基于OBE理念的化工分离工程课程教学改革探索

万亚萌，李延勋，李帆帆，高晓强，王玉杰，甘贞洁，曹 毅

(河南工程学院 化工与印染工程学院，河南 郑州 450007)

在典型化工生产过程中，分离过程投资约占总投资的1/3以上，而在炼油行业，分离过程所占投资高达70%以上，社会对化工分离人才需求的数量及质量也在日趋激烈。随着国家对高等教育的不断深化改革，化工专业的教育教学方式及理念不断向多样化、信息化、现代化的方向发展。在当前工程教育专业认证及“新工科”建设的大背景下，针对化工分离工程教学过程中内容重叠、公式推导偏多、缺乏工程性等问题，将OBE理念融入课程教学过程中是一种积极的教学探索[1]。秉承OBE理念探索化工分离工程课程教学模式、理念及课堂设计的革新，提高学生学习兴趣、自主学习能力及实践创新能力，培养更适应时代发展的化工分离人才[2]。

1 总体思路

根据化工分离工程课程内容的方向性，对学校合作的煤化工、石油化工、新能源领域化工生产企业实地调研。从学生的职业发展及化工分离过程实践要求方面出发，遵循“反向教学设计、正向课程实施”的逻辑，明确化工专业的学生在化工分离工程课程目标，即所需获得的知识、学习及实践能力、能力素养等，真正做到学生所学的知识够用、实用、会用、易用。基于上述课程教学目标对课程大纲进行反向设计，并要求大纲中包含实现教学目标及达到毕业要求所需的知识点。

2 化工分离工程课程教学改革

2.1 明确教学目标

基于OBE理念的教学目标是要牢牢把握“成果导向”[3]。具体实施时，要立足于工程教育专业认证及“新工科”建设大背景，以学生为中心，以适应化工分离过程实践及相关专业课学习时所需知识、能力及素质培养为课程目标。同时，围绕综合型、创新型人才培养为核心，教学过程中实现基础知识与工程素养的有机结合，确保教育成果的产出。实施过程中，可进一步分解为基本目标、能力目标与工程素质目标。

2.1.1基本目标

化工分离工程是应用传质分离原理研究组分分离、纯化等的基本原理及工程问题，探究化工分离过程中设备分离共性规律的学科。因此，在实际教学过程中要做好基础知识的教学工作，确保学生具备解决实际化工分离过程的知识与技能储备。

2.1.2能力目标

培养学生理论联系实际、综合性、灵活性、创新性解决问题的能力，能应用所学知识解决化工分离过程中综合性工程问题的能力。

2.1.3工程素养目标

工程素养的培养要以德育优先，在掌握基础知识的同时要培养学生的家国情怀、良好的道德品质及基本的工程素质教育等。同时，在培养过程要始终明确为谁培养人、培养什么样的人以及怎样培养人三个核心问题，即要为中国社会主义事业建设培养德才兼备且具有工匠精神的新型化工分离人才。

2.2 优化教学内容

传统的化工分离工程课程内容具有较强的系统性，然而受学时的限制不能系统性地讲授，同时目前化工分离工程课程教学过程中存在教学内容与实际化工分离过程脱节问题，这导致学时在实践过程中经常出现实际操作与理论知识衔接不到位的问题。基于此，秉承OBE理念，根据化工分离过程的实践要求、毕业要求及相关专业课程学习对教学内容进行系统性优化，为学生搭建理实相接的综合学习平台，使化工分离工程课程在工程教育及人才培养环节发挥应有的作用，更好地服务于新型化工分离人才的培养，具体如下。

2.2.1搭建项目式教学环节

在理论教学环节中，引入与教学内容相适应的科研前沿案例、实际生产实践案例，学生可以在课堂上将理论所学知识与实际案例相结合综合学习，提高学习效率。

2.2.2引入自主式实践环节

目前化工分离工程课程的学校未包含实践教学课时，阻碍了学生对所学知识的应用能力。因此，在课堂学习的同时，通过讲解大学生化工设计大赛成果案例，并对竞赛案例进行“定向修改+理性拓展”，后以课程作业形式发布。学生通过自主设计及具体化工分离过程，利用数学建模、实际操作等环节发现已有化工分离过程中的问题并加以优化改进，以自主实践方式进一步巩固所学知识，缩短理实间距。

2.2.3构建素质型课程体系

在教学内容优化过程中，要积极引入其他高校本课程的优秀教学成果，通过前沿性、创新性、综合性的内容实现教学的灵活化、信息化、时代化。

2.3 革新教学方法

化工分离工程课程具有专业性强、难度大、综合性高、应用广泛等特征。同时，教材中多数以理论模型、公式推导等较多，内容兴趣性不足造成学生课前自习不足，进一步会导致教学效果不理想。基于此，秉承OBE理念，采用新型教学模式增加课程内容趣味性、教学方式多元性以带动学生学习积极性尤为必要，具体改进方法如下。

2.3.1异步化教学

由于学生对知识获取能力有所差异，因此各自的知识储备、理解能力均有差异，这就要求教学过程中需遵守差异化教学模式。根据企业调研结果，可以确定得到每一章节的教学内容及重难点，教师可将内容按照知识点对结构进行分组，分为基础篇、应用篇与拔高篇三部分。整体设计思路由理入实、由易到难、由单一到综合。对不同学生实行异步教学模式，提升学生的学习自信心，引导学生发挥特长、不断完善自己。

