用OBE理念建设高校化学化工实验“金课”*

陈华军，席晓晶，李 冬

(洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南 洛阳 471000)

2018年9月10日中央在北京组织召开全国教育大会，习近平总书记就建设高水平本科教育发表了重要讲话，提出全面振兴中国本科教育。今天，建设一流本科教育观念逐渐形成压倒性态势，在高等学校落地生根并逐渐开花结果。一流本科教育的重要性逐渐深入人心，走入大学的每一个角落，用一流本科教育培养一流专业和一流人才成为高等学校的根本任务。

众所周知，一流专业是一流人才培养的基本单元，而专业课程是一流人才培养的核心要素[1]，大学生在接受高等教育过程中受益最直接、最核心和最显效的是专业课程。首先，习近平总书记指出，评价学校好与坏的根本标准是立德树人的成效，而课程正是落实“立德树人”根本任务的具体化、操作化和目标化。其次，课程体现了“以学生发展为中心”的国际教育理念，“以学生发展为中心”是成果导向教育(outcome-based education，简称OBE，称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育)核心内容之一[2-7]。如果专业课程没有解决好，一流专业做不好，一流本科教育更做不好，高等学校立德树人的成效和一流人才的培养就成为空谈。

高等学校化学化工课程主要包括化学化工理论课程和化学化工实验实践课程，化学化工实验实践课程是高等学校化学化工类专业学生重要的专业基础课程，是化学化工专业教育的主要工程性实验实践环节，其目的是给化学化工专业学生提供一个理论知识和化工工程实际相结合的平台，使学生能够更好地将理论知识转化为实践能力，培养学生解决复杂化学化工问题的综合能力和高级思维，从而满足OBE教育需求[8]。

综上所述，OBE教育理念对建设高等学校化学化工实验“金课”具有重要的指导作用，赋予高等学校化学化工实验实践课程的高阶性、创新性和挑战度。OBE教育理念主要包含学生中心、成果导向和持续改进[9-10]。首先，学生中心要求高等学校化学化工实验实践“金课”形式具有先进性和互动性，不是满堂灌，不是我讲你听，不是简单的知识传授，是知识、能力和素质的有机结合，是解决复杂化学化工工程问题的能力和思维训练。其次，成果导向保证高等学校化学化工实验实践“金课”学习结果具有探究性和个性化，不是简单告诉你什么是对的，什么是错的，而是培养学生去探究复杂化学化工工程问题，能够把学生的个性特点发挥出来。持续改进是高等学校化学化工实验实践“金课”的精髓，只有持续才能不断提高高等学校化学化工实验实践“金课”各个方面的水平，保证高等学校化学化工实验和实践“金课”内容具有前沿性和时代性。

在建设高等学校化学化工实验实践“金课”过程中，探索OBE化学化工实验实践理念，在化学化工实验和实践过程中实施过程化管理，对学生采用过程化考核，建设高等学校化学实验实践虚拟仿真“金课”、社会实践“金课”和开放实验“金课”。

1 化学化工虚拟仿真“金课”

虚拟仿真实验属于“互联网+实验”形式，这种信息化实验方式正在改变着高等学校化学化工实验，未来可能成为新的化学化工实验形态，为高等学校化学化工实验提供新的选择[11]。

在高等学校化学化工实验过程中，有些化学化工实验需要价格昂贵或体积庞大的实验设备，有些化学化工实验在实验过程中易产生各类污染物质，有些化学化工实验易产生各种各样的危险，由于资金、实验条件、环境保护和实验安全等方面的限制，上述化学化工实验无法正常开设，从而影响了化学化工实验的效果和应用型人才培养的质量。

虚拟仿真实验深度融合了信息技术、智能技术与化学化工实验，可以解决高等学校化学化工实验中的大多数难题[12]，一些难以实做的化学化工实验可以在虚拟仿真实验中随意做，并且具有很强的真实感和立体感，突破了化学化工实习实训需要到工厂的局限，解决了化工厂不允许学生开机操作的难题。学生在虚拟仿真平台上操作，可以了解化学化工实验环境、学习基础知识、增强安全意识、提高解决复杂化学化工工程问题的能力。目前，我国评出300多门国家级虚拟仿真实验项目，这些国家级虚拟仿真实验项目就是虚拟仿真国家级“金课”。

虚拟仿真化学化工实验过程体现了“以学生发展为中心”的OBE教育理念[13-14]，虚拟仿真化学化工实验具有先进性和互动性，不是满堂灌，而是促使学生积极主动学习，是知识、能力和素质的有机结合，是解决复杂化学化工工程问题能力和思维的训练。学生在化学化工虚拟仿真实验过程中掌握理论知识，做到“理实合一”[15]。

