基于工程教育专业认证下浅谈化工原理实验教学改革

高树刚，安 红，武宝萍

(淮海工学院 化工学院，江苏 连云港 222005)

为提高我国工程教育质量，2006 年 3 月，教育部启动了工程教育专业认证工作[1]。工程教育专业认证是指专业认证机构针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证，由专门职业或行业协会(联合会)、专业学会会同该领域的教育专家和相关行业企业专家一起进行，旨在为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保证[2]。工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和专业教育活力[3]。工程教育专业认证明确提出了工科毕业生独立的和可评估的毕业要求，这有助于推动我国工程教育改革，高效培养适应产业发展的工程教育人才，大力促进和推动中国工程教育的国际认可度，从而有效提升我国化工创新性人才的核心竞争力[4]。

基于工程教育专业认证的背景下，2018 年10月，淮海工学院化学工程与工艺专业参加工程教育专业认证。为了达到工程教育专业认证的12条基本要求，将12条基本要求分解为33个指标点，按照化学工程与工艺专业所设置的课程，支撑33个指标点的内容，从而使学生达到了毕业要求。化工原理、化工原理实验、化工原理课程设计是专业基础课程，是联系基础和专业，理论和实践的桥梁[5]，是我校化学工程与工艺、制药工程、材料化学、高分子材料工程、生物工程、环境工程、安全工程、化工机械装备等近化工类专业的必修课程，主要讲解化工厂的单元设备原理、设备操作、设备设计、设备应用等工程技术知识，其实验设备和操作流程接近于工业生产实际情况，因此化工原理、化工原理实验、化工原理课程设计这三门课程对工程教育专业认证12条基本要求中的问题分析、设计/开发解决方案、研究、工程与社会、个人和团队、沟通等进行了支撑，为了更好的满足实验教学和工程教育专业认证的要求，化工原里实验进行了如下改革：

1 整合实验教学内容

2017年，学校投入19万进行化工原理实验室改造，130万进行单元设备改造，保证每个实验项目的台套数。通过修改化工原理实验大纲，制定了课程目标、教学内容、考核方式和方法等。表1列出了整合前后实验项目。

表1 整合前后实验项目对照表

从表1可以看出，整改之后丰富了实验项目内容，尤其综合类实验基本上都增加了一定难度，如离心泵性能特性曲线测定实验，整合之前只能做单台泵的性能参数的测定，而且离心泵放置水箱之下，是倒灌，启动之前，学生并没有亲自操作灌泵。整合之后，可以做单台离心泵、离心泵的并串联组合的参数测定，而且离心泵放在水箱之上，启动时，必须灌满离心泵，让学生感受到进出口阀门作用以及气缚现象，从而把理论知识和实践相结合起来。如筛板塔精馏实验，整合之前只能做间歇操作，但化工原理理论课主要内容是连续操作，因此整合之后，保留间歇式操作同时，还增加了连续操作，设置了不同的进料位置，通过改进，要求学生会分析进料位置，进料热状况、塔内的温度、浓度变化及分离要求一定时回流比的选择，以考察回流比对分离效果的影响。还有验证性实验，将板式塔和填料塔合在一起，增加了雷诺演示实验，而学时数不变。经过上述安排和整合，基本上化工过程常用的单元操作学生都能得到训练，并且从易到难，学生的实验技能逐步增强，逐步树立工程意识。

2 改进教学模式

以往化工理论课程步调与化工原理实验课程安排不一致，或超前或滞后，严重影响理论指导实践。上实验课时，学生对以前学过的知识有点模糊，老师要根据学生对理论知识的掌握情况，重新复习理论知识，然后讲解实验流程和实验步骤，进行操作实验，这样学生只是为了完成实验，没有和理论知识贯通，遇到问题就无法分析、解决，因此学生是接受性学习，而不是主动学习，无法培养学生独立分析观察问题的能力，无法培养学生的工程观念。

改变以往的教学模式，解决理论课和实验课不同步的现象。第一、在学完实验课程相关的理论知识后，安排实验课。第二、开始做实验之前，了解单元设备构造。将以前各种废弃的单元设备陈列于实验室的展示区。学生通过对化工设备的直观感性认识，可以提高学习兴趣，理论内容也更易于理解。第三、实验操作时，每个学生先通过课前预习，了解实验原理、操作步骤及注意事项等。操作部分由学生团队合作完成，保证每组实验人数不多于 4 人，彼此协调合作，分工协作完成实验，实验中每个同学充分参与到实验操作和报告处理过程。而且每次实验每位老师只能指导一个实验项目的2～3组学生，保证学生实验过程中遇到问题，老师能及时协助学生解决。如果实验过程有设备损坏或故障，由教师指导学生自己找出故障和原因，实验过程出现的各种问题都由学生自己讨论解决，并作为实验的一部分进行考核。第四、每项实验完成以后，对应完成仿真模拟实验，提高学生的兴趣和学习的积极性，加深学生对学过的知识理解，提高分析问题和解决问题能力。

3 规范考核标准

以往的实验成绩考核主要是依据实验报告给出，而实验操作过程成绩的比重较小，同时实验报告抄袭现象十分严重，甚至每组所有同学的实验报告几乎雷同，使得实验成绩不能真实客观的反应学生对实验过程的认识和掌握。

为公平、公正反映学生的学习情况和实践技能，适当增加操作成绩占比，并且把每项成绩细化，在平时成绩中增加实验操作过程的表现成绩，每一组实验过程中队员配合、协作能力以及认真情况。操作成绩考核为：每人随即抽取一个实验项目，主要考核操作的正确性以及熟练程度，在操作结束时，老师针对实验项目提出三个问题，考核学生分析问题能力和解决问题能力。报告成绩主要考核学生处理数据过程和图表绘制情况，以及对实验结果分析和误差分析等。综合评定学生各个实验环节的成绩，最后算出总评成绩为三项成绩之和。

表2(续)

4 结论

基于化工原理实验教学的实际需要和工程教育专业认证指标体系的人才培养要求，通过对化学工程与工艺专业化工原理实验室和设备进行改造，以及对化工原理实验的教学内容、教学模式以及考核方式进行整合，建立适应当前工程教育专业认证背景下的化工原理实验课程体系，促进实验教学改革，培养出符合社会发展和社会经济需求的应用型人才，同时对加强高校创新应用型人才培养具有重要意义。