化学工程与工艺专业实验的教学改革与实践
曾兴业 洪晓瑛 王寒露 吴世逵
[摘 要]工程教育专业认证对课程建设提出了新标准和新要求，项目组以化学工程与工艺专业实验课程为例，从教学大纲、教学条件、教学内容及考核方式等方面对其进行了改革和探索，介绍了该门课程的目标达成度评价，并针对评价结果提出持续改进建议与措施。
[关键词]专业认证;化学工程与工艺专业;专业实验
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）06-0096-03
我国已于2016年6月正式加入《华盛顿协议》，该协议作为国际工程联盟较为完整、国际化程度较高、最具权威性的协议之一，主要针对国际上本科工程学历的资格互认。加入《华盛顿协议》，标志着我国工程教育质量标准实现了国际实质等效，工程教育质量保障体系得到了国际认可[1]。而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评估，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。目前，国内很多高校和专业致力于工程教育专业认证，以提升专业办学水平和培养高素质工程技术人才。
广东石油化工学院（以下简称“我校”）化学工程与工艺专业是国家特色专业和省特色专业，也是教育部“卓越工程教育培训计划”试点专业、2019年广东省一流本科专业建设点。该专业于2016年第一次参加工程教育专业认证并顺利通过，并于2019年再次接受工程教育专业认证专家进校考察。工程教育专业认证课程建设提出了新标准和新要求，作为该专业最重要的专业实验课程之一的化学工程与工艺专业实验，是一门工程性和实践性非常强的课程，是理论课和实践课之間的桥梁[2]。本文以该课程为例，从教学大纲、教学条件、教学内容及考核方式等方面进行了改革和探索，介绍了该门课程的目标达成度评价，并针对评价结果提出持续改进建议与措施。
一、化学工程与工艺专业实验课程简介
化学工程与工艺专业实验是化学工程与工艺本科专业一门必修实验实践课，因不同院校的化学工程与工艺专业的培养目标和毕业要求不完全一致，其实验课程具体内容也各不相同[3]。我校化学工程与工艺本科专业方向偏向石油化工行业，其目标是培养能在石油炼制、石油化工、能源、安全环保等化工相关领域从事工程设计、技术开发、生产管理等方面工作的专业人才。因此，化学工程与工艺专业实验课程包括油品分析及工程工艺类实验两部分，油品分析以石油化工行业或国家的分析方法标准为参考，开设石油产品残炭测定、石油产品灰分测定、石油产品机械杂质测定、石油产品雷德蒸气压测定、石油产品酸值（酸度）测定、石油产品铜片腐蚀试验、石油产品水溶性酸碱测定等实验项目;工程工艺类实验包括气相色谱在化工专业实验中的应用、恒沸精馏制备无水乙醇、催化反应精馏制备乙酸乙酯（或甲缩醛）、乙苯脱氢制备苯乙烯、连续流动反应器中的返混测定、液膜分离法脱除污染物等实验项目。
二、化学工程与工艺专业实验教学概况
本课程的开课单位为石油化工实验与实践实训中心，该中心为广东省实验教学示范中心。该中心由化学工程与工艺专业综合实验室、石油化工生产过程训练平台、石油化工生产模拟训练平台和油品分析测试平台组成。该中心现有专职实验教学管理人员10人，实验室总面积为2058平方米。化学工程与工艺专业实验共3学分，包含如化工热力学、化学反应工程、化工分离工程等专业基础课和专业课相关的综合实验，分为化工专业实验（一）（1学分，第5学期开设）、化工专业实验（二）（2学分，第6学期开设），单列实验周开课。具体开设的实验项目如表1所示。
三、化学工程与工艺专业实验课程教学改革
（一）根据认证标准修订教学大纲
围绕“以学生为中心、产出为导向、坚持持续改进”的工程教育专业认证的理念，实验中心制订了符合专业认证要求的化学工程与工艺专业实验教学大纲，明确课程性质、教学目标以及课程目标对毕业要求指标点的支撑，旨在促进学生对理论知识的深化理解，提高其动手能力和创新水平。新制订的教学大纲将该实验课程目标分解成3个子目标，具体如表2所示。
（二）改善教学体系和改进教学方法
1.实验教学体现课程思政。将我校“听党召唤，为国奉献，艰苦创业，忠诚担当”的“西迁精神”贯穿于实验教学中，在教学过程中强调实验室条件的来之不易，让学生珍惜已有的实验条件，勤奋学习，认真做好每一个实验，取得好的学习成果，将课程思政做到教学育人“润物细无声”。
2.实验教学融入“双体系”教学思想。为强化本专业“教必蕴育，育必铸灵”双体系教育教学综合改革创新思想[4]，实验中心以建设特色实验项目为抓手，打造以特色教材为基础，以工程背景与产教融合为出发点，在专业实验教学中坚持采用“贴合专业”“特色鲜明”和“石化渗透”的教学新模式。
