譚鳳芝，李沅，曹亞峰，蔡偉杰，汪源浩

（大連工業(yè)大學(xué)輕工與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 大連 116034）

目前，新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命驅(qū)動(dòng)著新經(jīng)濟(jì)的形成與發(fā)展，高等工程教育改革得到了空前重視。創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)是大學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力，也是衡量高等教育教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)[1-3]。教育部在《全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》中提出要求“高校要強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)踐教學(xué)共享平臺(tái)建設(shè)”。作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的載體，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)受到各高校的高度關(guān)注。美國(guó)工程院發(fā)起創(chuàng)新教育（ETI）研究計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)“應(yīng)該為學(xué)生發(fā)展或提升創(chuàng)新成果所需的技能創(chuàng)造條件”，麻省理工大學(xué)（MIT）提出了Media Lab 工程實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)模式，開設(shè)“實(shí)驗(yàn)室課程”（LAB）和“實(shí)驗(yàn)研究小組”（Experimental Study Group，ESG），強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維、人際交往與溝通、管理技能、經(jīng)濟(jì)頭腦等綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)，著重開發(fā)學(xué)生面對(duì)現(xiàn)代社會(huì)各種挑戰(zhàn)的知識(shí)和能力[4]。上海交通大學(xué)構(gòu)建了互動(dòng)互聯(lián)、共建共享的教育生態(tài)鏈，打造了校企深度融合跨學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)[5]。山西大學(xué)進(jìn)行了以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)體系改革[6]。華東理工大學(xué)構(gòu)建了“教學(xué)科研—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐”一體化優(yōu)質(zhì)科創(chuàng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科鏈、創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，形成“協(xié)同創(chuàng)新、開放共享、產(chǎn)教結(jié)合”的“三鏈一跨一轉(zhuǎn)”科研教學(xué)新模式[1]。沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)構(gòu)建新時(shí)代“食創(chuàng)工場(chǎng)”食品專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，建立了“知識(shí)—設(shè)計(jì)—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”的實(shí)踐教學(xué)體系，通過基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新的無(wú)縫銜接與有效互動(dòng)，提升本科生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力[7]。本文基于我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革實(shí)踐，分析了當(dāng)前專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在應(yīng)用型高素質(zhì)人才培育中存在的問題，并提出相應(yīng)的解決措施，從改革思路、實(shí)施舉措等方面介紹改革實(shí)踐，以期為其他院校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系改革提供借鑒。

1 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

大連工業(yè)大學(xué)是遼寧省第一批轉(zhuǎn)型試點(diǎn)的地方普通高校，作為學(xué)校轉(zhuǎn)型試點(diǎn)專業(yè)，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向之一是日用化工，在人才培養(yǎng)過程中對(duì)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力有著較高的要求[8]。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是溝通化學(xué)基礎(chǔ)理論和客觀現(xiàn)象之間的橋梁，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生具備能“思”、會(huì)“想”、敢“做”、可“說”的能力以及創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力極其重要，對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才的核心素質(zhì)培養(yǎng)具有不可替代的作用[6]。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系共分為兩個(gè)部分：專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)1（1 周，30 學(xué)時(shí)）、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)2（3 周、90 學(xué)時(shí)）。前者在本科生三年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)，主要針對(duì)精細(xì)有機(jī)合成化學(xué)與工藝學(xué)、高分子化學(xué)與物理學(xué)、界面與膠體化學(xué)三門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課開設(shè)相應(yīng)的配套實(shí)驗(yàn)，后者在本科生四年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)，作為課程教學(xué)與后期畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的銜接，內(nèi)容涵蓋專業(yè)課程理論知識(shí)，通過綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)踐問題的能力。長(zhǎng)期以來，專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以設(shè)置開放性、綜合性的實(shí)驗(yàn)為主，這種方式雖然在課程改革上獲得了一定的成果，但是仍存在問題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在開展過程中也存在許多不足，如工程實(shí)踐教育與日用化工產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)際脫節(jié)，設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容跟不上產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的腳步；缺少開放便捷、交叉融合的學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐場(chǎng)地、環(huán)境與氛圍；專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)基礎(chǔ)薄弱，實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練儀器與設(shè)備陳舊；學(xué)生參與率不高，師資工程實(shí)踐能力弱化等，比較突出的問題有以下幾點(diǎn)。

（1）個(gè)性化培養(yǎng)硬件條件不足。在大班授課教學(xué)模式下，由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建費(fèi)用高，受限于與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備等硬件條件，很難做到每個(gè)學(xué)生都能有適合自己的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，難以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng)。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)基礎(chǔ)薄弱，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展實(shí)際脫節(jié)，不能夠做到與時(shí)俱進(jìn)，無(wú)法滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術(shù)改革升級(jí)對(duì)人才能力培養(yǎng)的需求，嚴(yán)重影響了高校對(duì)地方經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)提供的人才支撐功能。

