基于工程教育理念的《精细合成技术》课程教学体系设计

程忠玲，臧玉红，刘涛，潘滋涵

(承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德067000)

基于工程教育理念的《精细合成技术》课程教学体系设计

程忠玲，臧玉红，刘涛，潘滋涵

(承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德067000)

为培养化学工程与工艺专业学生在精细化学品合成岗位的综合职业能力，进行了基于工程教育理念的《精细合成技术》课程的教学体系设计。建立了明确的课程目标，采用任务驱动的行动导向的教学模式，设计针对职业岗位典型工作过程的学习情境，以实际的工作任务内容为载体确定了教学内容，根据不同的工作任务采用不同的教学方法和教学手段，运用多元化的考核方法评判学生的学习效果等。优化、重构后的课程教学体系对于全方位实现课程目标具有重要的作用。

工程教育;精细合成技术;教学体系;项目教学

《精细合成技术》是化学工程与工艺专业的一门主要专业课程，是讲授从事精细化学品合成必备的知识和技能。重点介绍各个单元反应的基本原理和工艺方法，分析其影响因素，并结合工业实例讨论典型产品的生产技术，知识体系非常零散且庞大［1］，相互之间独立关系有余而联系不够［2］，学生缺少精细化学品合成岗位工作过程的综合训练，走上工作岗位后不能马上适应。因此，如何在有限的教学学时内，让学生真正掌握这些精细化学品合成知识，使学生真正具备设计精细化学品合成工艺流程、工艺优化选择和实际操作运行能力，就必须对该课程的教学体系精心设计才能真正达到教学的目的。根据精细化学品合成的特点，构建以典型精细化学品的合成为核心，基于任务驱动、工作过程导向的课程体系。统筹设计课程的教学目标、教学内容、教学模式、教学方法、教学手段、考核方法等，从而优化、重构了课程教学体系，与传统的学科知识教学体系有很大的不同，体现了工程教育特色，对于全方位实现课程目标具有举足轻重的作用。

1　课程目标

1)专业能力目标:具有选择合成用原料、溶剂、催化剂能力;典型精细化学品的的合成路线设计和评价能力;典型精细化学品的的合成步骤设计能力;常规实验室设备操作能力;优化实验条件的能力;能够按照操作规程进行产品生产和DCS操作;能拟定操作规程和拟定事故处理预案;具有一般事故处理的能力。2)方法能力目标:具有决策能力和执行能力;具有语言及文字表达能力;外文资料的阅读能力;通过自学获取新技术的自我更新能力;利用网络、文献等获取行业国内外信息和综合处理信息的能力;制定工作计划、评估工作结果的能力;解决问题的能力和创造能力。3)社会能力目标:具有良好的职业道德和敬业精神;与他人的合作、交流与协商能力;具有良好的环境适应能力;具有创新能力和较强的实践能力;具有工作责任心和社会责任感;能够遵守劳动安全、环保的规章制度。

2　教学模式的设计

2．1行动导向的任务驱动

精细合成技术采用任务驱动的行动导向的教学模式，在与企业实际相似的学习情境(项目)中设置若干工作任务及工作程序化。学生通过完成任务所需的获取信息、设计方案、制定操作规程、操作等完整实践过程，构建自己的经验和知识体系，培养了学生分析问题、解决问题的能力和创造能力。

在行动导向的教学模式运行中，教学活动从以“教”为中心转向以“学”为中心，学生成为教学活动的主体。使学生由接受性学习转化为以研究性、实践性学习为主体的学习形式。教师的作用从以课堂讲授为主转向以教学设计与组织、创设情景、提出问题、指导、监控(激励、答疑、纠错)、评估学生的学习活动为主。

2．2教学做一体化

设计课堂与实习地点一体化的教学场景，实施教学做一体化。形成“学做合一”，以“做”为主的课程整合模式。课程所在的实训场所是开放式教学的实训中心，为方便学生熟练掌握操作技能。这种理论实践一体化教学改变了传统的理论教学和实践相分离的教学形式，它集理论知识传授、现场观摩、实践操作技能学习、训练为一体，集教师与学生双向交流、指导，小组讨论协作为一体，增强了学习的兴趣，提高了学生实训的兴趣和实际动手能力，为今后走向工作岗位增强了适应能力。

3　教学内容的设计

3．1岗位典型工作任务分析

通过与精细化学品合成岗位的工艺技术骨干进行岗位的工作流程、工作内容的研讨，确定了精细化学品合成岗位的典型工作任务:能够在规定的时间内，以项目组合作形式，参与产品的开发合成;能够根据产品的结构特点选择适宜的原料，设计出不同的合成路线;确定最佳合成路线并进行实验室合成和反应条件的优化;能够按照岗位操作规程进行磺化、硝化、氧化等反应系统的工艺操作;能够使用实验室常规设备和反应设备及其辅助工具;能够按照事故处理预案解决工艺操作中存在的一般故障;能够遵守劳动安全、环保的规章制度，根据规定使用和处理使用过的原料;充分重视操作质量，实施过程控制，检查评价自身的工作过程和成果;适应团队工作，与团队成员进行沟通与协调。

