线上线下混合式化工原理实验“金课”的建设与实践*

冒爱荣，许 伟，郁桂云，吴 静，邵 荣

(盐城工学院化学化工学院，江苏 盐城 224051)

2018年教育部《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》要求，各高校全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”、打造“金课”，合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量[1]。同年，吴岩司长在第十一届“中国大学教学论坛”上，提出了“两性一度”金课标准和五大“金课”目标[2]。2019年教育部《关于一流本科课程建设的实施意见》提出，经过三年左右时间，建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程[3]。

线上线下混合式教学是基于信息技术，依托网络学习平台和移动学习工具，所构建的一种“线上”+“线下”的教学模式。该教学模式可实现传统教学和在线教学的优势互补，促进学生学习深度的显著提升，已成为高校课程实施的主流模式[4]。目前，许多高校在线上线下混合式实验实践类“金课”建设方面进行了大量的研究。

化工原理实验是高校化工、制药、生物、环境、轻化等工科专业必修的一门专业基础课程，可以帮助学生加深对化工原理基础理论的理解，强化化工单元操作基本技能的训练，提高分析与解决复杂工程问题能力，培养团队协作精神和创新精神。该课程具有较强的实践性、应用性，是将化工原理理论与实践紧密联系起来的重要实践教学环节。我校以“新工科”建设为契机，以工程教育认证为抓手，在线上线下混合式化工原理实验“金课”建设方面开展了大量的探索与实践，对课程教学效果的提高，学生工程实践能力的培养起到了十分重要的推动作用。

1 化工原理实验教学中的“痛点”

当前，高校化工原理实验教学中的“痛点”主要包括实验预习效果不理想、实验操作依赖性突出、安全环保意识淡薄、解决复杂工程问题能力欠缺、课程评价手段单一等[5-6]。

1.1 实验预习效果不理想

部分实验内容较为枯燥，导致学生对课程的学习缺乏兴趣，没有养成自觉的实验预习习惯，不少学生将实验预习片面地理解为抄写实验预习报告，而对实验的目的、原理、装置和内容等缺乏必要的认知，使实验预习流于形式，预习效果大打折扣。

1.2 实验操作依赖性突出

不少学生学习的积极性和主动性不够，自信心不足，过多依赖老师对实验操作的讲解和演示，甚至在实验过程中还需要老师“手把手”教。此外，由于每组实验为2～4人，个别学生未将自己融入到实验环节，习惯于依赖同组同学去完成实验操作，导致其实验操作技能未能得到应有的训练。

1.3 安全环保意识淡薄

化工原理实验中仅使用乙醇等少量的危险化学品，导致师生对实验室安全环保工作的认知不到位，而忽视了实验中所使用的离心泵、空压机、电加热器，以及氢气、二氧化碳钢瓶等危险源，出现个人防护不到位等问题。

1.4 解决复杂工程问题能力欠缺

传统的化工原理实验教学在实验项目的设置上，以演示性实验和验证性实验为主。个别老师对实验装置功能的了解不够，对综合性实验和设计性实验的理解有偏差，导致为数不多的综合性实验和设计性实验也演变成为验证性实验。加之学生在实验过程中缺少独立思考，创新能力得不到应有提高，解决复杂工程问题能力的培养不到位。

1.5 课程评价手段单一

部分老师仅仅依据学生预习报告和实验报告完成情况来实施化工原理实验课程考核，忽视了对实验过程学生实验操作能力、分析与解决复杂工程问题能力的考核，使实验考核不够全面、不够客观、不够合理，在一定程度上打击了部分学生的学习积极性。

2 化工原理实验“金课”建设举措

2.1 明确课程目标

按照金课建设标准，基于“新工科”建设与工程教育认证理念，修订化工原理实验课程教学大纲，进一步明确课程目标(含思政教育目标)，更好地支撑各专业毕业要求[7]。依据经济社会发展对化工类人才的知识、能力和素质要求的变化，紧扣“两性一度”标准，对化工原理实验教学内容进行优化设计，实现课程目标的有效达成。在实验项目的设置上，进一步提高综合性、设计性实验项目的比例，开发、拓展现有实验装置的功能，以满足综合性、设计性实验的教学需求。