（3）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，重知識(shí)運(yùn)用，輕課程思政，重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，輕實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)考核體系比較單一，不夠全面。

2 面向日化產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革思路

以構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行（CDIO）教育理念與成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，OBE）為理論指導(dǎo)[9-10]，服務(wù)日用化工產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)發(fā)展需求，全面整合并優(yōu)化校內(nèi)外相關(guān)資源，打破學(xué)校、學(xué)科與專業(yè)界限，構(gòu)建多層次、開放性、個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，重新修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，全方位開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間與實(shí)踐平臺(tái)，打造一支具有日用化工從業(yè)能力的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)隊(duì)伍，逐步強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培育學(xué)生的創(chuàng)新精神。

3 教學(xué)改革實(shí)施舉措

3.1 建立具有鮮明日化特色的Fab-Lab實(shí)驗(yàn)室

全面整合并優(yōu)化校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室資源、教師資源、日化行業(yè)資源（日化企業(yè)與日化協(xié)會(huì)），以化工技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、日用化工創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地為基礎(chǔ)，建設(shè)日化特色Fab-Lab實(shí)驗(yàn)室，構(gòu)建由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、日化特色Fab-Lab實(shí)驗(yàn)、日化工程實(shí)訓(xùn)、日化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)四個(gè)平臺(tái)構(gòu)成的多層次專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開設(shè)系列具有日化行業(yè)特色的實(shí)踐課程、職業(yè)能力培訓(xùn)課程，舉行日化配方技術(shù)技能競(jìng)賽，通過真實(shí)項(xiàng)目引領(lǐng)及標(biāo)準(zhǔn)化操作，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程與生產(chǎn)過程的無(wú)縫對(duì)接，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)的提升。

在Fab-Lab 實(shí)驗(yàn)室中實(shí)行行業(yè)導(dǎo)師制，由雙師雙能型教師指導(dǎo)學(xué)生參加化工設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“相宜杯”全國(guó)高?；瘖y品產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽、遼寧省環(huán)境保護(hù)科技大賽、大學(xué)生化妝品科學(xué)應(yīng)用與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等賽事，實(shí)現(xiàn)以賽促教、以賽促學(xué)。

3.2 共建具有日化特色的工程實(shí)踐平臺(tái)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)

實(shí)行“教學(xué)、生產(chǎn)、科研一體化”，以遼寧日化產(chǎn)業(yè)鏈中龍頭企業(yè)為主要支持點(diǎn)，布局上海、廣州及江浙日化企業(yè)作為工程實(shí)訓(xùn)基地及產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合育人基地，借助行業(yè)內(nèi)優(yōu)勢(shì)企業(yè)技術(shù)隊(duì)伍、實(shí)踐平臺(tái)、行業(yè)聯(lián)盟等方面的優(yōu)勢(shì)，以“零距離”校企合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研精準(zhǔn)對(duì)接。高校、政府、企業(yè)三方聯(lián)動(dòng)，共同搭建日化特色工程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，更換陳舊設(shè)備，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與行業(yè)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品研發(fā)方向?qū)?biāo)，真正做到實(shí)驗(yàn)室工藝設(shè)備裝置“真實(shí)化”，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境“車間化”，制備工藝“規(guī)程化”，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)“標(biāo)準(zhǔn)化”。如在以往的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中開設(shè)“洗滌劑的配制及性能檢測(cè)”，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是制備洗衣膏，檢測(cè)指標(biāo)也比較簡(jiǎn)單，主要考查產(chǎn)品的穩(wěn)定性、去污力和泡沫高度。但現(xiàn)在的衣料用洗滌劑產(chǎn)品種類和消費(fèi)量已發(fā)生了巨大變化，液體洗滌劑近五年的產(chǎn)品發(fā)布數(shù)已超過7 000 個(gè)品種，增長(zhǎng)率高達(dá)44.9%[11-12]。因此，結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)發(fā)展，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更新為“濃縮型液體洗滌劑的配制及性能檢測(cè)”，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更改為配制濃縮型衣用洗滌劑，其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1224—2012“衣料用液體洗滌劑”，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與行業(yè)實(shí)際對(duì)標(biāo)。

