董丽娟，毕丽君，张鸿发，田迪英
（浙江工商大学食品与生物工程学院，浙江杭州310018）
为促进高等院校专业建设，使工程类学生与国际接轨，教育部依“国际实质等效性”原则制定了工程认证标准，建立了相应的认证体系开展专业认证工作。经过几年实践，其认同度不断提高，受到越来越多高校的欢迎和重视，已逐渐形成了用专业认证来指导专业建设的格局。工程专业认证的理念是“以学生为中心，以产出为导向，持续改进”。这意味着教学不能仅局限于师生之间的“自我评价”，更应关注社会的认可度，注重“社会评价”，应以专业“产出”评判专业人才培养。这对于激励学生学习、促进教师改进教学方法和提高工程人才培养水平具有重要作用。
“物理化学实验”是化工、制药、食品、环境、材料等工程类专业开设的一门必修课，是深入研究物质性质、物质变化规律的一门学科。目前由于招生规模扩大且传统的教育内容、方法有一定局限性，导致学生在知识应用、解决实际工程问题上有所欠缺，教学改革势在必行。
以往物化实验的教学内容主要依据市面上现有的教材；
教学方式以教师为中心，由教师提前配制试剂、调试仪器，对实验原理、步骤、注意事项等进行详细讲解，再由学生操作完成相应实验和报告。我们在批改报告中发现：学生只是“做”了实验，实验中出现的现象、问题只能作表观分析，且观点较为主观，如我没做到什么，仪器存在什么问题等，根本不会结合实验获得的数据做针对性分析；
有的学生索性把老师上课讲过的可能对结果有影响的所有因素，不管自己的实验现象、数据中是否存在都一一罗列，通过实验发现、分析、解决问题的目的成为空谈。因此，积极开展工程专业认证下的教学改革，提高工程教育水平，培养高素质的工程人才已成为我们当前急需研究并加以解决的课题。
2.1 以需求为导向，优化实验课程体系设置
根据工程教育专业认证理念，要求学生化被动为主动，在理论知识点、方法和技能上具有综合性，能够以实际工程问题为导向开设实验，而不只是局限于课本内容。基于此，本实验修订了针对食品工程专业的基础实验、综合实验、自主创新性和研究性实验相结合的多层次实验教学体系。
2.2 丰富实验教学手段
2.2.1 以需求为导向，引入“问题为核心”的探究式教学
基础实验主要培养学生的实验习惯、操作规范、数据记录规范等基本实验素养。为激发学生的兴趣，增加其主动性，允许学生带自己感兴趣的试样进实验室，测粘度、燃烧热等；
综合实验体现学科间的交融，主要培养学生研究性学习习惯及创新性思维。为了引发学生思考，引入“问题为核心”的探究式教学，引导学生通过所学的理论与实践分析问题、解决问题，如皂化反应速率常数的测定，引导学生思考除书本上的电导法外，让他们结合学过的无机化学、有机化学、分析化学理论及实验思考还可通过哪些物理量来测定？这个速率常数除了受温度影响，还受哪些因素影响？通过电位法测茶叶中的咖啡因，液相色谱法测胶丸V等研究课题，激发学生查阅文献、独立设计实验、解决实验中发现新问题的能力，进而提高学生的创新能力和科研素质，达到“学以致用”的教学效果。
2.2.2 实施“主体-主导相结合”的课堂实验教学模式
工程认证背景下强调实践能力，为了达到预期的效果，依据物化实验特点（知识面宽、理论性强、仪器原理复杂），改变授课方式，鼓励学生探索、创新，设计出“微课-翻转-实验探究-评讨结合”的“主体-主导相结合”的实验教学模式（见图1）。
图1 物化实验“主体-主导相结合”的实验教学模式
教师将相关实验知识以微课视频方式借助网络平台共享给学生，学生通过自学设计实验初步方案后，由教师组织探讨进行知识内化，优化实验方案，组织学生完成实验操作。为了更好地培养学生实验探究能力，对于综合性、研究性实验，教师会在实验操作完成后再次召集学生进行探讨：实验过程中现象、数据的质疑，成败原因的总结，改进的可能性。在此基础上设计出实验最佳方案并进一步实施。在教师引导下，让学生成为主角。
该模式实施后大大激发了学生的学习兴趣。为了深层次了解实验的背景、意义，他们除了从老师提供的微课平台获取知识点，还去相关网络平台、图书馆查阅资料，设计实验方案、预设实验中可能出现的问题及解决方法，进一步发挥学生的潜能。为了能更好地展示自己，学生还主动找老师沟通，进行模拟演讲，也增加了老师对学生的了解。通过课堂探讨不仅发挥了学生的口才，增加了学生间的交流了解，也促进了学生组织能力、思维能力的提高。
2.2.3 探索“虚-实相结合”的教学模式
与其他化学实验相比，物化实验具有理论性强，每套仪器的测量技术都建立在完整的化学原理和理论基础之上，仪器操作较为复杂，数据处理需借助相关实验仪器和软件完成。如燃烧热测定实验，要求体系在绝热条件下测定热值，对学生而言，仅通过书本的预习对实验环境、测量体系缺乏形象感，示教时，学生人数多，仪器视野范围较小，不能保证每位学生都能清晰观摩。虚拟仿真技术通过大量图像信息，模拟了测定时的环境、体系，展示了称量、压片、安装、测定、校正等实验过程，为学生提供了强烈真实的感观体验，增强学生对燃烧热测定原理、方法、仪器、操作等知识点的认知，使其更具现实感、系统性，也为后续进入专业领域测营养成分的热值，确定营养配方打下扎实的基础。仿真遵循“虚实结合、互为补充”的原则，学生通过虚实结合，掌握了实验的关键，在实际操作时因清楚各步的关键，继而提高实验的成功率，激发学生学习的兴趣和潜能，提高其解决问题、分析问题、创新创造的能力，以此强化了学生预习、复习等自主学习过程，提高了学生学习的自觉性，真实地贯彻了工程教育专业认证的理念。
考核是检验教学质量、调整教学计划的重要依据。完善的实验考核标准，既能体现教学效果的好坏，又能调动学生的实验积极性。以往实验的考核方法大多依据学生的实验报告、实验结束后的理论、操作考试来评判，实验报告难以全面体现实验过程中的技术手段、解决问题的能力，且抄袭现象时有发生，理论、操作考试对擅长应试的同学来说比较有利。为了能全面客观地反映学生的实验水平，调动其实验积极性，我们对考核标准进行了修订：将实验考核分为五大模块：基础模块包含实验预习、课堂纪律、操作和结果记录以及实验报告的规范性；
综合实验模块包含文献查阅与应用、设计方案、课堂阐述、实验操作及数据记录的规范性、数据处理及分析探讨的深入性；
研究性实验模块除上述要求外还应包含论文书写、科学作风；
实验理论考核模块减少记忆性客观题的比重，加入开放性试题和案例，考查学生对已学知识的综合运用、解决问题、自主创新的能力；
操作考试模块弱化考核的内容，强化操作的规范性、准确性。
实验是培养人才的重要教学环节。上述改革受到了学生良好的反馈：从开学初第一次课的被动、茫然到中期积极地查阅文献，进行仿真实验，设计实验方案，主动和老师探讨实验过程，到学期末能完成一篇研究性的小论文，主动联系老师希望加入竞赛团队，激发了学生对实验的兴趣，由“被动”转为“主动”。为更好地发挥物化实验在培养工程型人才中的作用，我们将继续探索，深刻理解工程教育专业认证的培养理念，并持续改进。
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