理》课程教学中采取节点考核、设计文档、小组互评、专项考核、个人答辩相结合的“五步考核法”，使考核目标更明确、考核内容更全面，促进了毕业要求的有效达成[7]。虽然OBE教育理念在化工专业课程教学改革中已取得成功实践，但是仍处于探索阶段。目前我校《化工基础》教学与OBE教育理念仍存在较大差距，OBE教育理念在课程教学中渗透度不高，理念优势没有得到充分应用。如何将OBE教育理念真正落实到《化工基础》课程教学的各个环节中，以促进教学目标的达成和教学效果的持续改进仍存在挑战。为促进《化工基础》教学目标的达成和教学效果的持续改进，作者将OBE教育理念的四大核心内容落实到《化工基础》课程教学各个环节中。通过设置科学合理的课程内容体系、多元灵活的教学模式、全面系统的考核方式，结合有效可行的教学评估方式，实现学生专业知识技能、工程实践能力、自主创新能力以及工程伦理素养的全面提升，并为化工专业课程教学改革和新工科下卓越化工专业技术人才的培养提供新思路。

3基于OBE教育理念的《化工基础》课程教学改革

作者以新工科建设对化工专业技术人才的迫切需求为出发点，基于OBE教育理念，以成果为导向、以学生为中心，对《化工基础》课程的内容体系、教学模式、考核方式进行全面改革，将OBE教育理念真正落实到课程教学的每个环节中，实现教学的持续改进，最终获得课程教学质量的提高以及学生专业知识技能、工程思维观念和综合能力素养的全面提升。

3.1丰富课程内容体系，制定学习成果

目前我校《化工基础》课程的授课内容主要着重于介绍化工过程中的“三传一反”，强调基础知识的掌握和应用。虽然学生在学习完该课程后能够熟练应用基本概念和公式解决基础化工过程问题，但是对化工生产过程的认识仍较模糊，处于死记硬背的阶段，无法满足社会对化工人才的需求。这主要是归结于课程的内容较为陈旧，重理论轻实践，且欠缺对工程能力和观念的培养。作者将行业需求和发展趋势相结合，制定学习成果。将国际前沿技术、科学素材、工程实践内容、工程伦理教育等融入课程内容，丰富现有《化工基础》课程内容体系。利用互联网资源、图书影像资料，将新技术、新理念引入课堂教学，扩宽学生知识面，培养学生创新能力和自主学习能力。在课程中增加典型化工工程案例分析和工程项目模拟训练，将理论和实践相结合，培养学生工程观念、加强工程实践能力。此外，化工生产与环境保护、经济、法律等有密切联系，将在教学增加课程思政元素，例如探讨何种工艺流程兼具绿色、经济的优势；化工污水处理应当满足哪些排放标准等等，培养学生工程伦理素养、加强职业道德规范。

3.2改进课程教学模式，实现学习成果

《化工基础》课程具有知识点繁多、公式多、计算量大的特点，对学生而言难度较大。而由于该课程安排的学时较短，仅为51学时。为了能够完成教学任务，常常采用教师为主的讲授式进行授课。这种“满堂灌”的教学模式易造成学生学习主动性差。而该课程难度较大，学生在课堂上不能及时跟随教师的讲解后就会出现学习怠惰，对课程兴趣度不高、注意力不集中，最终导致教学效果不佳[8]。作者通过改进传统线下教学方式，结合线上教学来实现学习成果。线下教学在讲授式、归纳式和引导式教学的基础上引入项目式学习。基于课程内容设置项目案例，学生以小组形式根据所学理论知识设计计算项目所需设备相关工艺参数，不仅强化理论知识的应用、培养工程实践能力，还提高学生的团队合作能力。此外，借助超星学习通平台建设线上课程，提供前沿资讯、科学素材及资源链接，设置学生自主学习环节。学生结合线下、线上课程所学知识进行专题汇报，加强创新能力。同时，利用线上平台设置课堂讨论、课后测评环节，增加教学趣味性，提高学生参与度。

3.3调整课程考核方式，评估学习成果

《化工基础》课程通常采用平时作业、出勤、期末闭卷考试的传统方式来考核学生的学习成果，这种考核方式只注重评价学生对专业基础知识的掌握情况，而缺乏对学生综合能力和工程观念素养的评估[9]。而化工人才不仅需要具备过硬的专业知识，也要具备优异的工程观。作者采用过程考核和课终考核相结合，兼顾学生知识、能力、素养的综合评价。过程考核既包括出勤、平时作业等传统考核方式，也对课堂问答、专题汇报、小组项目设计等进行考核。既能考察学生对知识的掌握情况，也能反映学生对知识的应用能力和工程观念的形成度。课终考核将沿用纸质卷面考核的方式，在试题中加入工程案例分析题和非标准化题目，考察学生的工程思维能力和知识运用能力。最后将制定详尽的考核表，包括专业知识掌握度、工程实践能力、创新能力、自主学习能力、团队合作能力、工程素养等多个维度的评价，学习成果可评可测，有助于改进和提高。

3.4总结反思教学效果，改进学习成果

为了实现课程的持续改进，使课程在良性循环中得到稳步发展，作者通过结合专家测评、师生互评、师生自评对该课程的教学效果进行评价、总结和反思。在课程中将主动邀请院内外专家进行听课评课，听取专家意见和建议对课程进行改进。师生互评中，教师主要通过对考核表综合结果分析学生的学习情况，判断教学效果。学生可以通过线上平台随时对课程提出意见和建议。在课程结束后，教师以调查问卷的形式收集学生对课程整体内容、教学模式、考核方式等的评价。师生自评中教师和学生针对自身在课程达成度、未达成目标的原因进行评价和分析。最后，汇总整理以上意见和建议，制定相应的教学持续改进机制。

4结语

作者以新工科建设对卓越化工专业技术人才的迫切需求为出发点，基于国际先进OBE教育理念，以化工专业课程《化工基础》为例，围绕OBE教育理念“制定学习成果”、“实现学习成果”、“评估学习成果”和“改进学习成果”四大核心环节，结合行业需求、前沿技术和学生特点，对《化工基础》课程的内容体系、教学模式、考核方式以及教学评估进行全面改革的探索和实践。通过对《化工基础》课程的教学改革，学生对本课程的学习兴趣有了明显的提高，由被动接受知识转变为主动学习知识。在学习完该课程后，不仅掌握了扎实的化工基础专业知识和技能。同时，在工程思维训练、自主创新能力和工程伦理素养上也取得了显著的进步。本论文也为高等院校化工专业课程提供了教学改革的新思路。

作者：林茜颉 刘葵 单位：广西师范大学 化学与药学学院