专业认证背景下民族院校化工原理实验教学分析及改革探索

薛兴勇，谭学才，韩要丛，严军，卢彦越，彭博，苏俏俏

(广西民族大学化学化工学院，广西 南宁 530006)

0 引言

2013年6月，我国正式加入国际本科工程学位互认协议—《华盛顿协议》，标志着我国工程教育专业认证的帷幕已拉开，2016年6月2日成为《华盛顿协议》的正式会员[1]，这充分证明了我国的高等工程教育质量得到国际社会的高度认可。工程教育专业认证提倡的“以学生为中心”“目标导向”和“持续改进”的理念，反映了当前国际工程教育的发展态势，用这些理念结合各高校实际情况来指导工科相关专业的建设和提高工程类人才培养质量具有重要意义[2]。另外，用这些理念来指导工科相关专业人才培养工作，有利于在不断完善人才体系的过程中明确目标、团结合作和进行持续改进，以确保工科相关专业的人才培养质量。根据认证的相关标准和要求，需要制定符合认证标准的教学大纲，教学实验仪器装置等教学软硬件条件也需要跟进改善，教学内容、体系和方式需要与时俱进，建立完善的课程考核评价机制，打造高水平的师资队伍。民族院校的学生由于生源地原因，工科类专业课程教学如何结合自身实际情况改进教学，向工程认证靠拢，跟上时代的步伐，是许多教育工作者需要考虑的问题。

1 高等院校需要重视工程教育专业认证

工程教育专业认证的核心是评估相关专业的教育教学是否满足学生毕业后能进入相关领域胜任专业工作的要求，从经济社会的发展适应情况看，工程教育专业认证能够较好地适应行业发展的实际需要。通过加强高等工程教育与工程实际的联系，促进高校专业教育教学与相关企业的实际需求有效衔接，对保障高等学校工程教育的整体质量具有重要意义[3]。在经济全球化的大背景下，工程教育的国际化已成为必然发展态势，高等院校的工程教育需要积极开展国际交流与合作，借鉴国外先进的教育教学理念和人才培养模式的经验，深化高等院校工程教育体制改革，不断强化人才培养与国际接轨。国内高等院校应通过广泛开展国际交流与协作的方式，确保工程教育认证相关标准与国际等效，提高学校的国际竞争力，力争成为符合高等工程教育国际化要求的高校之一。工程教育专业认证对高等院校的高质量发展，尤其是对学生未来就业有着重要的意义，必将赢得社会的广泛关注[4]。

2 化工原理实验课程对培养学生综合能力具有重要作用

化工原理实验课程教学是在系统学习化工原理和相关化工专业知识后进行的实践教学环节，该课程是为培养面向现代工程领域创新人才设置的基础课，是工科类专业本科教育教学中学生在掌握数学、物理、化学等基础知识之后必修的专业课，是相关专业本科教育中必须掌握的专业核心课程，对学生能力的培养发挥着重要的作用。该课程涉及的专业较多，国内高校的化学工艺、应用化学、制药工程、环境工程、能源化工、海洋技术、高分子材料、生物工程、食品科学与工程等专业一般均会开设这门课程[5]。化工原理实验教学的目的是通过化工单元操作模拟化工生产实际过程，具有很强的实践性。化工原理实验为小型类工程实验，具有鲜明的工程特点，不同于其他基础化学实验，实验操作中每个简单实验单元操作也就是在模拟化工生产中的局部生产过程。在实验过程中，会遇到许多实际问题，对工科学生可以从实验操作中更切实高效学到大量的化工原理理论方面的知识，深入理解化工设备的结构和原理。通过该实验课程的系统学习使学生牢固建立起“单元操作”的概念，树立起“工程化”思想，重在使学生将理论知识和实际相结合，掌握化工操作的基本原理、化工设备的基本结构、化工数据分析的处理，熟悉化工领域的工艺流程，培养学生具备独立发现、分析、处理和解决问题的实际能力[6-7]。因此，化工原理实验不是简单验证化工原理的基本理论知识，而是对课堂教学理论知识的补充，更重要的对对未来的生产工作提供锻炼，培养学生独立解决问题的能力，实事求是的做事态度和工作作风，为将来从事科学研究和解决相关工程实际问题打下基础[8-9]。

3 民族院校开展化工原理实验课程教学存在的问题

民族院校是我国高等院校的重要组成部分，是我国少数民族地区高等教育模式的集中体现，肩负着培养少数民族高等人才的光荣使命，发挥着其他普通高等院校不可替代的作用。民族高等院校必须紧跟时代的步伐，重新定位新时代我国少数民族地区教育的现实需要，不断完善民族高等院校人才培养模式，根据自身特点创新民族高等院校的育人机制，为民族院校内涵式发展和人才培养质量的提升注入新的活力[10-11]。近年来，各民族高等院校都在研究本校的办学特色和发展定位问题，但由于多种因素的影响，有些民族院校在建设中盲目扩大规模，使得特色不鲜明、定位不清晰[12]。另外，随着民族区域经济转型，应用型专业技术人才表现出不足态势，培养的学生难以满足地区的行业需求，表明民族院校的人才培养落后于民族地区产业结构调整的步伐[13]。少数民族地区院校在坚决贯彻落实国家对少数民族的照顾政策过程中必然会导致民族院校生源质量参差不齐。少数民族生源的学生由于受教育情况和生源地情况等因素，通常表现出基础较差、自信心不足、缺乏沟通交流、表达能力不强等特点[14]。对民族院校的学生，尤其是来自西藏、新疆等经济相对欠发达民族地区，部分学生的数学、英语和计算机等基础相对薄弱，因此许多学生感到学习起来比较吃力。民族高等院校要把经济相对较为困难、信仰多样化和基础相对较为薄弱的少数民族大学生培养成为社会栋梁，就需要比其他非民族院校付出更多的努力[15]。在这样的背景下，民族院校开展化工原理实验课程教学就需要创新教育教学模式。

