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摘要：高分子材料与工程专业是我校工程教育试点认证专业之一，无机化学是高分子材料与工程专业的重要基础课程。为适应新工业革命发展需要，积极响应国家战略需求，我们探索了基于“CDIO-OBE”的适应工程认证的教育理念，在教学目标、教学内容、教学方法和教学评价等方面对基础化学教学进行改革，构建新工科背景下适应工程认证的无机化学课程教学新模式。
关键词：工程认证；无机化学；CDIO-OBE 教育理念
工程教育专业认证（简称“工程认证”）是实现工程教育与工业界对接，提升工程人才培养质量的有效途径。湖南工学院是一所以工科为主、多学科发展的地方应用型大学，目前我校高分子材料与工程、安全工程、机械设计及自动化为工程认证的3个试点专业，而基础化学是我校工程认证试点专业的学科专业基础课程，其教学质量将直接影响专业人才培养质量，影响着工程认证的顺利实施。基础化学通常分为四个部分，即无机化学、分析化学、有机化学和物理化学。同时，无机化学是化学、化工、材料、环境等专业进校后最早接触的学科专业基础课，是老师与学生在教学及科研相结合的第一个阶段。承载着服务后续基础和专业课程的功能，对专业骨干课程的学习起着至关重要的作用，在整个课程体系中具有重要地位。根据专业认证具体要求，高分子材料与工程专业开设的无机化学，除提供必要的化学理论基础知识外，还要结合当今社会最为关注的材料、环境、能源等领域的热点知识，将化学知识与专业知识紧密联系。同时，无机化学普遍存在课程目标不够明确、内容多，而课时一般较少，学生学习压力较大。为了减轻学生学习压力、提高学生学习兴趣、夯实专业基础、顺利实现工程教育专业认证，我们在教学理念、教学方式、考核机制等方面进行了积极的改革探索，并在教学中加以实践。
一、教育理念初探
为了推进工程教育改革，我们将CDIO和OBE教育理念逐渐融合于无机化学课程教学中。CDIO教育理念代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供真实的工程情景，让其以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。程利平等在无机化学每一个知识模块的教学过程中，按照CDIO工程教育理念，通过基于问题、项目和案例的学习，大大激发学生对课程知识的兴趣，提高学生的学习主动性。而基于成果导向教育（outcomes-based Education）的OBE教育模式是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，主要有四个步骤：定义学习产出、实现学习产出、评估学习产出和使用学习产出。通过设定预期学习产出，所有的教学计划和课程内容都是遵循“回溯式设计”原则，实现完整的匹配矩阵。我们首先根据专业人才培养目标以及《无机化学》课程的地位和作用，有针对性的选择知识点进行讲授（实现学习产出），评估学生对知识的掌握情况（评估学习产出），并能综合应用所学知识解决工程问题（使用学习产出）。为了能系统的掌握并综合应用无机化学的知识，需借助CDIO和OBE教育理念，以项目为载体，通过专题讲解或案例分析的形式，让学生经历化学产品的设计、生产到应用的全生命周期，模拟工程实践全过程，为培养学生解决复杂工程问题的能力奠定基础。进而针对不同专业精心选取教学内容、用CDIO去实现OBE的新思路和新途径，构建基于“CDIO-OBE”的适应工程认证的《无机化学》课程教学新模式。
二、教学模式初探
《无机化学》课程作为专业基础课程，具有专业性和基础性，能够有效激发学生对后续化学学科领域知识的学习兴趣，初步培养学生提出问题、解决问题的能力，尤其是从物质结构层次认识、理解和改造世界的能力。为了推进专业工程教育改革，我们以课程教学目标为导向、精选授课内容、落实人才培养目标。我们以高分子材料与工程专业人才培养目标和毕业要求为依据，明确了《无机化学》课程教学目标，制定了能力培养大纲，理顺了无机化学课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系。进一步制定《无机化学》课程知识和能力培养目标计划表，将课程教学目标落实到具体章节内容中，落实到每一节课堂中，充分利用网络资源，如MOOC、爱课程、网易大学公开课、国家精品课程等形成一整套内容持续优化的授课教案和ppt。
