张 钰，袁江涛

(信阳师范学院 化学化工学院，河南 信阳 464000)

1 CDIO理念

CDIO工程教育理念是当前国际工程教育领域改革和创新的成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运行(Operate)，目的在于培养出一批符合社会需求的实用型人才。CDIO教学模式是从产品的研究、开发到整个生命周期作为学习过程。在这个过程中，知识在理论与实践结合的过程中得到加强，从而达到既掌握理论知识又学会工程实践的效果。CDIO模式实际是一种融案例教学、项目教学、问题教学、主动学习、产学研发合作和团队合作等为一体的教学模式[1]。它让学生形成积极主动的学习习惯，并让学生在学习过程中通过练习与实践，将课程之间进行有机联系而实现相关的预定培养目标[2]。

2 化工原理教学现状分析

2.1 化工原理课程性质

化工原理是化学及相关专业的重要技术基础课。它是综合运用数学、物理和化学等基础理论知识，并将理论知识与化工生产中各种单元操作问题的分析和解决相结合的一门工程类学科。它是引领学生从基础走向实践的专业基础课，从理论走向工程的技术基础课。本课程兼有理论与技术的双重特点，工程背景强，强调工程观点和工程能力的培养，集实验科学、理论授课与实验教学于一体。

2.2 当前化工原理教学现状

目前化工原理课程采用教师课堂授课的形式，课程结束之后再进行考试。这使得教师和学校对学生的评估几乎完全基于考试结果。授课过程中主要讲授理论知识，即重理论；而学生在课程中所接触实践环节少，缺少对工程能力的训练，导致“工程”概念模糊，普遍缺乏团队协作的精神，以致与企业需求脱钩。评价体系将考试成绩视为评价学生能力的唯一标准，缺乏应用和实践能力的考核[3]。目前的化工原理教育体系存在的这些缺陷和不足，不符合当今社会对化工专业人员的要求。这些问题迫切需要研究和解决。此外，对于工程类学生来说，最重要的是培养他们将理论知识转化为实际解决问题能力和策划方案的能力，从而提升他们的工程能力和创新能力。因此，以CDIO人才发展概念为基础的课程改革，以化工原理教学的现状为导向，具有很强的指导价值。

3 CDIO理念下化工原理教学的改革

3.1 构建基于CDIO理念下化工原理课程知识体系

完善的课程体系是人才培养的基础。对课程进行改革不但是深化教育改革的要求，而且是构建CDIO教育体系中极为重要的内容[4]。

CDIO工程教育的重点是培养学生掌握扎实的技术基础理论和专业知识。在CDIO模型下，所建立的以化工原理课程的教学大纲为基础的课程理论体系是为化工实践服务而设计的。采用CDIO标准来设计和规划培养方案、教学大纲和教学内容，将现代工程师的培养方案结合学生专业基础知识的学习，纳入到课程教学建设中，注重基础知识原理和工程技术的教学[5]，增强学生全方面的工程设计能力，同时培养他们分析、解决问题的能力。在教学过程中，教师需让学生理解化工原理课程应该解决的实际工程问题，从而激发他们的学习兴趣。通过将理论知识教学逐步实施到项目实践过程中去，有效解决了“教什么”、“怎么教”的问题，使理论知识与项目实践有机结合。

3.2 运用启发式教学，培养学生创新思维

传统的化工实践过程中通常是教师指导，学生按照固有模式进行操作，没有自己的想法也无法主动探究，这样的教学模式不利于培养学生的创新思维。当今社会发展飞速，向化工原理教学过程添加新的教学元素，培养学生创新思维是历史必然。比如：教师在理论知识和实验操作的讲解过程中，注重启发式教学，在介绍单元操作之后，找出一些现有创新型化工企业中的单元操作和工艺流程，课堂上与学生互相分享和讨论，并鼓励学生运用学过的单元操作设计一些简单的工艺流程[6]。在教学过程中，教师应充分利用书本知识，注重理论联系实际，向学生普及一些最新的科学研究成果，用最直观的实际案例，为学生提供灵感，从而推动学生创新思维的发展。

3.3 建立多样地评价体系，合理评价学生能力

化工原理教学过程中应当应用灵活的教学方式，多样且灵活的教学方式可以支持展开学生各项实践活动，鼓励他们发展多样化的经验，培养学生的综合实践能力。然而由于当前我国的评价体系过于单一，导致很多学生失去对本学科的学习兴趣，更无从谈起多元化发展。在化工原理课程的教授过程中，由于人数较多，老师很难做到对每个学生的知识掌握能力、具体实验操作能力、解决问题能力、创新能力等进行详细综合考察[7]。因此需要注重增加评价体系的多样性，将学生的自我评估、小组互评与教师认证相结合，平时讨论表现和答辩相结合、学习过程的始终伴随评估。评估的内容包括学生的知识掌握情况、问题分析能力、作业能力和文本编排能力。

3.4 强化课程设计环节，加强工程理念和综合能力的培养

CDIO教育模式要求学生在工程项目的整个生命周期中进行学习和实践。课程设计是发展学生综合利用所学工程知识分析问题和解决问题能力的一个重要因素。课程设计将最初相对孤立的理论知识联系起来，培养学生的工程远景，提高学生的工程素质和工程能力。CDIO培养大纲的最后一个要求就是学生要具有工程系统能力。化工原理课程设计是教学的最后一个环节，关于课程的设计，教师需要提供一个设计题目的思路，解释设计的重点和目的。学生选择自己感兴趣的课题进行设计，例如污水处理过程，热电厂蒸汽利用过程进行设计，设计内容包括工艺流程、主要设备及操作条件[8]。在设计组内部围绕选择的主题进行讨论，并通过查询教材和相关文献，充分利用现代信息技术去完成设计过程。在这个过程中，能够充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力。