化工原理及其实验课程具有内容抽象、公式多而繁杂、工程概念强的特点，学生学习比较枯燥，兴趣不强，知识比较难掌握。随着民族院校招生规模的扩大，工程类人才需求的提高，传统的化工原理实验教学出现了一些问题，表现在以下几个方面[16]：(1)学生对实验课程缺乏学习兴趣和热情，学习效果较差；(2)学生对实验预习不重视，预习只是简单的抄写实验教材，没有深入思考和提出在实验过程中需要解决哪些问题；(3)实验设备和资源有限，化工原理实验很难保证4人左右的一个小组，有的学校由于资源有限和其他原因二十多个人一个小组，实验过程中部分学生只能旁观无法操作或交流讨论，导致学生的动手能力无法锻炼，使得教学效果大打折扣；(4)化工原理实验数据相对于其他实验处理较为繁琐，加上学生理论知识掌握不牢固，实验报告撰写过程中抄袭现象较为严重。(5)教学考核评价制度有待完善，理论考试、实验预习、实验操作，交流和实验报告分数的比例分配问题，由于学生人数多，大组教学实验报告千篇一律，比较难对每一位学生的期末实验成绩进行客观的评价，可能会导致优秀的学生学习热情降低。因此，需要不断进行化工原理实验课程的教学改革探索，创新教学方法，提高教学质量。

4 国内化工原理实验课程教学改革现状

由于化工原理实验课程是化工及其相关专业的学生初次接触工程实验装置，如何将这门实验课教学好，是任课教师必须认真思考的问题[17-18]。当前，针对高等院校化工原理实验课程的教学改革方法和实践已有一些报道。在工程教育专业认证背景下，胡秀英等[19]对化工原理实验课程的教学在实验教学方式、实验成绩评定方式和化工实验大赛几个方面提出了改革建议，以专业认证为契机，将有效提高化工原理实验课程的教学质量。姬登祥等[20]根据工程教育专业认证实施的新要求，从编制合理的教学大纲、改善教学环境、完善教学体系、改进教学内容和教学方法、改革考核方式以及加强师资队伍建设等改进措施进行探索，使学生具备工程能力和创新能力。朱兆友等[21]针对学生在实验过程中存在主动性不高、学习兴趣不浓的现象，通过建设实验教学网站来对化工原理实验课程教学改进进行探索和实践，采用现代化的信息技术来提高实验教学水平，旨在正确引导学生掌握基本实验技能和操作方法，通过具体实验设计及其过程，激发学生的学习热情，培养学生的创新思维和动手操作能力。戴益民等[22]在化工原理实验课程教学改进中以工程专业认证为导向，将工程观念贯穿于化工原理实验教学的各个环节，可有效培养学生工程观念和工程意识，提高学生的综合能力。任永胜等[23]以宁夏大学制药工程专业为例，指出了化工原理实验课程在教学中存在的主要问题，提出了课程体系构建的思路，通过在实验内容整合、实验装置更新、考核方式优化等方面进行改革。结果表明改革后的实验课程更有利于激发学生的学习兴趣，增强学生的动手能力。

5 化工原理实验课程教学改革探索

尽管当前已有相关研究者对化工原理实验课程的教学改革进行了尝试，也取得了较好的成效，但在教学模式改革中采取多元化辅助的教学模式进行改革很少有相关报导。我校拟采取理论教学、化工模拟计算、虚拟仿真学习、课程设计、实验教学和企业实践教学相结合的“多位一体”教学模式对化工原理实验课程的部分内容进行教学改革，旨在工程教育专业认证背景下培养民族院校工科学生的工程思维，提升学生对专业的认识和热爱，加强理论与实际结合，增强学生解决工程实际问题的能力。第一，实验理论教学环节，实验开始之前，根据民族院校学生化工原理理论知识水平掌握的情况进行合理化分组，每个小组4～6人，确保后续实验操作过程中每个人能亲自动手，实验理论教学的实验老师根据分组情况，通过观看视频和现场教学相结合的方式对理论知识部分进行补充讲解，并在教学过程中通过现场提问的方式对学生掌握理论知识的情况进行考察；第二，化工模拟计算环节，学生在掌握必备的理论知识以后，负责老师指导学生采用Aspen Plus化工模拟软件进行单元模拟，让学生了解软件模拟化工实际生产的过程，加深理论知识的理解(图1)；第三，实验操作环节，指导老师引导学生分小组进行实验，督促每个学生都亲自动手操作，指导老师将理论知识结合操作对学生进行讲解，进一步加强学生对理论知识的理解，同时设置问题提问对学生掌握知识情况进行考察，实验报告中让学生将模拟计算和实验操作结果结合进行差异化分析；第四，企业实践环节，老师带领学生到化工相关企业进行实践教学环节，让学生带着问题到企业，通过企业的技术工程师对化工单元操作的原理、工艺流程和操作等进行系列讲解(图2)，让学生了解从理论，实验室操作到化工企业生产实际存在的一系列差异化原因，培养学生理论联系实际的能力，充分认识到化工原理实验教学的重要性，激发学生对专业的热爱，培养学生的工程意识。

图1 化工专业学生在化工设计室进行Aspen Plus计算

图2 化工专业学生到企业学习调研

6 结语

工程教育专业认证的理念对指导高等院校工科专业的发展和提升学生的就业具有重要意义，民族院校存在生源质量参差不齐，化工原理实验课程教学还存在很多需要解决的问题，教学过程中难保证教学质量，教育工作者应结合高校自身办学特点，将工程教育专业认证的理念和实验教学相结合，不断提升课程教学质量。