工程教育认证背景下《化工安...与环境保护》课程改革与实践_张贺新.pdf

第 51 卷第 3 期2023 年 2 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.3Mar.2023工程教育认证背景下 化工安全与环境保护课程改革与实践张贺新,夏友谊,杨建国,杨建明,万玉保,林 鹏,高 宏,叶明富(安徽工业大学化学与化工学院,安徽 马鞍山 243002)摘 要:工程教育认证体系是目前国际认可度最高的工程师资格和工程教育国际互认制度,是实现国内外高校工科教育水准实质等效的重要基础。在该制度下,专业课程如何实现 OBE(成果导向)的教学理念成为当今各个高校教师的关注热点。同时,工程教育认证的十二项毕业要求中有 3 项毕业要求(毕业要求 3,6,7)涉及到了化工安全与环境、社会的可持续发展。有鉴于此,本论文以高分子材料与工程专业的 化工安全与环境保护 课程的教学改革为例,介绍了笔者在课堂教学方法及考核方式等方面的见解以及相关探索,用以支撑工程教育认证对化工安全与环境、社会的可持续发展要求。关键词:工程教育认证;高分子材料与工程;化工安全与环境保护中图分类号:G642.0 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)03-0234-03 基金项目:安徽高校省级教学研究项目(2020jyxm0216、2019jyxm0154);安徽工业大学校级教育教学研究项目(2020jy25、2020jy36);安徽高校校企合作实践教育基地(2020sjjd017);安徽高校高分子物理 MOOC(2019mooc119);安徽省教学示范课(皖教秘高2020165 号);安徽工业大学课程思政建设项目(2020 xkcsz018)。通讯作者:夏友谊。Curriculum Reform and Practice on Chemical Safety and EnvironmentalProtection under the Background of Engineering Education AccreditationZHANG He-xin,XIA You-yi,YANG Jian-guo,YANG Jian-ming,WAN Yu-bao,LIN Peng,GAO Hong,YE Ming-fu(School of Chemical and Engineering,Anhui University of Technology,Anhui Maanshan 243002,China)Abstract:Engineering Education Accreditation is currently the highest internationally recognized engineerqualification and international mutual recognition system for engineering education,and is an important foundation forrealizing the substantial equivalence of engineering education standards in domestic and foreign universities.Under thissystem,how to realize OBE(outcome-based education)concept of courses has become a hot spot for teachers in variouscolleges and universities today.At the same time,three of the twelve graduation requirements for Engineering EducationCertification(graduation requirements 3,6,7)involve chemical safety and the sustainable development of theenvironment and society.In view of this,the teaching reform on Chemical Safety and Environmental Protection course forthe department of Polymer Materials and Engineering was taken as an example to introduce the authors insights andexplorations in classroom teaching methods and assessment methods was related to support Engineering EducationAccreditation requiring the sustainable development of chemical industry safety and the environment and society.Key words:Engineering Education Accreditation;polymer materials and engineering;Chemical Safety andEnvironmental Protection1 工程教育认证背景及历史沿革作为目前国际认可度最高的工程教育专业认证,其最先起源于美国的医学领域,由美国医学协会建立的医学教育和医院委员会发起,用于抵制医学行业的低质量专业教育,有效的保证了人才培养的质量,并逐步向其他专业领域进行扩展1。经过五年的探索,于 1989 年,美国、英国、加拿大等六个国家的民间工程专业团队共同发起和签署了 华盛顿协议,开始在国际上进行工程专业本科学历的资格互认。