基于“专业认证+新工科”的中医药院校化工原理课程设计实践教学初探

马雅鸽 张 希 杨婧娟 曹冠华 赵声兰

云南中医药大学中药学院，云南 昆明 650500

1.1 我国“专业认证+新工科”的现状和趋势 工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。中国自2006年开展工程教育认证，目的是构建中国工程教育质量监控体系，推进工程教育改革，进一步提高工程教育质量，提升国际竞争力。随着工程教育改革的逐步进行，科技与产业发生变革，中国积极推进“新工科”建设以服务创新驱动发展等一系列国家战略，全力探索工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。如何在“新工科”和工程教育专业认证背景下开展专业教学改革，一直是业界专家学者思考的问题[2]。

1.2 全球“专业认证”的现状和趋势 发达国家为全球政治经济新格局中保持领先地位和技术优势，制定新的工业发展战略与规划，美国的“先进制造伙伴计划”和“国家制造创新网络”、德国“2020高技术战略”和“工业4.0 ”、法国“新工业法国”、英国“工业2050战略”和日本“机器人新战略”等[3]。英、美等国已在注重学生实践能力培养，德、法等国则在拓展学生知识面。我国在应对这一变革，积极推进工程教育认证和“新工科”概念来逐渐形成了“复旦共识”、“天大行动”及“北京指南”[4]，新工科一经提出便进入轰轰烈烈的探索阶段。在此过程中，新工科理论研究和改革实践出现并日渐增多，呈现百花齐放的态势[5]，促使我们对新经济背景下中医药院校的工程教育实践教学体系改革的探索和创新。

近年来，国外医药院校的工科专业工程实践教学体系从传统的教学模式上不断创新、改革从加入模拟实践课程以提高学生的自信心，让学生更有动力学习，提高专业技能[6]，虚拟仿真模拟与游戏模拟的教学模式嵌入到工程实践教育中[7-9]，学生们对该教育模式的满意度更高，同时对未来职业能积极的去深入了解。

1.3 中医药院校化工原理课程设计实践教学改革的必要性 云南中医药大学作为云南唯一一所医、理、工、管多学科协调发展的综合性中医药高等院校，除了开办有中医学、中药学相关专业外，还开办有制药工程、药物制剂、食品质量与安全等工科专业。这三个工科专业在中医药院校一直以来存在工科基础薄弱的问题。在国家顺应国际形势，提出“新工科”理念，全国范围内推进工科类专业国际化工程教育专业认证，未来可能辐射所有专业实行专业认证制，这对中医药类院校都将是极大的考验。因此，如何夯实中医药院校的工科基石，是所有中医药院校都亟待解决的问题。

1.4 中医药院校化工原理课程设计实践教学创新的意义 我校三大工科专业都开设有化工原理课程设计实践课程，化工原理课程设计是工科实践体系中举足轻重的课程，也是夯实中医药院校“新工科”和专业认证最关键、最艰难的一块砖。因此，教学团队对化工原理课程设计实践课程模式进行探索，抛砖引玉为云南地方产业及经济社会发展，培养工程实践能力强、创新能力高的具有中医药背景的新工科人才。助力云南省打造“绿色能源”“绿色食品”“健康生活目的地”三张牌建设。因此，我校化工原理课程设计实践课程模式构建和创新的探索具有重大而深远的意义，为全国中医药类院校的工科专业寻找新思路和新出路。

2.1 创新思路 依托我省推行的高等院校学分制改革，结合我校小学期制，三大工科专业，在第二个小学期设置有化工原理课程设计的工科实践课程，教学团队采用校际联合、课程联盟和虚实结合的方式，与昆明理工大学的化工原理课程团队合作，建立课程联盟，结合我们团队虚拟仿真省级一流课程平台，探索新形式的化工原理课程设计实践体系，培养学生基本的工科技能，使学生逐步形成工科思维。在“新工科+专业认证”体系下，培养工程实践能力强、创新能力高、具备国际竞争力的高素质中医药工科人才，从而服务云南地方产业发展，助力云南省“三张牌”建设，发挥新工科建设引领和示范作用。

