化學(xué)工程與工藝特色專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探討

吳洪特，于兵川 帥 群

(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023) (長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州 434020)

化學(xué)工程與工藝特色專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探討

吳洪特，于兵川 帥 群

(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023) (長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州 434020)

結(jié)合長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)工程與工藝特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)的實(shí)際，從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)課程建設(shè)、借助先進(jìn)的教學(xué)方法和手段以及改革實(shí)踐教學(xué)體系、構(gòu)建多種平臺(tái)等方法和手段，探討了學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的方法與途徑。

化學(xué)工程與工藝；工程實(shí)踐能力；特色專(zhuān)業(yè)

工程實(shí)踐能力是工科類(lèi)學(xué)生專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的重點(diǎn)之一，也是今后從事專(zhuān)業(yè)工作的必備能力；而目前高校培養(yǎng)的畢業(yè)生比較普遍的存在理論與實(shí)踐脫節(jié)、動(dòng)手能力較差、工程能力不強(qiáng)的弱點(diǎn)。因此，如何強(qiáng)化工科學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)是目前高等教育需要解決的一個(gè)問(wèn)題[1-3]。長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)十多年建設(shè)，已建成省級(jí)品牌專(zhuān)業(yè)，是在建的國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)。下面，筆者對(duì)如何培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力進(jìn)行了積極的實(shí)踐與探討。

1 改革教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

1)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，貼近工程實(shí)際 理論教學(xué)是構(gòu)建工程實(shí)踐堅(jiān)實(shí)的理論平臺(tái)，而離開(kāi)能力的培養(yǎng)，就不能運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題[4]。化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課實(shí)踐性很強(qiáng)，而目前專(zhuān)業(yè)教材中的一些生產(chǎn)實(shí)例不是多年前的案例，就是出于技術(shù)保密，泛泛而談，如何有針對(duì)性地使學(xué)生了解更多的工程實(shí)際呢？專(zhuān)業(yè)教師就把科研成果凝練成設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，編進(jìn)《化工設(shè)計(jì)》、《化工原理課程設(shè)計(jì)》、《化工原理實(shí)驗(yàn)》教材中，把研制的工藝合成路線等科研成果編進(jìn)《精細(xì)有機(jī)合成》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材中，把校企合作企業(yè)的生產(chǎn)工藝等編進(jìn)《化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)》教材中；因此在專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)中引入了大量的化工廠生產(chǎn)實(shí)例，這些實(shí)例有的來(lái)源于學(xué)生實(shí)習(xí)的校企合作單位、教師科研或教師以前在企業(yè)的經(jīng)歷。如《化工設(shè)計(jì)》中的化工設(shè)計(jì)實(shí)例《5×104t/a合成甲醛工藝設(shè)計(jì)》，就選自學(xué)生實(shí)習(xí)的企業(yè)。從工藝參數(shù)到設(shè)備工藝計(jì)算、能量的消耗、工藝流程設(shè)計(jì)、平面布置設(shè)計(jì)等都將書(shū)本知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合講解，使學(xué)生易于理解，學(xué)生認(rèn)為抽象難懂的問(wèn)題變得真實(shí)可見(jiàn)，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，學(xué)習(xí)的興趣大增。同時(shí)在《石油煉制工程》、《精細(xì)化工工藝學(xué)》、《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》等相關(guān)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中，都注重引入了實(shí)習(xí)、科研中的生產(chǎn)實(shí)例，貼近學(xué)生知道的工程實(shí)際，讓學(xué)生明白，今天的理論教學(xué)可以用在以后的實(shí)際工作中的某些方面，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程能力具有良好效果。

