基于工程教育认证的创新创业融合实验教学改革
Reforming of the Innovation and Entrepreneurship and Experimental Teaching Fusion Base on Engineering Education Certification
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收稿日期: 2021-07-2 接受日期: 2021-08-18
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Received: 2021-07-2 Accepted: 2021-08-18
Innovation and entrepreneurship education and higher education fusion is an effective way of improving the quality of education. With the idea of achievement orientation of Engineering Education Certification, this paper studies and integrates on the existing teaching resources, explores and practices the reform of the innovation and entrepreneurship and experimental teaching fusion. The efforts include reconstructing teaching objectives, continuously improving teaching system and teaching evaluation, integrating innovation and entrepreneurship education and scientific research in the teaching process, promoting the achievement of graduation requirements, so as to cultivate innovative and entrepreneurial talents meeting the social needs.
Keywords:
本文引用格式
叶美玲, 陈翠雪, 张秋根, 邵文尧.
Ye Meiling.
1 工程教
新形势下创新创业已成为时代发展的重要方向,是高校发展的新领域。创新创业教育是一种先进的教育理念,体现了素质教育的内涵。高校学生正处于从学习到创业的拐点,在教学中融合创新创业教育,提高学生的创新意识和创业能力,为学生实现创新创业做好铺垫,加速创新性国家建设的进程。
2 基于工程教育认证的创新创业融合实验教学改革
图1
2.1 以成果为导向,重构教学目标
表1 化工专业实验课程教学目标
序号 | 教学目标内容 |
1 | 能根据实验目的和任务,选用合理的研究方法,确定实验方案,能够规范地完成实验操作,获得有效实验数据 |
2 | 能选用和熟练使用常见的传热、传质、分离、反应设备,掌握其特性;独立操作重要的化工实验分析仪器 |
3 | 能用科学方法正确处理实验数据,用图表规范地表达数据和结果;独立完成实验报告 |
4 | 能够与团队合作完成实验任务,独立完成所承担的实验内容;组织或协调团队成员有效地开展实验工作,胜任负责人和团队成员的角色 |
化工专业实验教学目标与毕业要求的对应关系如表 2所示,课程对毕业要求3、4、9的能力培养有所贡献。教学目标2和教学目标3对毕业要求指标点3-3进行支撑,权重值分别为0.6和0.4。教学目标1和教学目标4分别对毕业要求指标点4-2和9-2进行支撑。
表2 化工专业实验教学目标与毕业要求对应关系
毕业要求 | 指标点 | 教学目标 | 权重 | |
3. 设计/开发 | 3-3 | 能够就设计和优化的设备、单元、工艺、系统方案进行实践和应用 | 2 | 0.6 |
3 | 0.4 | |||
4. 研究 | 4-2 | 能够针对研究目标,进行实验方案设计和建设 | 1 | 1.0 |
9. 个人和团队 | 9-2 | 在良好个人表达的基础上,具备优秀的团队精神和协调能力,包括承担个人、团队成员和负责人的角色,确保各项任务的良好执行 | 4 | 1.0 |
2.2 改进教学体系,融合创新创业教育
为达到毕业要求和教学目标,改进教学内容、教学模式和教学方法,将教学与科研、创新创业教育融合,形成较为完善的教学体系,以符合工程教育认证的人才培养要求。
2.2.1 教学过程“双融合”
在工程教育认证中,本专业设定的培养目标包括“学生毕业5年后成为能在化工及其他行业进行创新活动的中坚力量”,体现了培养创新型人才的愿景。如表 2所示,化工专业实验的教学目标对应于毕业要求指标点3-3、4-2、9-2,其涵盖的能力培养也体现了创新创业型人才的特征。科研项目是培养学生创新创业能力的重要载体,也是工程教育的发力点。将实验教学与科研融合,与创新创业教育融合,实现教学过程的“双融合”,是工程教育改革的新风向,体现了实验教学的前瞻性和综合性。
课程组结合科研最新成果,将技术先进、工程特色鲜明的科研项目引入教学,转化为突出新方法、新技术和新设备的创新型实验项目。根据现有的科研任务和成果,提炼出难度、深度适当的教学项目,指导学生进行验证和拓展实验,如渗透蒸发实验、分子蒸馏实验、抗氧化剂乙氧基喹啉的制备、碳分子筛变压吸附提纯氮气、合成气甲烷化制合成天然气、石英弹簧法测离子液体对高压CO2溶解度、电解回收含铜废水等。如抗氧化剂乙氧基喹啉的制备,原属科研项目,已取得阶段性成果,将其编入实验教学项目,一方面可以对科研成果进行重复验证实验;另一方面还可以通过拓展实验让学生参与科研项目,推进科研工作,激发学习兴趣,提高主观能动性,培养创新创业能力。
