基于OBE教育理念下的化工原理实验教学改革*

颜秀花，许 伟，张义东，吴 静，孙明珠

(盐城工学院化学与化工学院，江苏 盐城 224051)

成果导向教育(Outcome Based Education，简称OBE)是一种以学生学习成果为导向的先进的教育理念。基于社会不断进步、学科持续发展和行业更加融合的现状，OBE教育理念是培养内涵上高点定位，重视培养，强化知识、能力和素质等的综合体现[1]。OBE理念下学生能力的培养是重点，注重学生的学习成果。陈宝生部长在2018年教学工作会中强调，把人才培养的质量和效果作为检验一切工作的根本标准，教学方法和激励机制要首先在本科创新[2]。

化工原理实验是化学工程与工艺及与之相关专业的重要专业实践课，是理论联系实践的桥梁[3-4]。在本科生的基础课程到专业课程教学过程中发挥着承上启下的作用。基于OBE教育理念，针对目前化工原理实验教学中存在的主要问题，围绕盐城工学院“知行合一、立德树人”的本科人才培养这一核心，修订了化工原理实验教材及优化了实验教学内容，建立了新的教学模式和实验室管理方法，并完善了评价体系。建立一个全新的化工原理实验课程教学体系，有助于培养学生的工程观念，提高学生的综合工程能力，为可持续的OBE教育模式提供借鉴。

1 落实以生为本，修订化工原理实验教材，更新教学内容

化工原理实验是我校化学工程与工艺及与化工相关学科的专业基础课。它是将化工原理理论与实践联系起来的重要环节，具有典型的工程特点，涉及的每个单元操作实验都与化工生产中的基本过程息息相关，对培养学生解决复杂工程问题的能力、综合素质和科研能力具有重要作用[3-4]。而传统的实验教学多以基础性、验证性实验为主，综合性、设计性实验较少，对学生工程能力及综合素质的培养力度不够[5]。

在OBE理念下，对现有化工原理实验教材进行修订，在新修订的教材中，增加了化工原理综合项目。新的教材中，化工原理实验分为两部分：化工原理基础实验项目和化工原理综合实验项目。对原有的化工原理基础项目进行更新，使教学内容现代化，与OBE教育理念下的化工人才培养模式目标一致。根据我校自身的实验条件，对化工原理基础实验项目内容修订增补。如在填料塔流体力学特性实验项目基础上，增加填料塔吸收传质系数测定实验，即填料吸收塔实验由原来的4学时增加到12学时，加大了综合性实验的力度。再如在精馏实验中，老师出题要求同学通过实验来研究说明回流比对精馏塔分离效率的影响。将班级同学4人为一组，以组为单位查阅资料，设计实验方案，进行实验，每组交一篇小论文来讨论和说明实验结论。

将化工原理9个基础实验又分为基础项目和附加项目。在离心泵特性曲线测定实验中，单泵实验是基础实验项目，泵的串并联实验则为附加项目；在精馏实验中，实验室有筛板塔和填料塔两种装置，筛板塔是基础实验项目，填料塔是附加实验项目。对于轻化工程、环境工程、生物工程、食品工程，泵性能实验只做单泵实验，精馏实验仅做筛板塔，而对于化学工程与工艺、制药工程及应用化学，则增加了泵的串并联实验，填料塔实验，并要求比较筛板塔与填料塔的不同。总之，根据同学们的专业及层次，开展分层次教学，真正做到因人而异，因材施教。

根据我国工程教育专业论证化工类专业补充标准要求，专业基础实验和专业实验中的综合型、设计型实验的比例应大于50%[3]。基于我校目前实验教学条件，新增化工原理综合实验项目，包括传热综合实验，液液萃取实验，超滤微滤膜分离实验，纳滤反渗透膜分离实验。根据不同专业，不同层次学生，设置化工原理实验教学内容和教学学时。

2 坚持持续改进，改变教学模式

目前我校的化工原理实验教学方式是传统的模式，线下教学。课前，老师要求学生预习实验，但对预习结果不考核，大部分同学预习只是照本宣科的抄一遍，根本没有去思考实验内容，甚至有部分同学根本不预习，对老师的提问答不上来也无所谓。课堂上，学生充当听众，老师把具体的操作步骤、操作中易失误及失误处理办法以及如何处理数据、作图讲解的过于详细，但学生能听进去的很少。实验时，学生只需要依葫芦画瓢，或者边看指导书边操作，根本不需要动脑。在这样的线下教学模式下，学生对老师过于依赖，不利于学生工程观念和独立分析观察问题的能力的培养。而工程特点是化工原理实验的主要特性之一，即在具体实验过程中，应该对学生各种工作能力进行培养，如分析、解决问题能力[6]。

