孫國(guó)富,徐靜莉,程 妍,司紅巖,侯珂珂

(許昌學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南 許昌 461000)

工程教育改革是當(dāng)前世界范圍內(nèi)被高度重視的領(lǐng)域，自2005年來，由美國(guó)幾所著名的工科大學(xué)創(chuàng)立的CDIO工程教育模式在世界各國(guó)被實(shí)踐應(yīng)用，并在整體標(biāo)準(zhǔn)不變前提下根據(jù)各自情況不斷進(jìn)行改革[1]。

2016年4月7日教育部發(fā)布的中國(guó)高等教育系列質(zhì)量報(bào)告之《中國(guó)工程教育質(zhì)量報(bào)告》顯示，2014年，我國(guó)工程教育在校生規(guī)模占全國(guó)普通高校本、?？圃谛Ｉ倲?shù)的38.2%，本、專科工科專業(yè)布點(diǎn)數(shù)分別達(dá)到15718個(gè)和23875個(gè)，規(guī)模位居世界第一。但高校對(duì)工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的評(píng)價(jià)和工業(yè)界存在錯(cuò)位，需要引起高度關(guān)注?！皥?bào)告”發(fā)現(xiàn)，工科畢業(yè)生在專業(yè)知識(shí)、邏輯思維、工具使用、研究能力、職業(yè)道德等方面的表現(xiàn)得到企業(yè)充分肯定。但在前沿知識(shí)、創(chuàng)新能力、外語交流能力、分析解決工程問題能力、行業(yè)法律法規(guī)意識(shí)等方面的表現(xiàn)評(píng)價(jià)相對(duì)較低。

隨著國(guó)家對(duì)工程教育的重視，高校教師對(duì)我國(guó)工程教育領(lǐng)域存在的各項(xiàng)問題也更加關(guān)注。而實(shí)踐是工程教育的靈魂，實(shí)踐教學(xué)在工程教育中占據(jù)絕對(duì)重要的地位[2]。

1 目前實(shí)踐教學(xué)存在的問題

結(jié)合我國(guó)目前本科工程教育特別是實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，與以上能力及意識(shí)評(píng)價(jià)結(jié)果是相對(duì)應(yīng)的。概況起來主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一是教師教學(xué)還是習(xí)慣于應(yīng)用科學(xué)教育的方法(例如分析的、演繹的方法)完成工程教育相關(guān)教學(xué)內(nèi)容；

二是教學(xué)過程的組織依然沒有改變圍繞"課堂中心、教師中心和教材中心"這種不符合工程教育基本特征的方法。不能很好地發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性，也就很難達(dá)成現(xiàn)代工程教育人才培養(yǎng)目標(biāo)。

掌握解決復(fù)雜工程問題的能力是現(xiàn)階段段工程教育改革的重點(diǎn)。因此，緊緊圍繞工程教育國(guó)際認(rèn)證的12條畢業(yè)要求，通過對(duì)各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，特別是專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)方式方法進(jìn)行改革，真正提升學(xué)生工程實(shí)踐能力。

2 改進(jìn)措施

首先，從教學(xué)手段方法上，做到不局限于驗(yàn)證原理、掌握操作技術(shù)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)踐設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)綜合分析能力的實(shí)際訓(xùn)練給予足夠的重視，使學(xué)生工程知識(shí)、工程能力、通用技能、工程態(tài)度四個(gè)方面能力得到全面提升。

其次，將研究性教學(xué)作為一種有效的引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的實(shí)踐教學(xué)方式；將這一教學(xué)方式覆蓋到全部專業(yè)實(shí)踐課程中，按課程順序逐層次遞升式培養(yǎng)相關(guān)能力。

利用開放實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；采用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)方式，保證學(xué)生接觸前沿知識(shí)(主要為設(shè)備及操作方法)；通過組織學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)、并使其能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色，培養(yǎng)行業(yè)法律法規(guī)意識(shí)。

具體做法:

2.1 以學(xué)生為主，化被動(dòng)操作者為主動(dòng)實(shí)踐者

改變傳統(tǒng)的教師講授，學(xué)生只會(huì)操作的模式。將研究性教學(xué)作為一種有效的引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的實(shí)踐教學(xué)方式。之前我們?cè)?化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)"課程教學(xué)中嘗試過研究性教學(xué)方式，雖取得一定效果，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)一些問題。在該課程之前的實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生接觸這種互動(dòng)性強(qiáng)、需要積極思考的上課方式較少，而“化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)”又是綜合性非常強(qiáng)的實(shí)踐課程，學(xué)生很不適應(yīng)。因此，我們考慮在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程中推行研究性教學(xué)方式，并將這一方式貫穿于全部專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程中。這樣由易到難、由單一到綜合，實(shí)行逐級(jí)遞升深入，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、溝通能力、分析、解決復(fù)雜工程問題的能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2 優(yōu)化實(shí)踐課程，保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量