经历了 100 余年的发展与探索,工程教育认证已经成为全球高等工程教育质量保障的重要机制2。我国的工程教育认证起步相对较晚,1992 年清华大学、同济大学、天津大学和东南大学等四所高校开始进行试点,至1998 年,已经对二十一所高校的土木工程专业进行了专业教育认证的评估,随后我国的专业工程教育认证范围不断扩大,并于 2013 年成为 华盛顿协议 的预备成员。经历了三年的不断探索和持续改进,顺利的通过了 华盛顿协议 组织的考察,于2016 年6 月在国际工程联盟大会上获得了全票通过,正第 51 卷第 3 期张贺新,等:工程教育认证背景下 化工安全与环境保护 课程改革与实践235 式成为 华盛顿协议 的成员2-3。工程教育专业认证现已经成为国际上通行的教育质量保障制度,也是实现各国工程教育类专业的一种国际互认和工程师资格的国际互认重要基础制度。在化学及相关专业认证中,化工安全与环境保护课程的开设具有独特而不可替代的功能和作用,特别是工程教育认证的十二项毕业要求中的毕业要求 3-设计/开发解决方案(在考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素前提下,能够设计针对高分子材料领域复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识)。毕业要求 6-工程与社会(能够基于工程相关背景知识进行合理分析、评价高分子材料工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任)。毕业要求 7-环境和可持续发展(在解决高分子材料领域复杂工程问题中,能够理解和评价专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响中均涉及的安全问题与环境、社会可持续发展的要求)。因此,开设化工安全与环境保护课程也是达到工程教育专业认证的一个重要支撑。目前,工程教育专业认证体系已经在我国各大高校和专业得以快速传播并得到广泛认可,背后也体现出我国正全力推进工业化升级和改造,大力培养大量高水平、高素养、奋斗创新型人才,建设创新型驱动国家。这也是在经济全球化和众多全球化大势下,我国及时大力推动高等工程教育改革、建立与国际标准相适应的且可等效化的标准体系的必经之路,并且这也是众多高校和工程专业对“中国制造 2025”发展战略的快速响应的体现4-5。2 本校高分子材料与工程专业工程教育认证工程教育专业认证主要遵循以下三个核心理念:“以学生为中心”、“成果导向”和“持续改进”。至今,专业认证的三大核心理念已在国内高校的实践中得到了广泛的认可,但工程教育专业认证的课程建设中的若干关键性问题还需要进一步研究解决,例如:专业毕业要求的制定、课程目标的设计、面向产出的课程考核环节的设计,以及相关的评价标准等。2015 年起,安徽工业大学高分子材料与工程专业开始准备进行工程教育认证,对课程培养方案、毕业要求、课程体系设置、课程目标的设定、面向产出的课程教学方法、考核细则等进行了系统的设置与修订,经过四次的申请,于 2020 年获得受理,工程教育认证专家顺利进校考察。根据工程教育认证中提出的毕业要求模版,本专业设置了十二项毕业要求,其中十二项毕业要求中有 3 项毕业要求(毕业要求 3,6,7)涉及到了化工安全与环境、社会的可持续发展。有鉴于此,为了使学生满足工程教育认证十二项毕业要求中对安全、环保及法律相关的需求,本专业专门开设了 化工安全与环境保护 课程,主要讲解化工危险物质、燃烧与爆炸、防火防爆措施、压力容器安全、职业卫生和环境保护等相关知识,阐述化工生产过程中所涉及的化学物质的分类,特别是针对高分子材料领域所涉及的单体、催化剂、溶剂等的相关危险性及对环境、健康、社会的危害性进行了系统的介绍,并对燃烧与爆炸、压力容器(聚合反应釜等)安全进行了系统的讲解。同时,笔者根据之前进行的烯烃连续聚合中试装置的搭建经验,以及聚合中试装置搭建过程、开车过程中保存的相关图片、视频资料进行讲述,将装置搭建过程涉及的安全注意事项、反应釜的选型、安全阀的选型、压力表的选型等设计理念进行分类讲述,并与教材相关章节进行合理的对接,注重学生能力的培养,使学生能够对化工生产过程中化学品、反应设备的安全性及合法性进行客观的分析和评价。在该课程的最后一章,主要介绍了环境保护的重要性,讲解高分子材料及制品的产品周期、对环境的影响,并以实例论述高分子材料的绿色可持续发展方向。根据本课程科学性与实践性相结合的特点,本课程基于高分子材料实际生产中经济、安全、环境等问题,以实际生产项目为实例进行系统讲解,使学生在理论知识学习的同时,提升其实际应用能力。为了使学生能够形成良好的高分子化工安全意识和提升综合设计及解决复杂工程问题能力,这门课在教学模式上进行了改革与探索,开展了多元化的教学方法,充分地激发学生的兴趣和促进对已有知识体系的优化重组。3化工安全与环境保护 课程教学改革笔者对 化工安全与环境保护 课程教学进行的系统改革,具体措施如下:3.1 教学内容的更新传统的教学通常局限于课本上的知识点,教师照本宣科,整个课程下来学生仅仅为了考试而学习,思维也集中于课程的相关知识点,阻碍了学生的创新思维能力的发展,也难以符合工程教育认证对工科学生的要求。有鉴于此,本课程脱离了教材的束缚,教学内容来自于国内外期刊论文、高校及科研院所研究生的毕业论文、教师的科研项目、教师的工程实践经验以及网络视频资源,并与教材中相关章节进行有效的衔接,分门类进行讲述,设计出面向产出的课程教学环节。3.2 教学方法的改革本课程在教学方法上采用了多媒体授课,课程采用启发式、问题式的教学方法,基于笔者多年的项目实际经验进行讲授,提升学生对 化工安全与环境保护 课程重要性的认识,并能够分析和评价高分子材料在生产过程中可能发生的安全性问题,以及事故发生后对社会、健康、安全、法律及文化的影响,以及这些制约因素对项目实施的影响,并提出可能的解决方案。以本课程第一堂课为例,笔者首先以个人发生安全事故出发,让学生充分发挥自己的想象,从亲人、朋友等对自己发生事故后的处境和心理。并以国内某公司董事长的示例去世的新闻作为示