基于OBE理念的化工原理课程设计过程考核探索

刘金玉，王 艳，王 蕾，范凤兰，焦连升

(河北民族师范学院 化学与化工学院，河北 承德 067000)

化工原理课程设计是一门专业性和应用性都很强的综合实践课程，是我校化学工程与工艺专业的必修课程。课堂上理论知识掌握的再好，如果没有落到实处，也是远远不够的。国内大多数高校化工原理课程设计的理念与思路，都是通过一个典型化工工艺过程的设计计算，让学生在完成课程设计的过程中，对化工原理、化工制图、化工热力学、物理化学以及化工设备机械基础等课程进行融会贯通。因此，化工原理课程设计的开设重在培养学生独立工作、独立思考，综合运用所学知识解决实际工程技术问题，是提高学生综合素质、使大学生向工程师转化的一个重要教学环节，对以后从事化工相关工作起到重要的引领作用。目前，化工原理课程设计在考核过程中存在一些不利于应用型人才培养的问题，为此我们进行了一系列的教学改革探索，以期寻找到一种能与OBE教学理念契合度更高、毕业要求达成更有效的考核方法。

1 OBE理念与化工原理课程设计考核原则

所谓OBE教育理念，即基于产出的成果导向教育模式(Outcome based education)的简称，是由美国首先提出来的。1994年美国学者Spady William G出版了《Outcome basededucation：Critical issuesandanswers》，在该书中，作者详细论述了OBE教育的理念、模式和原则，OBE教育理念倡导教育者提前构想和设计，毕业时学生能够达到的能力和水平，并且为保证预期目标的达成设计出适宜的教学活动来给与支撑[1-2]。因此，OBE是以预期的学习成果产出为中心，通过过程对学习过程的组织、学习内容的实施、学习结果的评价来开展的教学模式。其中对学习成果产出的评价是鉴定OBE教育模式执行效果的重要手段。

1.1 国内外现状

在美国、英国、加拿大等国家，成果导向教育(OBE)成为教育改革的主流理念。作为教育强国的美国，其工程教育认证协会全面接受了OBE的理念，并将其贯穿于工程教育认证标准的始终。在我国，2006年教育部联合工程院成立了“全国工程教育专业认证委员会”，对包括化工在内的多个专业开始了工程教育专业认证试点工作。经过几轮的认证工作，明确了成果导向(OBE)、以学生为中心、持续改进为我国工程教育专业三大认证理念[3]。并且，我国于2013年6月，被接纳为“华盛顿协议”签约成员。自此以来，OBE教育理念在我国高校中更加盛行，成为各类新建本科高校进行工程专业建设和工程教育认证的指导思想，对工程教育的改革和实践起着重要的推进作用。用成果导向教育理念引导工程教育改革，具有现实意义。

1.2 在OBE理念下化工原理课程设计考核原则

化工是国民经济的支柱产业，“化工原理课程设计”作为化工专业人才培养的一门综合实践课，是专业人才培养中理论与实践的桥梁，在培养学生树立工程观点，提高学生综合素质方面有至关重要的作用。在OBE理念下，化工原理课程设计考核原则应该围绕课程考核目标与工程教育认证标准中毕业要求的有效对接来开展。

化工原理课程设计的课程目标：①知识目标。在深刻理解化工原理课程的传动、传热、传质基本理论的基础上，运用这些化工单元操作构建出满足基本生产要求的简单工业酒精生产工艺流程。并利用高等数学、热力学等课程知识，再结合文献检索以及相关工艺设计手册的查询等手段，对工艺过程的主要设备进行设计计算。②能力目标。使用Aspen对整个生产工艺流程进行简单的流程模拟运行，评价设计工艺的可行性，分析存在的问题，提出优化的方法。并能熟练使用系列办公软件，顺利完成设计说明书的撰写。③素质目标。个人答辩中能够清楚地表达自己的想法和观点，顺利完成个人答辩；小组互评中能够与团队成员进行有效的沟通。

