基于OBE理念的化工专业实验室建设

荣俊锋，武成利，张晔，李伏虎，王金明，刘铭，吴姗姗

（安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001）

《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出要培养一大批具有创新能力、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为建设创新型国家、人才强国战略和国家新型工业化发展服务。高校肩负培养创新人才的使命。工程教育专业认证是针对高等教育工程类专业开展的一种合格评价[1]。高校在开展工程教育中，应紧密联系行业发展现状,把握行业发展趋势，重视对学生进行工程实践能力的培养[2]。

安徽理工大学是安徽省高等教育振兴计划“地方特色高水平大学建设”项目立项建设高校，安徽省和应急管理部共建高校，国家中西部高校基础能力建设工程支持建设高校，中国人民解放军后备军官培养选拔基地，首批“新工科”研究与实践项目入选高校。我校化学工程与工艺专业是安徽省特色专业和卓越工程师计划专业。化学工程与工艺专业是一门涵盖能源、石油、环境、化工、生物、航空航天、日用、交通运输、电子技术等众多领域的学科[2]。在化学工程与工艺专业本科生培养计划中始终要将工程实践能力的培养贯穿于教学的全过程，培养学生具有较强的工程实践能力和解决复杂工程问题的合格毕业生[3]。工程教育认证简单来说就是高校各专业自身设定培养目标及毕业要求，据此设计课程体系以及课程教学，最后提供证据以证明学生已达到预计的培养目标和毕业要求。国内外工程教育改革中比较成功且在国际上得到推广的教育模式为OBE工程教育模式。

1 OBE教育模式概述

1.1 OBE教育模式发展历程及理念

OBE即基于学习产出的教育模式。1981年Spady提出OBE教育模式，随后在美国中小学教育阶段进行推广和实验，1998年南非工程教育领域对该培养模式在高等教育领域进行尝试。香港部分高校于2005年开始实施OBE教育模式。在OBE教育系统中，教育者必须对学生毕业时应达到的能力及水平有清楚的构想，然后寻求设计适宜的教育结构来保证学生达到这些预期目标。工程教育认证的理念是以学生为中心，注重学生的学习产出，学生毕业时获得什么？学生为什么要达到这种水平？为实现这一目标该如何做？如何证明实现最终教育成果？

1.2 OBE教育模式实施过程

以成果为导向的OBE教育模式各培养环节之间的关系如图1所示[4]。

图1 OBE教育模式中培养环节之间的关系

OBE教育模式实施的过程可用金字塔图进行说明，如图2所示，即围绕1个核心目标，提供2个条件，符合3个前提，遵循4个原则，满足5个实施要素。

图2 OBE教育模式实施要点

1.3 OBE教育模式持续改进

传统的教育评价倾向于对教师的教学进行评价，且评价仅停留在评价层次，反思少，没有根据社会市场发展的需要对培养目标、毕业要求、课程体系、教学过程进行实时更新[4]。OBE教育模式的评价和持续改进是相辅相成的，评价结果为培养目标及毕业要求修订提供参考，依据评价反馈情况调整课程体系，改革教学过程，如此不断循环才能保证工程教育质量持续改进，如图3所示[4]。

图3 OBE教育模式持续循环改进

2 工程教育专业认证重点考查内容及影响

2.1 专业认证重点考查内容[5-7]

（1）工程教育专业认证注重“以人为本”的理念，专家组通过对在校学生、毕业生校友、用人单位、在校教职工、各职能部门领导访谈等进一步核实佐证材料的真实性。几乎相同的问题都会在不同层面的访谈人员中涉及到，真实性比较重要，故而还是要本着实事求是的态度去完成相关环节工作。

（2）专业认证重点考查佐证材料的全面性和真实性，因而平时教学、科研、管理等各方面的过程记录材料都应有理有据、规范并形成制度。

（3）专业认证对专业实验室安全实行一票否决制度，包括通风改造、实验室文化建设、安全标示、安全培训、管理文件、实验操作规程、应急预案等均需根据相关标准要求改进和完善。

2.2 专业认证的影响

专业认证的影响主要体现在对教师、学生以及学校三个方面的影响，具体体现在[1]：

（1）教师：专业认证对所有参与教学的教师提出了更高的专业水平要求和更加规范化的教学要求，需要教师付出更多的努力和辛勤劳动，例如提供所有过程记录材料、学生考评评价依据及持续改进依据等。

（2）学生：以专业认证为导向设计的人才培养方案，无疑能够给学生带来诸多益处，比如学历国际互认、教学质量提升等，这对于毕业学生的就业来说非常有利。

（3）学校：通过专业认证的引导，学校在专业建设上要求各项工作进入规范化、信息化模式，并且各相关专业能够实现资源共享、信息共通。同时，学校在全校范围内提出了其他专业也要按照专业认证的要求规范教育教学。