3．2教学内容的设计

针对以上分析的职业岗位典型工作任务，设计基于工作过程的学习情境(项目)，以实际的工作任务内容为依据确定教学内容。学习情境设计以产品的合成技术为载体，以产品的开发流程为主线。根据精细化学品合成涉及的典型合成技术，如卤化、磺化、硝化、烃化、酰化、还原、氧化、氨解、重氮化、水解、缩合等，选择7个具体产品为学习情境，按照产品的开发流程，原料的选择－产品的合成路线设计－合成路线评价－产品的合成－设备操作和工艺参数控制－产品分离－产品分析－成本核算的流程重构教学内容体系。通过完整的产品合成的工作过程使学生掌握精细合成技术的实际应用、产品的开发过程和反应参数调节。每个学习情景都以完成工作任务为导向，下设若干工作任务。实现了传统学科体系的解构与工作过程系统化知识的重构，体现工程教育特色，学生也真正体验了工程师的职业生涯经历。学习情境的安排不仅基于工作过程，而且符合学生的认知规律，由浅入深、从简到繁、先易后难，基于工作过程的教学内容(48学时)见表1。

表1　基于工作过程的教学内容序化表

3．3教学内容组织的设计

每个工作任务主要采用“资讯—决策—计划—实施—检查—评估”六步法来组织教学，教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解，并进行引导、监督、评估。

教学具体实施过程为:学生接受工作任务→学生进行课外查资料，合作(分组)策划项目完成的途径，包括产品合成路线选择、实施任务的材料和器材、工作流程、工作时间等→教师在了解学生项目策划情况下进行评议→学生修订后，按企业要求交项目负责人(教师)审核批准→在教师引导下，进行训练→记录工作状况、数据、训练中出现的事故及处理方法→教师将出现的问题及时组织研究、讨论和总结→实训结束后，由学生进行清场，组长(学生)检查，项目负责人(教师)抽查→学生撰写项目报告→教师批改→对报告中出现的问题反馈学生，予以纠正。

4　教学方法的设计

在任务为导向、基于工作过程的项目化教学过程中，灵活多样的教学方法是实现课程目标的根本途径。课程采用多种教学方法，例如引导文法、头脑风暴法、演讲法、任务驱动法、案例教学法、角色扮演法等，多种教学方法在六步法教学中的运用如图1所示。

5　教学手段的设计

1)利用多媒体课件辅助教学。在每个项目实施中，教师的讲解、学生方案的演示、讨论和工艺流程的展示等均采用多媒体，既生动又可以节省黑板板书时间，提高了教学效率。2)充分利用仿真教学软件进行教学。可利用仿真技术开发与生产装置逼真的学习仿真系统，学员不出校门，就能了解实际生产设备，并能进行产品生产工艺操作，包括开车、停车、模拟事故并进行事故处理、优化工艺操作条件等，学员可反复练习。在练习操作的同时又可熟悉工艺流程、操作规程、控制方案、正常工况的工艺参数范围等知识。3)通过课程网站建设，以提高学生学习的自主性和参与性。建设网络教学平台，为学生自主学习提供条件。通过网络资源教学平台，拓展了课程的教学资源，丰富了教学手段，为学生的自主学习和发展提供空间。

6　考核方法的设计

以多元化的考核形式来满足社会对学生能力的多元化需求，科学评判学生的学习效果，建立了较完善的评分体系。课程的考核分为终结性评价(占30%)和过程性评价(占70%)两部分。过程性评价由教师和学生共同完成。包括学习态度(占10%)、小组成员自评互评(占10%)、操作考核(占30%)、结果考核(占20%)等多种形式，全面、科学地考核学生专业能力掌握、理论知识应用、团队协作精神、计划和决策能力、完成工作任务质量、自我学习能力等多元能力。终结性评价以三个主题(工艺路线评价、合成路线设计、安全操作知识，各占10%)考核学生对知识、技能、安全环保的掌握。

7　结束语

《精细产品合成技术》课程学习情境的设计源于真实的精细化工产品，按照产品的开发流程来训练学生，较好地体现了工程教育的思想，尤其在技能培养方面课程设计有新意，学生对产品开发过程、工作环境和企业文化都很熟悉，实践能力强，职业素质好，到企业能够很快进入角色。

［1］邓燕，李小龙，张立明．精细有机合成化学与工艺学课程教学的探索［J］．湖南科技学院学报，2013，34(12):36－37．

［2］吴梅青．高职《有机合成单元过程》课程教学探讨［J］．化工之友，2007(11):62－63．

Teaching System Design of Fine Synthesis Technology Course Based on Engineering Education Concept

CHENG Zhong-ling，ZANG Yu-hong，LIU Tao，PAN Zi-han
(Department of Chemical Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

In order to cultivate chemical engineering and technology major students’integrated vocational ability in the field of fine chemicals synthesis，the paper makes a teaching system design of the course of Fine Synthesis Technology based on the concept of engineering education．The paper establishes a clear course objective，uses task-driven action-oriented teaching mode，and designs typical learning environment for professional positions working process．The paper uses the actual teaching task as the carrier to determine the content，applies different teaching methods for different tasks．A wide range of assessment methods are employed to evluate student learning effect．The optimized and reconstructed curriculum teaching system plays an important role in achieving a full range of curriculum objectives．

engineering education;fine synthesis technology;teaching system;project education

TQ39-42

A

1008-9446(2015)02-0080-04

河北省高等学校人文社会科学研究计划项目(工程教育本科化工专业人才培养方案的研究与实践): GH141005

2014-10-03

程忠玲(1969－)，女，山东荣成人，承德石油高等专科学校化学工程系教授，硕士，主要从事工程教育本科化工专业的专业建设和教学工作。