2.3.2多元化教学

目前，化工分离工程课程授课对象主要为青年人，这个年龄段的学生对传统教学模式兴趣及参与度均不足，但对信息化事物的接受能力、参与意向更强烈。因此，为提升学生对课程的兴趣度与参与度，可采用多元化的教学方法。一方面依托信息化平台丰富课堂教学形式，如使用学习通直播、微课等。这不仅能激发学生的学习热情，还可以发挥信息化平台高效性、精准针对性及信息丰富性的优势。另一方面，依托翻转课堂、头脑风暴、案例分析、任务驱动等新型教学方式可进一步调动学生参与的积极性，并强化对所学知识的理解。

2.3.3案例化教学

化工分离工程课程实践应用性强，仅通过课本知识的讲解，无法实现学生理实相接的目的。因此，通过案例化教学模式，引入典型企业案例、定向设计训练等环节，学生可加深对专业知识的理解，从会学到会用。

2.4 改进教学过程

工程教育专业认证及“新工科”建设的背景下，基于OBE理念探索对化工分离工程课程的改革要综合考虑“成果导向”由于认证需求。解决复杂工程问题的能力是工程专业认证的基本考核指标，而解决复杂工程问题则需要运用深入的工程原理，并经过仔细分析才能解决[4-5]。同时，解决实际问题的能力也是OBE理念对课程目标的基本要求。为了培养学生解决实际复杂问题的综合能力，教学过程的改进应从师资队伍建设、课堂授课方式与计算机软件应用几方面着手。

2.4.1师资队伍建设

在化工分离工程课程的教学改革过程中，师资队伍建设也是其中重要的组成部分，因为教师是人才培养的领队人，只有良好的师资团队才能更加落实贯彻OBE理念，保障课程的教学成果。一方面，教师要学会用OBE理念武装头脑，摒弃传统的教了什么，而是要更注重学生学到什么。即教师应积极通过同行交流、专业研讨、理念培训等多渠道深入学习理解OBE理念及化工分离工程前沿动态，并在教学中身体力行、融会贯通，更好地发挥教师服务者、指引者以及学生主体参与者的角色作用。另一方面，教师丰富的工程经验及实践能力是培养学生解决实际复杂工程问题的前提，因此就要求教师应具有化工类专业背景，并且具有化工分离工程相关实践经验或企业合作项目，同时可以邀请企业专业技术人员到校共同参与教学工作。

2.4.2计算机软件应用

现代化的计算机软件目前已经广泛应用于化工设计、化工过程模拟等方面，借助先进的化工软件可补充学生对化工分离过程实践不足的问题。化工分离过程中经常需要用到试差法计算，如泡点露点计算、共沸温度计算、多组分精馏严格计算等；另外学生对化工分离过程也缺乏图形化理解。而利用化工软件可较为直观地对该部分进行辅助讲解，如利用Aspen Plus计算泡露点、设计精馏塔并模拟分离过程等。现代化计算机软件不仅具有直观便捷的优点，同时可以增加学生的学习兴趣，提高教学质量，也为学生就业及深造奠定基础。

2.5 完善考核评价

作为教学成果的重要评价手段，考核是化工分离工程课程教学的重要一环。一方面，考核评价是对教师对本课程教育知识传递程度的检验，教师通过该环节可更好地把握学生学习的广度及深度。另一方面，该过程也是教师传递自身教育理念并为学生指明学习及成长方向的重要举措，影响学生学习的有效性及自身发展性。传统的考核方式主要包含卷面成绩与平时成绩，并以前者为主，卷面成绩主要形式为期末考试，平时成绩主要包含上课签到与线下作业，而忽视了学生实践技能的考核，这严重影响了课程所想达到的实际效果。为此，秉承OBE理念，化工分离工程考核评价体系需进一步完善。

2.5.1完善考核标准

随着经济社会的不断发展，化工行业技术也在不断革新，这就对化工人才的数量、质量提出了更高的要求。基于此，应围绕OBE理念，以教学成果为导向，积极将过程评价与实践评价纳入化工分离工程教学中，不仅要考评理论知识学习程度，还要注重考核学生平时学习态度、能力表现及实践技能，并以此推动学生理实相接、综合学习。

2.5.2优化考核方式

传统的以教师为核心的考核方式不利于提高学生的学习自主性，可能会导致学生厌学情绪，同时也不符合以工程教育认证与OBE理念下学生为中心的客观要求，故要立足于OBE理念优化考核方式。教师可将课程考核方式多元化，在师评基础上可进一步引入学生自评、小组互评以及企业主题考评，实现“以评引学、多评促学”，提高课程教学与人才培养的适配性，充实教学成果。

3 结语

为了进一步适应经济社会发展及高等教育的深化改革，培养新型化工分离工程人才，故非常有必要推动对化工分离工程课程的教学改革探索。基于OBE理念，以学生为中心，以“教学成果”为导向，对课程目标进行反向设计，对教学内容、教学方法进行优化，并进一步改进或完善教学过程与考核评价，不仅有利于保证课程教学成果的有效性，同时还可以更好地为谋就业、促发展，培养与经济社会发展相适应的新型化工分离人才。