“化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程是由“化工分離工程”、“化工熱力學(xué)”、“化學(xué)工藝學(xué)”、“化學(xué)反應(yīng)工程”等多門課程的實(shí)踐內(nèi)容組合的實(shí)踐類課程，傳統(tǒng)的方式是在全部理論課程結(jié)束后集中時(shí)間統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使得大部分理論課程與實(shí)驗(yàn)在時(shí)間上脫節(jié)，這樣就失去了理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的及時(shí)性。并且學(xué)生要在短時(shí)間內(nèi)復(fù)習(xí)多門課程內(nèi)容，于是忙于應(yīng)付，導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果較差。通過對(duì)2014及2015級(jí)學(xué)生調(diào)查也反映了這個(gè)問題。為此我們確定了實(shí)踐緊跟理論的課程設(shè)置方針，保證在理論課開設(shè)的同時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的實(shí)踐課程。即采取實(shí)驗(yàn)課與理論課同步進(jìn)行的分段教學(xué)方式，對(duì)于不同學(xué)期課程在課程結(jié)束后及時(shí)開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課，同學(xué)期課程采用前后分段式教學(xué)。

“化工原理”課程因開設(shè)在2個(gè)學(xué)期，根據(jù)以上方針也將《化工原理實(shí)驗(yàn)》分成2部分分別進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)課程是整個(gè)專業(yè)實(shí)踐課程中較為基礎(chǔ)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，因此從這門課程開始按照每個(gè)單元操作貫徹研究性教學(xué)方法，為后面課程奠定基礎(chǔ)。取消全部演示實(shí)驗(yàn)，將這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用開放實(shí)驗(yàn)室變?yōu)樽灾鲗?shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如雷諾實(shí)驗(yàn)、非均相混合物分離等作為補(bǔ)償項(xiàng)目。將“流體流動(dòng)阻力測(cè)定”、“離心泵性能測(cè)定”、“精餾實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目變成學(xué)生自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過答辯后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過合理優(yōu)化演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等不同層次的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力，分析問題、解決問題的能力以及實(shí)踐操作能力。得益于此，我院化工專業(yè)學(xué)生連續(xù)2年在全國(guó)大學(xué)生化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)大賽中取得總決賽一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

2.3 實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)虛實(shí)結(jié)合

校內(nèi)《化工生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)》完全按照工廠實(shí)際進(jìn)行操作、監(jiān)護(hù)，使學(xué)生完全置身于“真實(shí)”的工作環(huán)境。教師根據(jù)工藝流程特點(diǎn)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，通過布置題目，組織討論的形式，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)及分析問題能力。組織討論做到每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都進(jìn)行，按小組進(jìn)行討論后匯總?？己藘?nèi)容也不僅限于操作，將增設(shè)綜合題目，學(xué)生通過設(shè)計(jì)到實(shí)施來完成。

給學(xué)生布置實(shí)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生工作要求進(jìn)行實(shí)際操作，指導(dǎo)教師可以設(shè)置故障，讓同學(xué)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，提出解決問題的方法，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)采用分工段、班組及小組的方式。工段長(zhǎng)、班長(zhǎng)及小組長(zhǎng)輪換擔(dān)當(dāng)，在訓(xùn)練過程中有分工有合作，從而培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人角色的能力。

在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)同時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)裝置及工藝的虛擬仿真訓(xùn)練，利用虛擬仿真技術(shù)向?qū)W生展示先進(jìn)的儀器設(shè)備和控制手段，保證學(xué)生接觸前沿知識(shí)。在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)期間到對(duì)應(yīng)工藝的企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。通過這種方式，使同學(xué)們既接觸先進(jìn)的裝置設(shè)備，有保證實(shí)際操作。

2.4 將學(xué)科競(jìng)賽融入設(shè)計(jì)類課程中

我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)經(jīng)過2015級(jí)培養(yǎng)方案的修訂，目前從教學(xué)進(jìn)度上已經(jīng)具備參加全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽的基本條件。因此，采用學(xué)科競(jìng)賽的方式促進(jìn)課程建設(shè)。將“化工原理課程設(shè)計(jì)”、“化工設(shè)計(jì)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”相結(jié)合，以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)課程建設(shè)。該過程分三個(gè)步驟進(jìn)行。首先，根據(jù)課程設(shè)計(jì)特點(diǎn)結(jié)合全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目設(shè)定“化工原理課程設(shè)計(jì)”內(nèi)容，達(dá)到設(shè)計(jì)意識(shí)及方法的初步培養(yǎng)。然后，在“化工設(shè)計(jì)”課程中貫穿全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽內(nèi)容，舉辦院系選拔賽，并最終以此成績(jī)作為“化工設(shè)計(jì)”課程成績(jī)。最后，組織學(xué)生組隊(duì)參加國(guó)賽，并將參賽設(shè)計(jì)內(nèi)容按學(xué)校要求修改后評(píng)定成績(jī)，作為“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的成績(jī)。通過這三個(gè)步驟的實(shí)施，將3門設(shè)計(jì)類課程有機(jī)結(jié)合起來，圍繞相同(或相近)題目進(jìn)行課程內(nèi)容的開展，從局部設(shè)計(jì)到綜合設(shè)計(jì)再到最后的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)，從多層次、多角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行了全面的能力訓(xùn)練。

3 結(jié)語

工程教育實(shí)踐強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐與理論緊密結(jié)合，以全面推進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，能力培養(yǎng)“寬專業(yè)、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、重綜合、求創(chuàng)新”的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。建設(shè)一個(gè)先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)方式是保證培養(yǎng)合格工程技術(shù)人才的根本。

本研究從實(shí)踐課程體系中的專業(yè)實(shí)踐課程著手，在教學(xué)方式上以推廣研究性教學(xué)方式為主線，結(jié)合虛擬仿真、分時(shí)分段、課程融合等不同方式方法培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通、解決復(fù)雜工程問題等基本能力。