2.2 实施过程 教学团队对已经构建的虚拟仿真实验平台进行优化，通过指导老师引导学生选题，在虚拟平台，进行虚拟仿真实验，完成产品组方，虚拟生产的全过程，并进行物料衡算和热量衡算，不断进行设计方案的修改，使学生初步建立化工生产过程概念，建立过程衡算理论。结合虚拟仿真实验，指导学生绘制详实、可行的工艺流程图。在教师指导下完成主要设备图纸的绘制和设备工艺参数的选择，使学生能够根据生产需求，初步进行设备的设计和参数选择。绘制合理的厂房布局图，完成工程基本技能的构建。撰写规范的设计说明书，使学成形成工科逻辑思维。最后完成答辩环节，培养学生团队合作和逻辑表达能力。从而构建符合中医药特色的化工原理课程设计实践教学模式，如图1所示。

图1 中医药院校化工原理课程设计实践教学模式的构建示意图

以往化工原理课程设计实践教学的评价主要依据学生操作过程规范与否、实验结果合格与否以及实验报告情况予以相应的评分。而且只针对学生进行。本次改革力图建立尽可能科学合理的实验评价考核制度，同时把实验教学质量的评价作为实验教学过程管理延伸的一部分来研究，从对教师的评价和对学生的评价两个方面来研究[11]。

3.1 对教师的评价 对教师的评价体系主要包括教师的教学态度、教学能力、教学内容、教学方法、教学组织和教学效果等方面。经研究确定了教师评价体系的比例构成，详见表1。

表1 教师评价指标体系构成及评分结果表 (分)

具体来看，对教师进行的教学质量评价可采用学生评价、同行评议、教学督导专家评价、教学管理部门评价和自我评价等方法相结合，各个评价渠道所占的百分比分别为30%、20%、20%、15%、15%。本次教学改革对带教的ABCD四位带教教师进行评价。A教师，教授，硕士研究生，从教40余年；
B教师，副教授，硕士研究生，从教15年；
C教师，高级实验师，博士研究生，从教10年；
D教师，副教授，博士研究生，从教8年。评价结果见表2。从结果可以看出，教师的评分都在85以上，但教师的综合素质存在一定差异，主要的差异在高阶能力上，而且这些能力呈现与教龄的相关性。因此，下一步应该加强对教师的培养，让教师多参加教学实践，不断提高综合素质和教学艺术。

表2 学生评价指标体系构成及评分结果表 (分)

3.2 对学生的评价 对学生的评价体系主要通过过程性评价，经研究确定了学生评价体系的分值构成，详见表2。对本次教学实施过程的2019级药物制剂专业40名学生按照表2进行过程性评分，并对的各项内容评分计算平均值，进行比较分析。从表2的评分结果可知，通过全过程的过程性评价，更能客观反应学生的综合能力和素质，而且相比较而言学生的高阶能力有所提升，工科思维基本建立，并得到一定的提升。

通过虚拟仿真实验，学生可以实现多层次的学习，强化学生对实践课程重点的认知能力，特别是模拟生产场景的虚拟实验，使学生熟悉生产工艺过程，有助于开阔学生视野、拓展知识结构、建立工科思维，提升学生的综合能力。虚实结合，有效地培养了学生解决问题能力、协作能力等，明显提高了学生的学习兴趣。

但是，采用新的评价模式一定程度上暴露了教师对新的教学体系适应不足、经验不足、高阶能力不足的问题，说明此种教学模式对教师综合能力的要求更高，今后在课程建设改革过程中考虑从以下三个方面探索解决此问题。第一，将课程联盟范围拓展至西南乃至全国范围，把课程建设水平逐步提升。第二，加强课程团队建设，通过外聘、引进和教师培养多种方式，提升课程团队水平。第三，重视教师能力提升，通过传帮带、培训、线上线下交流学习等方式，持续改进提升教师的能力。

教学团队构建适用于中医药院校的校际联合、虚实结合的化工原理课程设计实践教学新模式，培养具有中医药背景的新工科人才，助力云南省“三张牌”建设。组建“昆明理工大学+云南中医药大学化工原理课程联盟”，利用团队新构建的中药经典名方和功能食品组方设计及干燥过程衡算的虚拟仿真实验平台，使学生先进行虚拟构建课程设计的整体思路；
再通过线下指导完成课程的设计内容优化，从而打造化工原理课程设计实践教学新模式。并对此教学模式进行全面的评价总结，发现此教学模式有助于开阔学生视野、拓展知识结构、建立工科思维，提升学生的综合能力。有效地培养了学生解决问题能力、协作能力，明显提高了学生的学习兴趣。对存在的教师能力不足等问题也提出了相应的举措，不断对此教学模式进行持续改进和全面推广。