传统化学化工实验方式很难实现对全体学生的过程考核，因为教师在化学化工实验过程中不可能关注到所有学生的实验情况，更不能对所有学生实验过程作出系统全面的记录。相对于传统化学化工实验，化学化工虚拟仿真实验可以实现实验过程的考核，因为计算机可以实时而准确记录学生每次实验情况。化学化工虚拟仿真实验促使考核方式从“期末考核”转变为“过程性考核”，而“过程性考核”也是OBE教育的核心内容[16]，这种“过程性考核”有利于形成成果导向的学习模式，有利于学生掌握预期的成果目标，进而提高实验质量。

2 化学化工社会实践“金课”

社会实践是提升高等学校大学生知识和能力的重要方式，随着互联网快速发展和普及，高等学校通过“互联网+”方式不断创新大学生社会实践形式，“互联网+”已成为大学生社会实践的重要平台。“互联网+”包括大学生创新创业大赛和“青年红色筑梦之旅”，分别培养了社会主义建设者和接班人[17]。目前，“互联网+”大学生创新创业大赛产生64万个项目，成为最大的创新创业平台和创新创业“金课”[18]。

习近平总书记指出，立德树人是高等学校教育的中心环节。“青年红色筑梦之旅”培养了社会主义接班人，目前有14万支“互联网+”团队走进走进革命老区和贫困地区，传承红色基因，助力乡村振兴，参与精准扶贫，“青年红色筑梦之旅”成为全国最有影响力的思政“金课”，是中国大学生国情教育的重要平台[19-20]。

随着我国经济迅速发展，社会需要大量能够自主分析复杂化学化工工程问题并创造性解决问题的创新型人才。“互联网+”大学生创新创业大赛在培养创新型人才方面具有重要的作用，不仅能够培养大学生在化学化工方面的创新创业意识，而且有利于培养大学生解决复杂化学化工工程问题的能力[21]。

OBE教育理念就是要培养大学生解决复杂化学化工工程问题的能力[22]，在OBE教育理念的指导下，以经济社会发展对人才的需求为出发点开展“互联网+”大学生创新创业大赛，全过程以学生为中心，充分发挥大学生的创造性，教师作为指导者，并实施过程化管理，对大学生化学化工方面的创新创业活动采用过程化考核，提高大学生的化学化工方面创新创业素养及综合实践能力，适应不断发展的经济社会需求，为国家经济建设培养优秀的社会主义建设者。

3 化学化工开放实验“金课”

目前，高校化学化工实验过程中，大学生理论知识与实践结合的能力普遍比较薄弱，对知识点的掌握也是更多地停留在验证化学化工理论结论的层面上。对于简单的化学化工化学实验，如传热、干燥、吸收、精馏和伯努利方程实验等，学生基本能掌握，但是复杂的化学化工设计类题目，尤其是在复杂化学化工工程问题的分析和处理等方面，则往往不能得到完整且准确的设计方案[23]。

因此，在传统的高等学校化学化工实验模式下培养的学生，在完成化学化工类课程后，学生并不能达成课程设置的目标。在工程教育专业认证背景下，将OBE教育理念引入高等学校化学化工实验[24]，探索以学生为中心的化学化工实验理念，教师在化学化工实验过程中作为组织者、指导者和促进者，学生作为知识的探索者和认识者，充分发挥学生的主动性和创造性，利用有限的化学化工实验课堂时间，在化学化工实验过程中实施过程化管理，对学生采用过程化考核。

在做好化学化工课堂实验的同时，充分利用大学生较多的课余时间，建设化学化工开放实验课程，将工程意识贯穿整个化学化工开放实验课程过程，从而使学生掌握化学化工领域内应学到的化学化工基础知识，同时发展解决复杂化学化工工程问题和跨领域开展研究的能力。

开放实验室是高等学校化学化工实验改革的客观趋势[25-26]，也是国家对高等学校本科教育评估的要求之一。为了培养创新型人才，提高学生的动手、动脑和独立思考能力，加大化学化工实验室开放力度，增设化学化工开放性实验项目是行之有效的方法[27]。

总之，采用OBE教育理念建设高等学校化学化工虚拟仿真“金课”、 化学化工社会实践“金课”和化学化工开放实验“金课”，对提升高等学校化学化工实验质量具有重要意义。以化学化工“金课”为载体，探索以学生为中心的化学化工实验理念，在化学化工实验过程中实施过程化管理，对学生采用过程化考核，充分发挥大学生的创造性。通过化学化工“金课”培养学生的化学化工工程意识，提高其解决复杂化学化工工程问题和开展跨领域研究的能力。