通過認(rèn)知→實(shí)踐→競(jìng)賽→創(chuàng)新的階梯式培養(yǎng)道路，以興趣為驅(qū)動(dòng)，在日化特色Fab-Lab 實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室設(shè)置日化特色產(chǎn)品配制、檢測(cè)、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)、營(yíng)銷等系列實(shí)踐課程，日化行業(yè)職業(yè)能力培訓(xùn)、日化行業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室配有兼職導(dǎo)師與學(xué)生進(jìn)行良好互動(dòng)，使學(xué)生建立從理論學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐再到探究學(xué)習(xí)的教學(xué)鏈條，打破空間與時(shí)間的限制，滿足新工科戰(zhàn)略中人才個(gè)性化培養(yǎng)的要求。

3.3 在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中有機(jī)融入思政元素，堅(jiān)持立德樹人，德育為先

大學(xué)本科的三、四年級(jí)是極具創(chuàng)造力與精神活力的一個(gè)階段。理工科的青年學(xué)生大多數(shù)理化成績(jī)比較好，具有很強(qiáng)的理性思維與邏輯思維，他們擁有極強(qiáng)的好奇心與感知力，個(gè)性鮮明，強(qiáng)調(diào)自我[13-14]。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的目標(biāo)不僅是培養(yǎng)學(xué)生掌握化學(xué)專業(yè)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能和研究方法，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和科研能力，而且應(yīng)該培育學(xué)生的環(huán)境意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感與工程倫理，激發(fā)他們的家國(guó)情懷。為此，在專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，專門設(shè)置實(shí)驗(yàn)室環(huán)保與安全培訓(xùn)環(huán)節(jié)，同時(shí)要求實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)講解中有機(jī)融入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度對(duì)待實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度[6]。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)“中草藥提取物手工皂的制備”教學(xué)中，教師在講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中有機(jī)融入了“六神原液”“青蒿素”“佰草集”的思政案例，既使同學(xué)們感慨祖國(guó)中醫(yī)藥文化的博大精深，是中華民族的文化瑰寶，又讓學(xué)生們了解到中草藥有效成分開發(fā)的困境，日用化工技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的激烈性[6]，引導(dǎo)學(xué)生要努力學(xué)習(xí)，將先進(jìn)的科技知識(shí)與中國(guó)傳統(tǒng)的中草藥文化結(jié)合起來，讓中草藥研究成果在世界領(lǐng)域得到認(rèn)可和推廣，培育學(xué)生的家國(guó)情懷。

3.4 推進(jìn)以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)設(shè)計(jì)，探索實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的混合教學(xué)模式

推進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程的小班化教學(xué)[15-16]，縮小實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)班型，大型儀器操作由原來的3～5人一組減至2人一組，小型合成或分析實(shí)驗(yàn)1 人一組。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，開展以“問題為導(dǎo)向”的教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生自主思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尤其是在日化產(chǎn)品配方實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師只為學(xué)生規(guī)定實(shí)驗(yàn)題目，不指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)步驟，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)前利用線上或?qū)嵺`中心資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，帶著問題走進(jìn)實(shí)驗(yàn)課堂，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，并對(duì)得到的產(chǎn)品進(jìn)行分析與檢測(cè)。在這樣的實(shí)驗(yàn)課堂上，教師鼓勵(lì)學(xué)生不怕失敗，不管成功與否，都要總結(jié)出“為什么”“下一步怎么做”“以后怎么做”“為什么要這樣做”，提升了學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)思考問題和解決問題的能力[17]。將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)[18]?；诋a(chǎn)學(xué)研合作，結(jié)合日化企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際與專業(yè)最新的日化行業(yè)課題研究成果，開發(fā)具有日化特色的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，探索“線上預(yù)習(xí)+線下實(shí)驗(yàn)+線上分析總結(jié)”“日化生產(chǎn)工藝實(shí)操實(shí)練+虛擬仿真”等多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)個(gè)性化指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，改變過去重結(jié)果輕過程的考核方法，構(gòu)建多維度綜合考核體系，針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)實(shí)驗(yàn)中知識(shí)點(diǎn)（操作關(guān)鍵點(diǎn)）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，提出考核觀測(cè)點(diǎn)要求及對(duì)應(yīng)的分值，從而形成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的考核標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)改革目前存在的問題，以構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行（CDIO）教育理念與成果導(dǎo)向教育為理論指引，通過組建具有鮮明日化特色的Fab-Lab 實(shí)驗(yàn)室、共建日化工程實(shí)踐平臺(tái)、在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中有機(jī)融入思政元素、改革專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與評(píng)價(jià)體系、探索實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的混合教學(xué)模式等舉措，提升專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，突出了專業(yè)的日用化工特色，為學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供了良好的環(huán)境，提高了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培育水平，促進(jìn)了學(xué)科發(fā)展。