3.出版配套实验教材。组织具有丰富经验的实验实训教师对本专业的专业实验课程和教案进行系统性修订和总结，出版了与实验装置相匹配的化学工程与工艺专业实验教材，完善和规范了实验教学内容。教材编写强调了实验课程的系统设计和能力培养、强化专业知识与数学能力的融合，树立学生解决复杂化学工程问题的观念。
4.教学过程中贯穿“实验安全”意识。各项规章制度按规定做好张贴展示，做好实验项目安全培训，教师课前须向学生介绍实验教学“安全三部曲”，即所在位置紧急疏散示意图、实验项目安全预警措施、分享安全小故事。结合实验室安全事故进行警示教育并讨论“事故是否与我有关”等问题，同时结合安全管理规章制度进行探讨，强化学生的安全意识。
（三）改善实验教学条件
工程教育专业认证非常重视实验教学环境、实验设备以及实验室安全等教学条件。化工专业实验教学依托石油化工实验与实践中心的建设为契机，在2015年对化工专业实验室进行了全面改造，包括实验室面积调整、单间实验室面积扩增、实验设备更新与台套数增加、水电规范化改造、墙壁和地面装修、完善实验室安全标识和仪器设备操作规程、增加消防和防护设施等。实验要做到小型实验设备每2位学生共同一套，大型实验设备每4位学生共用一套。在2019年继续增补了部分实验教学装置，同时对实验室的试剂、实验室安全和档案文件进行规范化管理，修订实验室开放与准入制度，完善实验室安全预警措施，开放实验室安全在线考试平台。引入在线试剂采购平台，将平台作为试剂仓库的有力保障，进一步减少试剂和化学品库存，以提高试剂的共享利用率。
（四）改革考核方式
实验中心结合专业认证的理念，改变了以往主要依据出勤和实验报告评定成绩的做法。以学为中心，注重学习过程，每项实验成绩由不同观察点组成，如表3所示。将相应的观察点印制在学生实验报告的首页，让学生了解教师的关注点，同时也起到对学生提醒与警示的作用。上述设置显著提高了学生对实验课程的重视程度和现场操作能力，强化了学生的安全意识、分析和解决问题的能力。同时，教师根据各项观察点评分情况，有针对性地进行改进，完善教学过程，形成持续改进机制，以全面提高教学质量。
（五）课程目标达成度评价及分析
课程达成度评价是毕业要求达成度评价的基础，根据上述各项观察点获得分值。以化学工程与工艺专业2016级7个班共236人的平均分值为基础数据，具体的课程达成度评价结果如表4所示。
由表4得到的课程目标达成度分析及改进建议如下。
课程目标1是评价学生是否了解石油工业的原料及产品的质量指标要求和技术管理问题。学生通过理论学习，已经基本了解油品的质量指标及技术问题，按照国家标准或石油化工行业标准要求，了解各种分析测试方法的适用范围，选择正确的分析方案，搭建实验装置，正确操作石油化工产品分析仪器，因此可达到较好的达成度值，达成度为0.865，即学生掌握程度较好。课程目标2是评价学生对相关专业课程的实验技术和方法的掌握情况，以及学会过程开发的基本研究方法和常用的实验基本技能，达成度为0.885，是三项课程目标中数值最高的。这是因为学生对专业课程理解较透彻，并且专业知识掌握比较扎实。课程目标3是评价学生正确分析和处理数据，总结规律和解决石油化工的复杂工程问题，达成度为0.820，是三项课程目标中数值最低的，这反映了学生难以通过几项实验总结具体的工程规律，因此要想解决石油化工复杂工程问题还需要进一步强化专业技能。
持续改进的建议：在专业实验以及后续工程实训课程中应继续强化对工程问题规律的总结，以提高学生归纳总结能力;在毕业设计环节中，应根据具体设计课题，加强学生工程设计的训练，以提高学生解决复杂工程问题的能力。
四、结论
以化學工程与工艺专业实验为例，本文探讨了该课程在教学大纲、教学条件、教学内容、考核方式及课程的目标达成度评价等方面的改革与实践，加强了对学生的工程实践能力和安全意识的培养，提高了实验课程的教学质量和学生解决复杂工程问题的能力，以达到工程教育专业认证的要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 张群艳，雷鹰，杨咏梅.工程教育认证背景下教学秘书工作的持续改进[J].大学教育，2020（03）：184-186.
[2] 栾吉梅，刘馨，孙德帅，等.化学工程与工艺专业综合性实验探索与实践：以酸性黑10B实验为例[J].化学教育（中英文），2018（12）：38-41.
[3] 吕海霞，杨志杰，张华星.新建院校化学工程与工艺专业实验创新教学体系建设[J].化工高等教育，2016（2）：61-64+91.
[4] 周如金.教必蕴育，育必铸灵：化学工程与工艺专业双体系渗透融合人才培养模式创新与实践[N].中国教育报，2017-06-22（08）.
[5] 范峥，牛梦龙，黄风林，等.工程教育专业认证背景下化工专业课程教学改革研究[J].大学教育，2019（12）：48-51.
[责任编辑：刘凤华]