2.2.2 教学内容模块化
围绕教学目标,将化工专业实验划分为四个实验课程模块(见表 3),包括先进分离实验、典型反应实验、综合设计实验和研究开发实验。实验项目涵盖了化学工程、分离工程、精细化工、石油化工等领域。先进分离实验模块可以使学生了解分离工程发展的前沿,接触先进的仪器设备。典型反应实验模块包括一些具有代表性的反应实验。综合设计实验要求学生自行查找资料制定实验方案,侧重培养学生分析问题和解决问题的能力。研究开发实验模块跟踪化工发展的热点,引入先进的仪器和技术,鼓励学生设计创新实验,侧重培养学生的研究开发能力和创新创业能力。这四个模块既可独立成为一个整体,又相互联系,与创新创业教育紧密融合,切实提升学生的综合能力。
表3 化工专业实验课程模块
实验课程模块 | 序号 | 实验项目 |
先进分离实验 | 1 | 渗透蒸发实验 |
2 | 分子蒸馏实验 | |
典型反应实验 | 3 | 反应精馏制乙酸乙酯 |
4 | 抗氧化剂乙氧基喹啉的制备 | |
综合设计实验 | 5 | 碳分子筛变压吸附提纯氮气 |
6 | 合成气甲烷化制合成天然气 | |
研究开发实验 | 7 | 流化床反应器的冷模实验 |
8 | 色谱法测无限稀释活度系数 | |
9 | 石英弹簧法测离子液体对高压CO2溶解度 |
2.2.3 教学模式菜单化
图2
2.2.4 教学方法多元化
工程教育认证要求教学以学生为中心,教学活动围绕学生进行。因此,在教学中要不断丰富教学手段。通过图表、动画、视频、思维导图等现代信息手段,使教学活泼生动。同时还要创新教学手段,根据实验项目的特点,采用演示型、研讨型、验证型等教学方法,提升学习效率和教学质量。如电解回收含铜废水的实验采用了研讨型教学方法,教师提前给学生布置任务,学生于课前查阅资料,了解废水处理、金属回收的方法,了解电解原理,了解原子吸收分光光度计的原理和测定。上课时教师通过视频、可视化思维导图授课,激发学习兴趣,使学生快速提取知识关键点,提高学习效率。同时还采用讨论式、启发式等教学方法,引导学生深度思考,积极参与讨论,制定可行的实验方案。然后通过一系列的探索和实践,完成电解回收含铜废水的实验,并启发学生将实验延伸拓展至电解回收其他金属。研讨型教学体现了工程教育认证中以学生为主体的教学理念,促进学生的自主学习,提高综合能力,培养创新创业能力。
2.3 完善教学评价体系
创新创业教育与实验教学融合,要求课程的考核机制具备反哺性。工程教育认证坚持以成果为导向,教学评价焦聚于学生的“能力指标”。通过多维度多角度的评价,形成完善的评价体系。收集分析反映学生成果的材料,作为持续改进的依据,确保学生最终达成预期成果[12]。
(1) 完善成绩评价标准。
化工专业实验课程采用小班授课,每次实验学生人数为4人。通过小班授课一方面教师可以观察了解每位学生的实验操作情况,进行有效的指导以及客观细致的评分;另一方面还可以更好地培养学生的实践操作能力、团队合作能力和创新创业能力。
表4 化工专业实验成绩评分观测点
平时成绩(40分) | 实验报告(60分) | ||
实验预习(10分) | 实验操作(30分) | ||
观测点 | 1. 实验概述 | 1. 问题回答 | 1. 报告完整性 |
2. 实验装置与控制 | 2. 设备操作、实验条件调节 | 2. 图表表达 | |
3. 数据采集与处理方法 | 3. 数据记录 | 3. 数据处理 | |
4. 实验思考与见解 | 4. 团队分工合作 | 4. 数据讨论和问题分析 |
(2) 开展毕业要求达成度评价。
以往的教学评价核心是评教,主要针对教师授课的评价,很少关注学生的学习效果。工程教育认证坚持以成果为导向的教育理念,要求教学评价以学生为中心,以学生能力产出为出发点。评估对象聚焦于学生成果,面向全体学生,教学效果取决于教学目标的达成情况。因此,针对毕业要求指标点映射的能力培养,开展毕业要求达成度评价,评价能力达成情况。
图3
图4
通过毕业要求达成度评价,了解学生对教学目标和毕业要求的达成情况,作为教学改进的参考,以促进毕业要求的最终达成。
(3) 探索多层次多维度教学评价。
以前的教学评价内容单一,主要对学生技术能力进行评价。工程教育认证要求课程评价聚焦于学生成果,既要体现学生的技术能力,也要对非技术性能力的表现及观测要素进行评价。从教师与学生、团队与个体、主观与客观、终结性与形成性等多个视角出发,采用多元和梯次的标准来评价。比如校内开展学生、教师、专家及教学管理人员的教学评估及调查问卷;校外关注毕业生发展,开展形式多样的跟踪调查。
多元化评价强调达成学习成果的内涵和个人的学习进步,不强调学生之间的比较,使学生充分认识到学习不在于筛选优劣,而在于各项能力的真正掌握;从而使学生以积极主动的心态投入学习,提升个人能力,达到毕业要求和培养目标,促进教学的良性循环[15]。
2.4 推行持续改进
针对实验教学环节,进行多维度的教学评估,定期、广泛收集反映学生学习成果的信息,为改进教学提供参考依据。同时,按照工程教育认证要求推行持续改进,监控教学过程各环节,反馈教学效果,改进不合理的地方,使教学体系能有效支撑毕业要求;从而形成“改进–评价–反馈–再改进”的持续改进机制,促进教学的良性循环(如图 5所示)。
图5
3 结语
工程教育认证已成为高校与国际接轨的趋势,创新创业教育与教学融合可有效提升教育质量。整合现有教学资源,梳理教学目标。从教学模式、内容、方法等方面改革课程体系,融合科研和创新创业教育,提升教育质量。同时,还要开展多维度教学评价,坚持持续改革,以促进教学的良性循环。通过一系列的教学改革,提升学生的综合能力,促进毕业要求的达成,培养出符合社会需求的创新创业型人才。
参考文献
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