3 OBE模式下加强化学工程与工艺专业建设

3.1 加强实验室建设，全面提高学生素质

在我国高校中，由于经费不足以及重理论、轻实践传统教育观念，化工专业实验室设备落后，实验项目以验证性实验为主，综合性、设计性、创造性实验少，实验课时被压缩等问题严重制约着学生实践能力的培养。近年来，按照工程教育认证的标准对实验室进行改造，不断加强实验室的建设。在原有煤化工特色实验基础上购置实验设备，增开“二元系统汽液平衡数据的测定”（化工热力学实验）、“单管反应器返混实验”（反应工程实验）、“化工废水的净化及水质成分分析”（化工分离技术实验）等实验项目，后续还将开设“环己烷液相催化氧化制环己酮实验”“二元溶液过量摩尔体积测量”“CO中低温变换反应实验”“CO2PVT曲线测定实验”等实验项目，不断拓宽实验项目，提高实验开出率。

3.2 全面调整实验内容，培养学生创新能力

重新审定实验项目，增加综合性实验，不断增加实验中新技术和新器件比例，培养学生创新能力、工程实践能力。将部分老师的科研项目转化为综合性、设计性的实验项目，例如“化工废水净化及水质成分分析”实验，通过课前让同学们查阅资料，综述目前化工废水常规净化方法、各种方法的优缺点，锻炼学生归纳总结能力。学生根据自己的总结选择、设计一种方法净化某一废水水样，通过对各项指标分析，衡量评价所采用方法的效果，对学生以后解决实际工程能力都是一个很好的锻炼。

3.3 开放实验室，使实验与科研相结合

探索开放式实验教学模式，专业实验项目滚动开设，为学生创造一个更为宽松的学习平台，使学生学习的自由度大大增加。积极推行本科生导师制，依托学院教授科研平台引进科研项目，吸纳更多本科学生参与进来[8]。鼓励学生积极参与大学生创新创业训练项目、互联网+、挑战杯和节能减排等赛事，既锻炼学生各种能力，又能促进科研工作的开展。

3.4 加强实训、实习建设，培养学生的工程意识

高校实践教学环节中，实习实训难成为普遍现象，也成为亟待破解的难题。实训实践实验教学平台和虚拟仿真实验中心的建设受到日益广泛重视。虚拟仿真实验不仅是提升学校教学水平的需要，也在高校专业认证、教学评估、实验教学信息化建设、课程建设方面起着重要的作用。鉴于此，参考国内兄弟院校经验，拟购置互联网-多功能精细化工实训实践实验平台、甲苯歧化三维虚拟仿真实训系统。通过仿真训练，学生们充分了解自己所学的知识及其应用领域和应用前景等，将理论与实践相结合，增强了对专业技术的认识，从而激发敬业精神。而传统教学中，学生们掌握了一大堆知识，却不知道如何应用，往往会对本专业有一种挫败感，丧失从事专业工作的积极性。仿真训练还能增强学生的安全意识，通过计算机仿真，在虚拟世界中由于错误的操作而产生的安全事故，可以提高学生的警觉，分析故障原因，掌握排除故障的技巧。实训虚拟仿真教学为学生以及专业教师提供了教学和研究的一个平台，延展了创新的想象空间。

3.5 加强师资队伍建设

对照工程教育专业认证的需要，重点从加强教师工程实践能力着手，到相关企业进行工程经历训练，主要以参与化工企业项目中与本专业相关的化工设计、化工生产等环节的工作，进企业顶岗实习，参加本科生的认识实习、毕业实习，与企业进行项目合作，参与企业技术改造项目等，使专业教师或具有企业工作经历，或具有工程实践经历，或承担（或参加）过一定量的企业合作课题。在专业认证的背景下，建立学缘结构、职称结构和学历结构合理的专任教师队伍[9]。

4 结束语

工程教育专业认证的核心是确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育认证对于中国高等教育意味着进入国际就业市场的“通行证”[10-11]。面对日新月异的科技和社会进步，高等教育必须适应并促进这一进步。当前我国正处在经济发展模式转变和提升的关键时期，社会和经济的发展对工程技术人才知识和能力提出了新的更高要求。工程教育必须转换思路，提高认识，以培养实践能力、创新思维和能解决工程实际问题的应用型人才为目标，以实施“工程教育认证”为契机，深入地对实践教学内容、方法及手段进行一系列改革，建立完善的实践教学体系，优化实践教学资源配置，加大实践教学和师资队伍建设的投入，加强实践教学规范化、教学管理现代化、评价手段科学化，最终全面提高该专业教学质量，培养符合社会需求的优秀人才[12]。我们必须充分发挥OBE理念在化学工程与工艺专业建设中的作用，为我国高等教育的发展进步做出贡献。