2)加強(qiáng)課程建設(shè)，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng) 為了強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，加大了課程建設(shè)的力度，把《化工設(shè)計(jì)》列為核心課程，增開(kāi)了《化工過(guò)程控制與操作》仿真實(shí)驗(yàn)，提高了工程基礎(chǔ)課《化工原理》課程的理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。特別是針對(duì)《化工原理》課程特點(diǎn)，長(zhǎng)江大學(xué)化工學(xué)院化工原理教研組以體現(xiàn)化工原理理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和系統(tǒng)性為目標(biāo)，以強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力為重點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)2個(gè)教學(xué)模塊為工程實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，構(gòu)建了化工原理理論與實(shí)踐教學(xué)的完整體系；優(yōu)化后的化工原理理論與實(shí)踐教學(xué)體系，使學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力、動(dòng)手操作能力和綜合素質(zhì)大大提高，體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)踐與創(chuàng)新相結(jié)合的特點(diǎn)，強(qiáng)化了學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。

3)借鑒先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力 教師由單純的以傳授知識(shí)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力為主，注重啟發(fā)式、探討式等教學(xué)方法，在課堂教學(xué)中通過(guò)工程實(shí)際問(wèn)題引出理論知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力[5]。教學(xué)中利用大量工程實(shí)際資料，進(jìn)行典型工程、實(shí)用性案例分析，從實(shí)際工程問(wèn)題中引導(dǎo)出專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，做到理論與工程實(shí)踐密切結(jié)合。如在講解化工設(shè)備的安全設(shè)施時(shí)，學(xué)生開(kāi)始沒(méi)有概念，就從生活中引入，經(jīng)過(guò)啟發(fā)，學(xué)生知道了做飯壓力鍋的安全閥、易熔片(防爆片)的不同作用，再引導(dǎo)學(xué)生討論化工壓力設(shè)備的常用安全措施，并提出不同安全附件的使用條件。教師先提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考、討論，但不急于要學(xué)生回答和點(diǎn)評(píng)，可以安排學(xué)生查資料后，再對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出不足及改進(jìn)辦法，這樣對(duì)學(xué)生工程能力的訓(xùn)練起到良好的促進(jìn)效果。對(duì)與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的化工設(shè)備、化工管路教學(xué)，主要采用現(xiàn)代信息手段輔助教學(xué)，充分利用工廠視頻、仿真動(dòng)畫(huà)、電子模型等各種技術(shù)手段展現(xiàn)。如化工原理課程中各單元設(shè)備的工作原理、操作過(guò)程，就全部采用了動(dòng)畫(huà)演示，化工制圖教學(xué)中的管路繪制，就采用了Flash演示，使抽象的線條、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)都動(dòng)態(tài)地展示在學(xué)生面前，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生易于理解、便于記憶。教學(xué)實(shí)踐證明，工科課程的教學(xué)采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促進(jìn)學(xué)生工程思維能力，而且可以較好地培養(yǎng)了學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

2 構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系，突出工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，要求培養(yǎng)的學(xué)生在掌握基本理論、原理和方法的基礎(chǔ)上，突出培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、自我獲取知識(shí)能力和工程實(shí)踐能力。因此，對(duì)化學(xué)工程與工藝特色專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了深入研究，打破了傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式，構(gòu)建了新的工程實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，該平臺(tái)分為實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)2個(gè)模塊，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、過(guò)程控制與操作、工廠實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等5個(gè)環(huán)節(jié)。

1)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、創(chuàng)新素質(zhì)提高上面，而為了達(dá)到以上目的，首先對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)單獨(dú)設(shè)課，單獨(dú)考核成績(jī)，單獨(dú)編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)教材，增大任選實(shí)驗(yàn)和綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)比例，提高實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)。如出版的實(shí)驗(yàn)教材有《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《化工原理實(shí)驗(yàn)》等，化工原理實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由32學(xué)時(shí)增加為56學(xué)時(shí)，由此提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教師和學(xué)生心目中的地位。