3.5 展开互动式教学，学生养成主动学习的习惯

教与学的过程中，既要肯定教师的主导作用，也要认识到学生是学习的主体，是主动学习的人。传统教学过程只重视传授知识，单方面强调教师的作用，忽略了学生自主学习能力的发展，必然会妨碍提高学生的学习能力。"互动式"教学可培养学生的主观能动性，让学生认识到自己是学习的主人，全面参与学习过程，掌握知识并锻炼互动能力。

3.6 采用先进的现代教学手段

采用先进的现代教学手段，如多采用例如视频、动画和图片等计算机多媒体技术，可使课本中抽象的概念转化为形象逼真的具体实物，使抽象概念简单化、复杂结构真实化[9]。充分利用先进的现代教学手段在教学过程中可以达到事半功倍的效果，因此教师提升自身计算机技能应用技能也十分重要。

4 基于CDIO教育理念构建化工专业实践教学体系

4.1 注重实践，提高操作技能

化工原理在教学过程中要秉承"手脑相连，做学结合"的教学理念，教学目标是发展学生的实践技能、分析和解决问题的能力以及工程意识。这需要教师除了理论课程外，还注重化工原理的实验课程。实验课程是由教师讲授，学生在教师的指导下完成操作并分析结果的过程，学生按照固有的步骤模式按部就班地操作，无需主动的思考和探究[10]。而课堂教学和实验教学相辅相成，二者的合理融合能显著提高教学效果。实践操作课程需要完备的实践教学体系，主要包括化工设计、实验、实习、科技创新、社会实践等多种形式[11]。化工原理实验以创新的教学理念为基础，以实践教学为基础，在实验研究和工程实践发展的平台中形成一个有机整体，提高教学质量。在实验教学过程中教师灵活采用启发式、讨论式、探索式等教学方式，充分展示学生在学习中的主体地位，发展学生自主学习的习惯，让学生由单纯接受知识转变为接受与探索相结合，从基于知识的人转变为基于应用的人。

4.2 开设化工生产过程实训，提高工程实践能力

CDIO工程教育通过提供一个知识积累与探索的情境，让学生逐渐掌握抽象知识与具象产品之间的联系并加以运用，从而提升其工程能力[12]。我国目前的大学绩效评估机制主要以衡量学业成绩为基础，而具有高水平理论教育和良好实践工程经验的人员严重短缺，因此当前开设化工生产过程实训是必然趋势。学校需为学生建立化学工业实际培训基地，使学生运用所学的理论知识，真正地在实验室进行化工产品的研发，在实训基地进行化工生产，得到能够"看得见、摸得着"的化工产品[13]。

在教师的指导下，在实验室和实践课程中制备和生产化学产品，使学生真正获得解决实际化学问题的能力。通过实际生产训练，学生能够见证并学习化学产品的研发过程和生产过程，以及认识并了解各种实验室的制备仪器、分析仪器和一些常见的生产化学产品设备的结构特点，学习化学产品的使用方法、分析方法和制备过程中存在的安全问题。

4.3 鼓励学生参加化学实验竞赛，锻炼学生竞技能力

学校应组织多样的实验竞赛，加大宣传力度。教师鼓励学生参加，提升实验竞赛的参与度。通过参加各种化学实验竞赛，既可以检验学生对理论知识的掌握情况，也可使学生在不断自我检测中发展自主学习能力，并获得展示自我的成就感。在学生参加实验竞赛的过程中，学校应组织专业的指导团队和经验丰富的学生团队同参加竞赛的学生充分交流经验。比赛结束后，学生总结经验发现自身的不足。通过参加实验竞赛，学生们不仅获得了更多的基础知识，而且学习了很多解决问题的方法，同时提高了学生对工程课程的兴趣。

4.4 加强校企合作，突出教师和学生的工程素质培养

学校要加强与企业间的合作关系，学校与企业间的良好合作是实现CDIO工程教育模式的重要途径。全方位的校企合作不仅可以实现化工专业实践与科学研究、工程实际与社会应用的有机结合，而且对教师工程素质的提高有很大帮助[14]。生产实习的整个过程看起来简单，但具体操作起来却比较繁琐，因而，我们必须精心设计和认真落实生产实习的各环节，确保生产实习教学质量[15]。在每次学生进入企业之前，向学生说明实习过程中的各项安排，实习目的、实习内容和实习的总体要求，要求学生在实习过程中遵守实习纪律，按时完成实习过程。教师要向学生说明由于实习机会不多，需要珍惜实习机会。在实习过程中及时发现不足，总结经验教训。在进入公司实习前，学生需要通过各种渠道了解该公司的发展过程以及主要产品和生产过程的情况。考虑到大多数化学工厂都有高压设备和危险爆炸材料，学校需要请工程师与教师一同对学生进行安全培训，培养学生的安全意识。

5 结语

本文分析了当前我国化工原理教学现状存在的不足，在CDIO理念指导下，在更新化工原理专业理论教学方式的同时，

对实践教学环节进行了一系列改革。这对锻炼学生分析问题能力、解决问题能力和创新能力有极大的帮助。在未来，在教授化工原理的过程中，我们将继续改进和完善，从而提高学生的创新能力，培养适应新时代的人才。