2 目前课程设计考核存在的问题

2.1 考核内容单一

设计题目的选择是课程设计顺利开展的关键环节，一直以来，课程设计的题目都较为单一，众多的课程设计教材中，设计案例大都以乙醇-水精馏塔、苯-甲苯精馏塔设计为主，开发其它体系设计缺少设计数据。由于设计题目单一，各届学生之间相互参考较为普遍，导致设计质量不高，考核意义不大。

2.2 考核形式单一

考核成绩主要有设计图纸、设计说明书、平时表现三部分组成。设计图纸部分成绩主要由工艺流程图和塔设备装配图共同构成，该部分细节较多，教师工作量较大很难公平打分，且采用CAD绘图以来，抄袭拷贝现象增多；设计说明书部分我校采取的是手工编制，这样一来，对于抄袭现象就更加难以辨别，且部分同学书写不规范，部分内容辨认困难；对于平时表现成绩，是随着设计过程的进行，对学生提出问题、解决问题的能力给出，相对以上的两部分，该部分成绩体现了过程考核的优势。

2.3 设计过程管理缺失

我校的课程设计是和《化工原理》下册内容开在同一学期，在开学后第5周开始进行设计的，到期末设计任务截止，实践过程中发现，由于设计周期相对较长，教师下达设计任务后对学生的设计过程没有形成有效的监督，导致部分学生直到临近期末才开始着手设计工作，这对课程设计的完成质量产生很大的影响。

2.4 考核工作量较大

我校化工原理课程设计经过数次的课程改革，现行的设计模式是对乙醇-水体系进行精馏分离，通过改变原料组成、产品品质、产品产量等指标，实现每人1题。虽然每位学生的设计差别并不算太大，但是由于整个分离工艺的设计所包含的内容太多，令任课教师的工作量倍增。特别是在设计图纸、设计文档两部分。因此，考核任务太重最终导致考核不细，其中不乏考核有失公平的地方存在。

3 改革措施

围绕化工原理课程设计的课程目标，针对考核体系不科学、制度不完善等问题，研究制定了较完善的课程设计成绩评定体系。并结合使用过程的经验，形成若干改革举措，与兄弟院校一起分享提高。

3.1 建立OBE课程考核评价体系

任何课程都需要进行考核， 考核是一个重要的教学辅助环节，在教学过程中对每位学生都起到鞭策和激励的作用。因此，好的考核评价体系的建立，对实践类课程培养目标的达成起到重要的支撑作用。

以产出为导向，建立与课程目标、毕业要求相对接的课程考核评价体系，见图1。按照OBE理念，对课程教学大纲中的教学目标进行细化，使之与毕业要求指标点相对应，并设计合理的过程评价系统，以满足对毕业要求达成度的考核需要。课程过程考核，采取“五步考核法”，分别是节点考核、设计文档、小组互评、专项考核、个人答辩。并且考核采取团队合作的形式进行，每一个考核点都有专门的教师来进行考核的推进。“五步考核法”较之前的考核方式，考核目标更加明确、考核内容更加全面，并且该考核方法的使用大大促进了毕业要求的有效达成，符合OBE以学生为中心和持续改进的教育理念。

图1 以产出为导向的课程考核评价示意图

3.2 合理安排设计时间

经过专业培养计划的调整，现在我校课程设计由原来的期末实践周调整到开学后第5周开展。调整前，在两周实践周内，让学生既进行文献检索、工艺方案论证，又用化工原理理论知识进行物料、热量衡算、主要设备设计计算，附属设备计算选型，最后还需绘制工艺流程图与设备装配图以及编制设计说明书。在很短的时间内将以上涉及到的知识很好地融合使用，并如期完成设计任务，是一件并不容易的事情。但是，将设计时间调整到开学后的第5周开展，发现设计周期延长后设计的质量并没有因此提高，并且仍有不少学生在课程任务下发后没有及时开展设计工作，等到临近期末才不得不开始设计，且抄袭拷贝现象屡有发生。分析原因主要是设计周期太长，过程缺乏管理，因此合理的计划和有效的督促是课程设计顺利有效开展的必要因素。

