专创融合背景下基于成果导向的《化工原理》教学改革与实践

刘红梅 侯春娟 韩永萍 李可意

摘  要：文章基于专创融合的大背景，结合《化工原理》课程特色，制定了基于成果导向的“2232教学大纲”，并将教学学习成果分为5个层次，根据不同层次的教学目的和应获得的学习成果，采取针对性的教学方法，解决传统化工原理教学过程中的痛点和难点，以促进学习成果的达成，采用“431”的考核方式评价学生的学习成效。

关键词：化工原理;2232教学大纲;成果导向

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）06-0019-03

Abstract： Based on the background of innovation and integration， combined with the characteristics of the principle of chemical engineering， this article has formulated a "2232 syllabus" based on results， and divided the teaching and learning achievements into five levels. In order to promote the achievement of learning results， we adopt targeted teaching methods to solve the pain points and difficulties in the teaching of traditional chemical engineering principles， and use the "431" assessment method to evaluate students' learning effectiveness.

Keywords： principles of chemical engineering; 2232 Syllabus; results-based

高校是知识创新、技术创新的重要平台，其首要任务是培养具有创造创新能力、探索实践能力、独立思考能力、终生学习能力的高素质人才的重任。谋求专业教育与创新教育协同发展，促进专业教育和创新教育的深度融合，是高等教育的发展方向，也是高等教育的重点和难点。

成果导向教育（简称OBE）是一种以学生的学习成果为导向的教育理念，学生取得的学习成果是进行教学设计和实施教学的唯一目标。OBE理念强调问题中心、以学生为主的整合型教学模式[1]。制药工程专业教学指导委员会基于OBE理念，将毕业要求细化为12项能力的培养要求，是实施成果导向教育的关键，也是所有课程制定教学大纲的依据。

《化工原理》是化工及相关专业的一门工程性很强的专业基础课程，其任务是培养学生的工程思维能力、分析和解决实际工程问题的能力。因此，在教学过程中需要对学生进行必要的工程和项目训练，帮助学生建立单元操作之间、课程之间、理论与工程实际之间的联系[2]。在专创融合的大背景，如何在传统课程的教学过程中融入成果导向的理念和创新元素是一个重要课题。

一、制定基于成果导向的2232教学大纲，融入创新元素

教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导性文件，规定了学生通过一门课程需要学习哪些知识、可以获得哪些成果、如何有效的帮助学生获得这些成果、如何评价学生是否获得了这些成果等[3]。

本校《化工原理》教学团队借鉴了孙洪义教授提出的“3333课程大纲和PIPE教学方案”[4，5]，并结合《化工原理》课程特色和实际教学过程，制定了“2232教学大纲”，即“2创、2新、3动、2力”。其中“2创”是指创造和创新阶段所对应的学习成果，“2新”是指新想法和新方案阶段对应的学习成果，“3动”是指动脑思考、动手参与、动脚调查阶段的教学和学习活动，“2力”是指动手能力和探索能力阶段要培养的学生能力。

课程从知识获得、原理应用、内容整合、情感获得、价值体现以及终身学习能力培养等六个方面提出了本课程的教学目标，大纲以知识获得为基础，突出完成本课程后的能力达成目标以及通过课程活动而达到的情感获得和价值体现，突出以学生为中心、以成果为导向的教学理念。

大纲摒弃了传统的按章节撰写大纲的形式，而是按照内容进行整合，按动量传递、热量传递和质量传递等模块编排教学内容，明确了每一单元的学习目标以及达成这些目标所采用的教学方法和学生的学习活动，突出通过这些教学方法和学习活动，学生可以在知识储备、工程能力、小组协作、学习能力等方面可以有哪些获得，从而突出学习成果的达成。

大纲的学习成果摒弃了传统的“了解、学习和掌握”等相对笼统的描述性词汇，而是采用基于《化工原理》实际教学过程和要求的“设计、开发、计算、分析”等词汇，对学生的学习成果提出了具体可评价的考核指标。在考核方面，摒弃了传统的知识考核为主的模式，而是規定了“知识考核+解决问题能力考核+综合应用能力考核”以知识应用为主的考核模式，以便对学生的学习成效的达成情况进行综合评估。

二、基于不同层次的学习成效构建线上线下混合教学模式

在教学过程中，根据“2232教学大纲”将教学学习成效分为5个层次，即夯实基础、发现并解决生活中的工程问题、发现并解决生产过程中工程问题、单元操作设计能力、完整工艺设计能力等，并根据每个层次的教学目的和希望学生达到的学习成效，采取具有针对性的改革措施，解决传统《化工原理》教学过程中的痛点，以促进学习成果的达成。具体如表1所示。

（一）充分利用现代教学手段，打造线上线下混合教学模式

教学团队充分利用网络学堂、蓝墨云班课和雨课堂等网络教学平台的各自优势，以达到不同的教学目的。团队将教学大纲、教案、PPT、动画、视频、案例库、项目库、题库等教学资源上传网络学堂和蓝墨云班课，便于学生利用碎片化的时间随时随地学习。利用雨课堂进行随堂测试以及课上互动，随时了解学生对内容的掌握情况，利用蓝墨云班课进行课前5min小测试，及时了解学生课后复习情况，以便随时调整教学进度和方法。在完成每一章的教学内容后，利用网络学堂进行章节测试，促进学生对基础知识的巩固和掌握。