2)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，開(kāi)展了計(jì)算機(jī)化工模擬計(jì)算，常用化工軟件在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，學(xué)生通過(guò)查閱資料、選擇設(shè)計(jì)參數(shù)、利用所學(xué)的理論知識(shí)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)安全等角度綜合考慮工程問(wèn)題，最后對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。開(kāi)設(shè)了《化工原理課程設(shè)計(jì)》、《化工機(jī)械設(shè)備課程設(shè)計(jì)》、《化工制圖-AutoCAD課程設(shè)計(jì)》、《化工設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等，特別是化工設(shè)計(jì)課程課計(jì)，涉及多門(mén)專(zhuān)業(yè)課，包括了物熱衡算、設(shè)備計(jì)算、管道安裝、工藝設(shè)計(jì)等知識(shí)，并需以實(shí)際生產(chǎn)裝置作模擬對(duì)象，繪制設(shè)備工藝圖(或裝配圖)、帶控制點(diǎn)工藝流程圖、車(chē)間布置圖，能使學(xué)生在設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、化工生產(chǎn)過(guò)程控制等方面的能力得到提高，將不同專(zhuān)業(yè)課程中學(xué)到的知識(shí)綜合化、系統(tǒng)化。

3)過(guò)程控制與操作 過(guò)程控制與操作教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)計(jì)劃安排在化工設(shè)計(jì)課程后，工廠實(shí)習(xí)前進(jìn)行，是一門(mén)新增的課程?；み^(guò)程操作與控制能力是目前大學(xué)畢業(yè)生的軟肋。學(xué)生往往遇到生產(chǎn)實(shí)際裝置就一頭霧水，學(xué)到的單元操作不能有效的進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，為此增開(kāi)了化工過(guò)程與控制操作的仿真實(shí)訓(xùn)，并列入人才培養(yǎng)方案，24學(xué)時(shí)。學(xué)生通過(guò)PS(Personal Simulator)仿真軟件知道了化工過(guò)程隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律，親自動(dòng)手進(jìn)行化工生產(chǎn)全工況操作，而不是實(shí)驗(yàn)時(shí)的單一設(shè)備、單一過(guò)程的訓(xùn)練，是各單元過(guò)程的不同組合。學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手模擬開(kāi)車(chē)、停車(chē)和典型事故處理，訓(xùn)練學(xué)生過(guò)程操作技能，解決學(xué)生下廠實(shí)習(xí)“只許看，不準(zhǔn)動(dòng)”的難題，提高了理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；同時(shí)通過(guò)裝置流程了解石油、化工過(guò)程的工藝流程和過(guò)程控制系統(tǒng)知識(shí)，學(xué)會(huì)工業(yè)調(diào)節(jié)器的使用、參數(shù)調(diào)整，復(fù)雜控制系統(tǒng)的投運(yùn)方法[6]；通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)了解事故動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的特性，理解事故工況下的安全處理方法、安全保護(hù)控制系統(tǒng)的作用原理，也可以通過(guò)仿真操作從動(dòng)態(tài)模擬軟件中獲取工業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行化工概念設(shè)計(jì)。

4)工廠實(shí)習(xí) 專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)與提高學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，它是一種工程訓(xùn)練與研究性學(xué)習(xí)[7]。提高這一環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，一方面要建立符合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的實(shí)踐教學(xué)基地，選擇具有先進(jìn)的、代表性的化工生產(chǎn)裝置，另一方面是聘請(qǐng)實(shí)習(xí)企業(yè)的工程技術(shù)人員做校外指導(dǎo)老師，對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)指導(dǎo)，使學(xué)生較全面地了解化工基本理論在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，明確理論與實(shí)踐的轉(zhuǎn)化過(guò)程，提高工程意識(shí)。經(jīng)過(guò)多方努力，我院目前主要的教學(xué)實(shí)習(xí)基地有荊門(mén)石油化工總廠、湖北宜化有限公司、沙隆達(dá)化工股份有限公司、荊州市江漢精細(xì)化工公司和荊州市隆華化工股份有限公司等。荊門(mén)石化、湖北宜化、沙隆達(dá)均為大型綜合性化工企業(yè)，江漢精細(xì)、隆華化工為精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)，均為學(xué)生實(shí)習(xí)創(chuàng)造了良好的條件[8]。為了提高專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)質(zhì)量，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師還與實(shí)習(xí)企業(yè)一同編寫(xiě)了以實(shí)習(xí)基地生產(chǎn)工藝為主要內(nèi)容的《化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)》教材，供學(xué)生實(shí)習(xí)使用。

