分离工程课程量化评价体系建设

分离工程课程量化评价体系建设

[摘要]课程量化评估体系建设对于实现学生综合素质和能力的培养十分关键。分离工程课程教学团队在ABET认证背景下,基于“以学生为中心”和“持续改进”的教学理念,细化课程教学目标,构建了可量化的学生能力评价体系和课程的持续改进机制,并通过数据反馈不断改进教学,使专业培养目标在本课程中完美体现。课程量化评估体系的建设对于提升课程教学质量、实现专业培养目标、推进化工专业的国际化具有十分重要的意义。

[关键词]分离工程;量化评价体系;ABET认证;达成度;持续改进

2013年11月,华东理工大学化学工程与工艺专业接受了美国工程与技术认证委员会(ABET)认证专家的现场考察,并于2014年8月顺利通过ABET认证,获得最长的9年认证有效期(有效期可向前追溯到2011年10月1日,截至2020年9月30日)[1]。作为中国大陆高校中首个通过ABET认证的专业,该专业的认证为国内高校工程教育国际化探索出了一条新路径[2-5]。根据ABET认证的EC 2000标准,化工专业提出了对毕业生能力的基本要求。2017年前,认证标准中的毕业要求有11条,而2017年试运行、2019年开始实施的新标准将毕业生能力要求改为7条[6]。在此背景下,我们加快了分离工程这一化工专业核心课程的国际化进程。基于ABET认证标准,依据“以学生为中心”和“持续改进”的教学理念,课程团队对课程教学目标进行了细化,以匹配学生能力的培养;构建了可量化的学生能力评价体系,采用明确、具体的评价手段评价学生能力的达成度;建立了课程的持续改进机制,通过数据反馈不断改进教学,使专业培养目标在本课程中得到完美体现。

一、匹配教学目标与学生能力培养

分离工程是化学工程学科的重要组成部分,是研究化工及其他相关过程中物质的分离和纯化方法的一门技术科学[7-8]。分离工程课程的总体目标为:通过课程教学,使学生掌握分离技术的基本原理,熟悉分离设备的设计模型,了解分离工艺的开发方法,重视现代分离技术的前沿发展,具备一定的分析和解决实际问题的能力。根据ABET认证新标准中的7条毕业要求及教学目标,本课程主要支撑以下3种能力的培养:1.应用工程、科学和数学等基本原理识别、规划和解决复杂工程问题的能力(毕业要求1);2.在考虑健康、安全、社会、经济、文化、环境等因素的基础上,应用工程设计解决具体需求的能力(毕业要求2);3.在工程环境下,考虑工程方案对全球经济、环境和社会的影响,认可伦理与职业责任并且做出明智判断的能力(毕业要求4)。在课程教学过程中,教学团队详细研讨了以课程知识为载体的能力培养工作的实现途径,以及教学目标和能力培养的匹配关系,通过改革教学模式和方法,加强课程教学的过程控制。为了更好地匹配学生能力的培养,我们根据课程总体目标和毕业要求,将课程教学目标细化为:1.能够运用数学、物理、物理化学和化工原理知识,分析与表达过程工业中分离技术的工程问题,建立平衡级分离和速率分离过程的数学模型,并正确求解(支撑毕业要求1);2.能够运用工程思维方法,判断分离过程的设备条件和操作变量对分离成本和效率的影响,提出优化的分离问题解决方案(支撑毕业要求1);3.能够针对待分离混合物的具体特性,确定分离设备和操作条件,进行分离设备和过程的设计优化(支撑毕业要求2);4.了解分离工程学科的前沿领域,认识到分离技术在解决人类面临的资源、环境问题和促进高新技术发展中的应用潜力(支撑毕业要求4)。课程目标与教学内容和方法的对应关系如表1所示。

二、构建可量化的学生能力评价体系

分离工程课程教学团队根据ABET认证标准的要求,改进学生评价手段,加强教学过程控制,有针对性地设计课堂练习、作业、小组讨论、阶段测验和考试题目,建立了完整的教学过程数据分析与评价体系。特别是在考核评价环节,我们对考题的类型和分值进行了深入讨论,以确保考题既体现专业课程知识的覆盖面,又反映学生能力。针对毕业要求1,我们详细讲授如何基于化工热力学和传递过程基本方程,通过数学计算、合理的工程简化和建模,求解以精馏和吸收为代表的平衡级分离过程和设备问题,以培养学生综合运用数学、物理、物理化学和化工原理知识解决工程问题的能力。针对毕业要求2,我们通过对精馏、吸收等分离单元的系统教学,让学生学习如何在符合工程要求和惯例的前提下,综合考虑经济、环保、安全等方面的要求,进行分离过程和设备的设计,并掌握分离过程的最优化方法;同时通过课堂案例分析、组织学生参加化工设计及创新课题研究等,使其掌握分离工艺优化的方法。针对毕业要求

4,我们通过讲解分离过程的发展和新分离技术的应用开发对节约资源、降低能耗、保护环境的积极作用及其在经济全球化过程中的地位和影响,加强学生工程伦理观念和职业责任感的培养。根据化学工程与工艺专业的培养目标,我们对分离工程课程支撑的学生能力要求的相关项目要素进行分解,并设定了课程达成度目标值,如表2所示。

三、构建课程的持续改进机制

我校分离工程课程于2007年被评为上海市精品课程,经过多年的持续改革和建设,已经在教学内容、教学方法、教材编写、考核评价等方面形成了相对完善的体系。在此基础上,教学团队在构建可量化的课程评价体系的过程中,建立了课程目标与考核内容和评价依据的对应关系,我们可以依据科学的数据分析结果,有效改进课程教学过程,从而持续提高课程教学质量。通过对比两个学年学生能力达成度的变化,我们可以直观判断学生能力的培养情况,了解学生对专业课程知识的掌握程度和能力达成度。教学团队根据反馈的信息,就可以及时调整教学内容、教学方法、考核方法等,甚至进一步修订教学大纲和教材,以实现课程教学的持续改进,切实提高课程教学质量,并最终使学生受益。

作者:吴艳阳 武斌 纪利俊 陈葵 朱家文 单位:华东理工大学