（二）用生活案例和工程案例相结合，促进理论与实践的结合[6，7]

引导学生发现生活中和实际生产中的工程问题，利用所学的理论知识去分析并解决这些问题，真正达到学以致用的目的。例如面盆下水管S弯的作用，用流体力学分析动车和高铁流线型外观对列车提速的作用，针对具体中药提取过程，提出流体输送和热量传递的解决方案，如何对中药挥发油进一步提纯、对于药材、粉针剂、颗粒剂应各自应采取怎样的干燥方式最为理想等。

（三）重构教学内容，培养创新思维

引入技术经济和绿色生产相关内容，将设备升级改造和工艺改进等内容贯穿整个教学过程，引导学生利用所学的知识，分析现有设备和工艺的不足，探究技术更新的方法，培养学生创新意识，并具备初步的技术经济意识。例如在学习换热设备时，引导学生从换热设备的结构、传热系数、传热面积、传热温差、换热效率、使用场合、设备成本和运行成本等方面对进行分析，比较不同设备的优缺点，分析传统换热设备的强化途径，并根据自己的设计需要选择合适的换热器。

（四）以赛促课

以课程竞赛为抓手，引入实际生产工艺设计训练，引导学生进行药品或生物制品生产工艺设计，通过实际工艺设计，体会如何利用不同单元操作构建一个完整的生产过程，从而真正理解每个单元操作在产品实际生产过程中的作用，具备利用单元操作解决实际工艺设计的能力。组织学生参加北京市的化工原理大赛，学生需要以小组协作的方式去解决一个复杂的工程问题，在规定时间内完成工艺方案的设计、工艺过程计算和设备计算、设备选型，撰写设计说明书和答辩PPT，并完成设计答辩。

通过课程竞赛，学生对原理的应用有了新的认识，对如何利用化工原理的知识解决一个复杂工程问题的思路有了更清晰的概念，也进一步认识到本课程的重要性，提升了学生的学习兴趣。本校已连续两年参加北京市化工原理竞赛，并获得团体二等奖的好成绩。

三、改革考核方式，加强过程性考核

依据教学大纲完成相应的教学过程，如何衡量是否达到了相应的学习成效至关重要。教学团队采用“431”考核方式，以评价学习成效获得情况：

“4”：主要针对基本概念和原理的理解和应用进行的考核，包括雨课堂随堂测试、蓝墨云班课课前5min测试（平时）、网络学堂章节测试（平时+期中）、期末考试。

“3”：主要以大作业的形式呈现，学生在完成本课程学习后要提交三个报告，即解决一个生活问题的报告、设备和工艺改进的报告和单元操作工艺设计作品，考核学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

“1”：针对学有余力的学生进行的，属于选作的内容，学生在完成本课程的学习后，设计一个至少包含三个单元操作而实现的一个生产工艺，考核其解决复杂工程问题的能力。

四、结束语

在专创融合的大背景下，我们根据制药工程专业的培养要求，借鉴孙洪义教授提出的“基于成果导向的3333教学大纲”，并结合《化工原理》实际教学需要，制定了“2232教学大纲”，并根据“2232教学大纲”将教学学习成果分为5个层次，根据每个层次的不同教学目的和学生应获得的成效，采取不同针对性的改革措施，解决传统《化工原理》教学过程中的痛点和难点，以促进学习成果的达成，并对传统考核方式进行了改革。

参考文献：

[1]潘鹤林，黄婕，叶启亮.基于OBE理念构建化工原理课程教学模式的探索与实践[J].化工高等教育，2018，163（5）：25-31.

[2]刘红梅，李可意，韩永萍，等.基于现代教育模式的小学时“化工原理”教学改革与实践[J].教育教学论坛，2018，21（5）：123-124.

[3]李志义，朱泓，刘志军，等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34.

[4]孙洪义.成果导向的创新创业基础3333教学大纲和PIPE教学方案[Z].

[5]孙洪义.创新人才培养的四个基本问题——兼叙“3-3-3”课程体系和7P教学模型探索[J].创新与创业教育，2010，1（2）：8-14.

[6]秦正龙，黄芳敏.基于生活案例的化工原理课堂教学[J].高教论坛，2017（5）：18-19，28.

[7]贾绍义，夏清，吴松海.工程案例教學法在化工原理课程教学中的应用[J].化工高等教育，2010（3）：78-81，96.

*基金项目：北京联合大学课程建设项目“服务健康北京的专创融合课程群建设”（编号：12205561110-072）;北京联合大学生物化学工程学课程思政示范课程建设项目“化工原理课程思政建设”（编号：12203611610-002）

作者简介：刘红梅（1970-），女，汉族，安徽霍邱人，硕士，副教授，研究方向：天然产物的活性筛选和实践教学。

*通讯作者：李可意（1969-），女，汉族，辽宁锦州人，硕士，副教授，研究方向：药物分析。