5)畢業(yè)設(shè)計(jì) 對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)盡量采取真題真做，設(shè)計(jì)題目與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合、論文與科研課題相結(jié)合，校內(nèi)指導(dǎo)老師與企業(yè)技術(shù)人員(高級(jí)工程師兼任)相結(jié)合的“3個(gè)結(jié)合”原則進(jìn)行，多數(shù)學(xué)生的選題緊密結(jié)合生產(chǎn)、科研實(shí)際，這樣學(xué)生處于真實(shí)的科研、生產(chǎn)環(huán)境中，更能全方位鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合工程能力。例如2009屆化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)有畢業(yè)生162人，其中有90人做畢業(yè)設(shè)計(jì)，占總?cè)藬?shù)的55.5%，來(lái)自石油、化工相關(guān)行業(yè)的真題占54.7%，生產(chǎn)、社會(huì)實(shí)踐的占44.1%。

3 構(gòu)建多種平臺(tái)，提高工程實(shí)踐能力培養(yǎng)

依托化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院省級(jí)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、湖北省中小企業(yè)共性技術(shù)石化及環(huán)境工程研發(fā)推廣中心等平臺(tái)，將特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)與石油、石化行業(yè)合作優(yōu)勢(shì)結(jié)合，選擇有興趣的學(xué)生積極參與教師的科研項(xiàng)目，培養(yǎng)其工程動(dòng)手能力；與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，建立更多、更適宜的產(chǎn)學(xué)研基地，這不僅僅促進(jìn)特色專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，而且學(xué)生參與其中，工程素質(zhì)得到培養(yǎng)，工程實(shí)踐能力得到提高[9]；開(kāi)展第二課堂，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加課程科技活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新大賽、化工設(shè)計(jì)大賽，第二課堂注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用，提高動(dòng)手能力、分析解決問(wèn)題的能力及社會(huì)活動(dòng)能力，在大賽中鍛煉學(xué)生的工程能力。

4 結(jié) 語(yǔ)

特色專(zhuān)業(yè)的建設(shè)，對(duì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)提出了更高的要求。在課程體系、教學(xué)內(nèi)容中體現(xiàn)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，在專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中突出工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，逐步實(shí)施教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新，建立新的工程實(shí)踐教學(xué)課程體系，解決目前存在的工程訓(xùn)練與工程能力培養(yǎng)不足的問(wèn)題，仍任重道遠(yuǎn)。

[1]傅宇. 高等工程教育的工程能力結(jié)構(gòu)及其培養(yǎng)途徑[J]. 理工高教研究, 2006, 25(3): 79-80.

[2]時(shí)銘顯. 高等工程教育必須回歸工程和實(shí)踐[J]. 中國(guó)高等教育, 2002 (2): 14-16.

[3]何峰, 謝峻林. 我國(guó)工科大學(xué)生的工程能力培養(yǎng)思考[J]. 中國(guó)教育與研究, 2010, 22(5): 17-18.

[4]張珩, 楊藝虹, 王存文. 工程能力培養(yǎng)中實(shí)踐的理論教學(xué)與畢業(yè)實(shí)踐雙支撐教學(xué)模式的構(gòu)建[J]. 化工高等教育, 2010(2): 45-48.

[5]周敏,王維慧,曾濤，等. 加強(qiáng)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè) 培養(yǎng)學(xué)生工程能力[J]. 大眾科技, 2010(12): 137,147.

[6]吳洪特, 甘光奉, 胡達(dá)，等. 獨(dú)立學(xué)院化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索[J]. 科技信息(科學(xué)教研), 2008(4): 4-5.

[7]陳有雙. 化工專(zhuān)業(yè)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的策略[J]. 廣西輕工業(yè), 2009(9): 151-152.

[8]吳洪特, 付家新, 尹先清. 探索化工專(zhuān)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力[J]. 成都大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版), 2008，22(6): 71-72.

[9]尹先清,付家新,梅平，等.化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)改革初探[J].化工高等教育,2006(2):38-39,97.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.059

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16731409(2012)11N17903