在理论授课内容的选取上，以天津大学主编的《无机化学》为主教材，引入大连理工大学和哈尔滨工业大学主编的《无机化学》为参考书，重点讲述无机化学学科本身的基本概念、基础理论和基本方法，同时，也要结合现代化学的前沿研究，与激发学生学习兴趣的实践活动相结合。例如在讲解电极电势时，首先从学生熟知的有电子转移的氧化还原反应讲起，然后再引入无机化学的原电池概念，并结合Cu-Zn原电池和每年造成经济损失较大的钢铁腐蚀概念讨论电极反应和电池反应，最后再延伸到电极电势的测定和影响因素。
三、考核机制初探
对本门课程的考核方式进行改变。本课程基于“CDIO-OBE”的适应工程认证的教育理念，探索和建构学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式，以更好地促进教与学一体化课程教学改革。
课程考核由平时成绩和考试成绩两个部分组成，是整个《无机化学》课程学习中的一个重要环节。为了全面有效地评估学生的真实学习状况，我们采取全程监控的理念进行考核，主要包括过程性考核、能力性考核和结果性考核，过程性考核主要包括出勤及课堂表现、作业情况等；能力性考核以CDIO-OBE教育理念为主导，将理论与实践活动相联系，老师设计项目主题，学生根据主题进行组队、项目设计分课题、讨论与结果演示，即方便学生在课余时间对课题进行讨论，也促进学生充分利用网络资源，培养文献资料查阅和课题论文撰写能力；在结果性考核中，除了传统的期末考试，增加了两次阶段考试，分别安排在宏观化学1-4章氧化还原反应与应用电化学后和微观化学5-8章配合物的结构和性质后。
总之，在工程教育专业认证背景下，我们在CDIO-OBE工程教育理念指導下开展了无机化学教育教学改革，推进我校以专业建设为龙头，以学科建设为支撑，以培养“三重一高”地方应用型人才为目标办学方针，形成了一整套教与学相结合的教学模式和课程考核体系，为后继专业课程的改革实践和学生工程实践能力的培养奠定基础，为国家和社会培养一批工程领域的卓越工程师做出应有的贡献。
关键词：工程认证；无机化学；CDIO-OBE 教育理念
工程教育专业认证（简称“工程认证”）是实现工程教育与工业界对接，提升工程人才培养质量的有效途径。湖南工学院是一所以工科为主、多学科发展的地方应用型大学，目前我校高分子材料与工程、安全工程、机械设计及自动化为工程认证的3个试点专业，而基础化学是我校工程认证试点专业的学科专业基础课程，其教学质量将直接影响专业人才培养质量，影响着工程认证的顺利实施。基础化学通常分为四个部分，即无机化学、分析化学、有机化学和物理化学。同时，无机化学是化学、化工、材料、环境等专业进校后最早接触的学科专业基础课，是老师与学生在教学及科研相结合的第一个阶段。承载着服务后续基础和专业课程的功能，对专业骨干课程的学习起着至关重要的作用，在整个课程体系中具有重要地位。根据专业认证具体要求，高分子材料与工程专业开设的无机化学，除提供必要的化学理论基础知识外，还要结合当今社会最为关注的材料、环境、能源等领域的热点知识，将化学知识与专业知识紧密联系。同时，无机化学普遍存在课程目标不够明确、内容多，而课时一般较少，学生学习压力较大。为了减轻学生学习压力、提高学生学习兴趣、夯实专业基础、顺利实现工程教育专业认证，我们在教学理念、教学方式、考核机制等方面进行了积极的改革探索，并在教学中加以实践。
一、教育理念初探