2.2 打造教学团队

教学团队的打造是提高教学质量的关键，是教学改革的重要抓手。我校化工原理实验课程教学团队由校长邵荣教授为负责人，多名具有丰富教学经验的教师为成员，形成了一支“年龄结构、学历结构、学缘结构、职称结构”合理的教学团队。教学团队重视师资队伍建设，加强青年骨干教师的指导培养，积极申报、承担各级教学科研项目，深入开展教学与科学研究，加强教学经验的总结与分享交流，以科研促教学，推动教学水平和教学质量的整体提升。

2.3 建设教学资源

为实现课程目标，根据课程教学内容，加强对各类线上、线下教学资源的建设、完善与应用。

2.3.1 重点改善教学硬件设施

针对原有实验装置陈旧、台套数少，以及实验室面积不足等严重制约发展的问题，学校先后投入300多万元教学经费用于化工原理实验装置以及实验室的改造升级。改造后的实验室符合国家安全环保规范，实验装置台套数能满足实验教学分批分组需求，符合专业教学质量国家标准及工程教育专业认证标准，在实验条件方面为我校化学工程与工艺、制药工程、环境工程等专业顺利通过工程教育认证提供了重要保障。

2.3.2 加大虚拟仿真实验资源建设力度

利用VR化工类实验室安全预防与应急处理系统、化工单元3D虚拟仿真软件和Aspen Plus化工流程模拟软件等资源，实现仿真模拟与实验教学的“虚实结合”，更好地帮助学生加深对化工过程基本知识的理解，提高实验室安全事故应急处理实战能力。

2.3.3 修订出版配套实验教材

结合我校化工原理实验装置特点，在学校自编教材出版基金的资助下，持续做好配套实验教材的修订、出版工作，先后于华东理工大学出版社、化学工业出版社出版《化学工程与工艺实验》教材。自编教材形成了“紧扣标准、体系新颖、层次分明、概念清晰”的特色，受到师生的一致好评，先后获学校精品教材一等奖、江苏省高等学校精品教材奖、江苏省高等学校重点教材、中国石油和化学工业联合会优秀出版物奖·教材奖二等奖。

2.3.4 积极推进线上教学资源建设

依托中国大学MOOC在线学习平台，完成化工原理实验课程教学课件、教学视频、单元测验等线上教学资源的建设，方便学生随时随地使用，特别是在实验线上预习方面发挥了重要的作用。下一步，将根据用户使用情况，及时对线上教学资源进行完善性建设。

2.4 推进“课程思政”

坚持“立德树人”，积极推进化工原理实验“课程思政”教育工作。通过强化育德意识，不断提高教师育德能力。深入挖掘和总结课程中的思政元素，并将其“潜移默化”地融进课堂教学内容，引导学生形成科学的世界观、人生观和价值观，发挥思政元素的协调育人功能。通过“课程思政”，在促进学生加深对所学专业知识的理解的同时，进一步厚植家国情怀，弘扬爱国主义精神；化解“谈化色变”，弘扬“美丽化工”理念；增强法制观念，牢固树立安全意识；培养环保意识，践行绿色发展理念；提升职业素养，培育大国工匠精神。“课程思政”的探索与实践，实现了思政教育与专业教育的同频共振，实现了教书与育人的有机统一，实现了专业知识与思想道德的同步提升，实现了全程育人和全方位育人[8]。

2.5 创新教学模式

充分利用“互联网+”技术，创新构建线上线下混合式教学模式，不断推进教学方法和教学手段的改革，着力打造高效课堂[9]。线上教学主要依托中国大学MOOC等教学平台，进行课前预习、课堂教学活动和课后测验等教学环节的组织与实施；利用钉钉、微信和QQ等即时通讯工具做好课堂考勤、直播讲解、课堂互动、辅导答疑等教学工作。线下课堂则重点讲授实验基本操作，指导学生通过Excel、Origin等数据处理软件科学高效处理实验数据，提高实验报告撰写质量；同时，检查学生实验预习报告撰写情况，强调实验安全环保注意事项。在教学过程中，坚持“以学生为中心”，引导学生有效参与课程；在传统教学方法的基础上，多采用提问式、启发式、互动式、讨论式、案例式等教学方法，并尝试采用“学生主讲、老师主评”的方式，促进学生充分做好实验预习，提高其自主学习能力；引导学生独立思考，培养其分析与解决复杂工程问题能力。