基于OBE教育理念，围绕培养一流应用型人才目标和OBE课程要求，持续改进教学模式，变单一的线下教学为线上线下混合式教学。利用网络教学平台，由化工原理实验基础课程组的每位教师事先录制好15～30 min的微课视频，借助课程中心平台发布视频，还可以在网上答疑释惑，在网上发起论坛等，使网站成为全天候课堂。学生可以自行预习查阅实验项目的微课视频。在实验课集中讲解前，教师检查学生的预习情况，并给出预习成绩。在实验集体讲解时，实验教师主要讲解自己所带实验项目及该项目所在实验室的安全问题，并简要介绍实验过程，给予学生思考空间。实验过程中，实验指导教师在各自所带实验项目实验室巡视，让学生自行操作，及时纠正操作错误，解答学生实验过程中遇到的具体问题。改革后的教学方式，学生不再是被动的参与，他们体会到了实验的乐趣，激发了学生们的独立动手操作兴趣。同时，实验教师以启发式的提问比较方式引导学生思考，并对学生疑惑之处进行具体讲解。在离心泵特性曲线测定实验中，如果不灌泵，会出现什么现象？在离心泵特性曲线测定实验和流体流动阻力实验中，都用到泵，为什么一个要灌泵，一个不要灌泵？化工原理实验中，有的用转子流量计，有的用涡轮流量计，为什么？学生进一步理解了化工原理理论课中所学化工单元操作的知识，学生由消极的接受者变为主动的认知者，提高了实验教学效率，有利于引导学生解决复杂问题工程能力，建立工程观念。引导学生使用网络资源，培养了他们的学习兴趣，提高了学生的自主学习能力。

3 围绕全过程，完善教学评估制度

评价是教学活动过程中的一个重要环节，合理的评价方法，可以让学生建立自信心、增强主动性和积极性，通过评价，可以分析学生的知识掌握程度和能力缺陷，为改进和完善实验教学的目标和教学策略提供依据[7-8]。

目前我校化工原理实验成绩一般采用实验报告成绩占60%加上试卷卷面成绩占40%的形式，实验成绩的给出以实验报告成绩为主。而在实验设备台套数较少的情况下，往往多名同学为一组，以小组为单位一起操作，分享一组数据。一组同学实验数据相同，往往一个同学完成报告，其他同学抄袭这位同学的报告。一组同学实验报告基本一个版本，报告抄袭现象严重。

OBE理念注重学生学习成果的达成，采用灵活的实验教学机制。首先要从多方面如实验预习成绩、实验时操作过程情况以及实验完成情况等，围绕全过程评价学生的实验技能与操作水平。同时变试卷考为实验操作考核，操作考核内容为实验课中上过的八个实验项目，具体考核实验项目采取抽签的形式，每位同学单独完成抽中的实验项目。实验操作考核在综合考评成绩中的比重高达60%，实验成绩的给出以实验操作考核成绩为主。围绕全过程评估方法的实施将结果评价和过程评价有机结合，既打消了学生蒙混过关的念头，又调动了学生自主动手实验积极性，有助于学生工程观念的培养，充分体现了以学生学习产出为导向的OBE理念。

4 基于产出导向，建立新的化工原理实验教学管理机制

目前我校化工原理实验教学采用以班级为单位的集中教学方式。每学期，根据专业人才培养方案的要求和专业系教学进程安排，由专业系主任和实验中心主任共同负责制定实验课程安排表，由各任课教师制定实验教学进度安排表，并上报实验中心和学院教务科备案并执行。教务处负责检查开课情况，由实验管理科负责实验耗材和实验设备的采购及维修。由于实验设备台套数有限，达不到1人/台。实验课中，学生2～4人一组，导致在以小组为单位完成实验过程中，往往一位同学操作，其它同学围观的现象比较严重。另外由于实验课时有限，学生对部分实验才刚刚入门，课就结束了，不能深入的研究，显得比较遗憾。当实验结束后，实验设备和实验资源处于闲置状态。针对以上现象，可以改进实验教学管理方式，由集中教学方式变为分散的预约实验。以化工原理实验中心为平台，化工原理实验室对已学完实验课程相关的理论知识的学生实行预约开放。由学生自由组合制定实验方案，经指导老师审核后，学生通过网上预约联系实验室管理老师，待实验室管理老师通过后进入实验室，实验中同学彼此协调合作自主完成实验。通过开放实验，体现个性教学模式，提供给学生更多的实验机会，满足学生求知、探索和创新的欲望，建立起一定的工程概念，提高学生动手能力和独立思考解决问题的能力[9]。

5 结 语

化工原理实验是一项十分重要的实践性教学环节，因而化工原理实验教学对于学生解决复杂工程问题能力，工程观念的建立，工程实践能力和创新意识培养至关重要。基于OBE教育理念，落实以生为本，修订化工原理实验教材，更新教学内容，采用线上线下混合教学模式，围绕全过程，完善教学评估制度，选用开放式实验室管理方法。有利于培养学生解决复杂工程问题的能力，为建设高水平、可持续的OBE教育模式提供借鉴。同时有助于盐城工学院实现“成为一线卓越工程师培养的重要基地、行业科技创新的重要源头、沿海开发与区域经济发展的重要支撑，加快建成特色鲜明的高水平应用型大学”的奋斗目标。