为了推进工程教育改革，我们将CDIO和OBE教育理念逐渐融合于无机化学课程教学中。CDIO教育理念代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供真实的工程情景，让其以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现。程利平等在无机化学每一个知识模块的教学过程中，按照CDIO工程教育理念，通过基于问题、项目和案例的学习，大大激发学生对课程知识的兴趣，提高学生的学习主动性。而基于成果导向教育（outcomes-based Education）的OBE教育模式是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，主要有四个步骤：定义学习产出、实现学习产出、评估学习产出和使用学习产出。通过设定预期学习产出，所有的教学计划和课程内容都是遵循“回溯式设计”原则，实现完整的匹配矩阵。我们首先根据专业人才培养目标以及《无机化学》课程的地位和作用，有针对性的选择知识点进行讲授（实现学习产出），评估学生对知识的掌握情况（评估学习产出），并能综合应用所学知识解决工程问题（使用学习产出）。为了能系统的掌握并综合应用无机化学的知识，需借助CDIO和OBE教育理念，以项目为载体，通过专题讲解或案例分析的形式，让学生经历化学产品的设计、生产到应用的全生命周期，模拟工程实践全过程，为培养学生解决复杂工程问题的能力奠定基础。进而针对不同专业精心选取教学内容、用CDIO去实现OBE的新思路和新途径，构建基于“CDIO-OBE”的适应工程认证的《无机化学》课程教学新模式。
二、教学模式初探
《无机化学》课程作为专业基础课程，具有专业性和基础性，能够有效激发学生对后续化学学科领域知识的学习兴趣，初步培养学生提出问题、解决问题的能力，尤其是从物质结构层次认识、理解和改造世界的能力。为了推进专业工程教育改革，我们以课程教学目标为导向、精选授课内容、落实人才培养目标。我们以高分子材料与工程专业人才培养目标和毕业要求为依据，明确了《无机化学》课程教学目标，制定了能力培养大纲，理顺了无机化学课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系。进一步制定《无机化学》课程知识和能力培养目标计划表，将课程教学目标落实到具体章节内容中，落实到每一节课堂中，充分利用网络资源，如MOOC、爱课程、网易大学公开课、国家精品课程等形成一整套内容持续优化的授课教案和ppt。
在理论授课内容的选取上，以天津大学主编的《无机化学》为主教材，引入大连理工大学和哈尔滨工业大学主编的《无机化学》为参考书，重点讲述无机化学学科本身的基本概念、基础理论和基本方法，同时，也要结合现代化学的前沿研究，与激发学生学习兴趣的实践活动相结合。例如在讲解电极电势时，首先从学生熟知的有电子转移的氧化还原反应讲起，然后再引入无机化学的原电池概念，并结合Cu-Zn原电池和每年造成经济损失较大的钢铁腐蚀概念讨论电极反应和电池反应，最后再延伸到电极电势的测定和影响因素。
三、考核机制初探
对本门课程的考核方式进行改变。本课程基于“CDIO-OBE”的适应工程认证的教育理念，探索和建构学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式，以更好地促进教与学一体化课程教学改革。
课程考核由平时成绩和考试成绩两个部分组成，是整个《无机化学》课程学习中的一个重要环节。为了全面有效地评估学生的真实学习状况，我们采取全程监控的理念进行考核，主要包括过程性考核、能力性考核和结果性考核，过程性考核主要包括出勤及课堂表现、作业情况等；能力性考核以CDIO-OBE教育理念为主导，将理论与实践活动相联系，老师设计项目主题，学生根据主题进行组队、项目设计分课题、讨论与结果演示，即方便学生在课余时间对课题进行讨论，也促进学生充分利用网络资源，培养文献资料查阅和课题论文撰写能力；在结果性考核中，除了传统的期末考试，增加了两次阶段考试，分别安排在宏观化学1-4章氧化还原反应与应用电化学后和微观化学5-8章配合物的结构和性质后。
总之，在工程教育专业认证背景下，我们在CDIO-OBE工程教育理念指導下开展了无机化学教育教学改革，推进我校以专业建设为龙头，以学科建设为支撑，以培养“三重一高”地方应用型人才为目标办学方针，形成了一整套教与学相结合的教学模式和课程考核体系，为后继专业课程的改革实践和学生工程实践能力的培养奠定基础，为国家和社会培养一批工程领域的卓越工程师做出应有的贡献。