2.6 重视安全教育

实验课程中的实验室安全教育往往更具针对性和实效性，易被学生接受。本课程基于实验室双重预防机制，构建了实验室安全教育培训体系；基于PDCA循环，建立了实验室应急管理体系，并开展应急能力培训。课前，要求学生通过中国大学MOOC平台观看自制的实验室安全环保教育视频，并完成测验题。在每门实验课程的第一节课，由实验指导教师为学生开展针对性的实验室安全教育培训。实验课程中的实验室安全教育内容侧重于与该课程相关的实验室安全知识，要求学生掌握实验安全操作规范和个人防护要求。在教学过程中，根据每一个实验项目的具体内容，对学生进行必要的安全告知。在实验考核环节，将学生实验室安全环保工作执行情况纳入课程考核体系中，并实行“一票否决”[10]。通过以上措施，扎实开展实验课程中的实验室安全教育培训工作，进一步强化了师生安全环保意识，切实提升了师生安全技能，实现了实验室安全教育的“入脑入心”，确保了实验教学工作的安全开展。

2.7 推动实验竞赛

为加强大学生综合素质与能力的培养，促进化工原理实验课程教学质量的提升，我校高度重视并积极推动实验竞赛工作。实验竞赛内容主要包括理论测试、实验操作和虚拟仿真三部分。自2010年以来，我校已连续举办12届校级大学生化工实验技能竞赛，组织、指导学生参加6届江苏省大学生化学化工实验竞赛和3届全国大学生化工实验竞赛。通过素质拓展学分认定、奖学金评比等激励措施引导学生积极参加实验竞赛，校级实验竞赛学生参赛率为100%，在省级实验竞赛中多次斩获最高奖，在国家级实验竞赛奖项方面也不断取得突破。通过化工原理实验竞赛，进一步激发了学生的学习兴趣，营造了浓厚的学习、竞赛氛围，强化了学生化工实验基本技能，培养了学生的创新能力和团队精神，并推动了我校化工原理实验的教学改革，提高了我校本科实验教学水平和人才培养质量[11]。

2.8 构建多元评价

针对化工原理实验课程原有考核方法过于单一的问题，构建了多元化形成性考核评价体系[12]，使课程考核更为科学合理，并具有较强的可操作性。多元评价体系主要包括教师对学生的评价、学生自评与互评、学生对教师的评价等多方面，充分利用中国大学MOOC平台提供的数据，将学生课前预习情况、课堂参与情况、课后拓展学习情况全面纳入形成性评价。教师对学生的评价主要包括平时成绩和考核成绩，平时成绩主要考查实验预习、实验报告、实验操作、实验安全环保与卫生等情况。实验课结束后，单独安排课程考核，考核形式采用笔试或操作考核。平时成绩和考核成绩各占总评成绩的60%和40%，较好地体现了加强过程考核的改革理念，使总评成绩能更客观地反映学生对基础知识的掌握程度与综合实践能力。

3 结 语

我校积极探索，深入推进线上线下混合式化工原理实验“金课”建设工作，先后获批江苏高校“大学素质教育与数字化课程建设”专项重点课题、校一流本科课程建设重点资助项目、校教改研究课题、校“课程思政”示范课程建设项目、校党建工作与思想政治教育研究会课题、校自编教材出版基金项目等项目。通过多年的教学改革探索与实践，在化工原理实验课程建设方面取得了显著的成效，提高了实验教学效果和人才培养质量，有力支撑了“新工科”建设和工程教育认证工作，可为高校化工原理实验教学工作提供参考。