按照本校化工原理课程设计内容，就每一阶段要完成的设计内容做了详细安排，并制定了节点考核与之对应，具体的执行情况见图2。

3.3 设置阶段性考核节点

为保证设计如期完成，教研室制定了详细的设计计划，并配合时间节点考核方法，从而形成任务点与考核节点有效对接的督促机制。设计任务与节点考核示意图如图2所示。

图2 设计任务与节点考核示意图

如图2所示，依据化工原理课程设计的内容，按照设计开展的逻辑顺序，设计5个考察任务点，例如文献查询与工艺方案确定进展、主要设备设计计算进展等，这5个考察点的设计分散在整个设计的全过程，每一个考察点都有一个时间节点与之对应，在该时间节点之前，每位学生必须携带自己这段时间开展的设计任务，即考察点任务，让任课教师了解设计开展的进度情况，且给出该节点的完成度成绩，也就是图中的节点考试成绩，5个考察点对应5个节点考核成绩，并共同构成节点考核。因此节点考核的设置主要用于掌控学生的设计进度。

3.4 制定详细考核细则

课程设计工作所包含的体量较大，且设计的主观性较强，因此教师在对课程设计的完成情况进行课程评价时，出现难以评价的考核困难现象，并且对设计任务的完成质量很难做到公平的评判。而且教师的考核工作量过大，个别老师会出现畏难情绪。究其原因主要是考核方式不科学及评分细则不够明确。如图1所示，将课程设计的过程考核分为节点考核30%+设计文档20%+小组互评15%+专项考核15%+个人答辩20%。对于其中的每一部分，都制定了详细的考核细则和过程执行方案。例如专项评审与图纸及设计文档考核部分，借鉴“大学生全国设计大赛”的评分细则，制定了适合本课程的评分细则。详细合理的评分细则的制定，对学生规范意识的形成有很好的促进作用，同时提升了过程评价的可操作性。

3.5 小组互评

组织学生形成若干个评价小组，每组推出1～2位负责人，教师将制定好的评价细则发放给每组，并讲解评价注意事项，然后由负责人带领自己的团队，对自己团队负责评价的内容进行互评打分。“小组互评”锻炼了学生的团队合作能力、沟通表达能力，树立了责任意识和规则意识。

3.6 专项考核

专项考核是借鉴全国大学生化工设计大赛而设立的考核环节，该部分主要通过考核学生使用Aspen plus软件对课程设计的工艺流程做流程模拟的情况来进行的，在设计中学生将自己手算得到的工艺计算结果输入到Aspen plus软件中进行模拟运算，看流程是否能够打通，以此来衡量自己的运算结果是否正确合理。通过Aspen plus的流程模拟运行可以有效评价学生的工艺计算结果，并且Aspen plus软件学生从来没有使用过，这种在实践中的学习使用，可以加强学生的自学习能力，同时，现代化计算方法的应用提高了课程设计的质量，顺应了当代化工工业的发展趋势。

3.7 增加个人答辩环节

课程设计任务量较大，涉及内容较多，虽然采取了“五步考核法”，但是设计过程中的抄袭现象不可避免，因此个人答辩环节的设定非常有必要，考核中指导教师根据学生提交的文档和设计图纸提出1～2个问题，考察学生对设计的理解、沟通表达能力、应对能力以及独立完成设计情况。“个人答辩环节”的设立加大了教师的工作量，但是有利于考核评价的公平公正，同时，促进了学生认真对待和完成课程设计任务。

4 结论

在基于产出为导向的OBE教育理念下，为了有效对接化工行业发展对工程类人才的需求，河北民族师范学院结合多年的教学经验，设计了与课程目标、毕业要求相呼应的课程考核评价体系。节点考核、设计文档、小组互评、专项考核、个人答辩，五步考核的构建，使得考核形式和内容更加全面丰富，考核目标更加明确；初步的实践证明“五步考核法”的使用，能够有效地提升课程设计的教学效果，有力地促进毕业要求的达成，符合OBE的教育理念。