化學(xué)工程與工藝專業(yè)在基于“卓越工程師”工程能力培養(yǎng)過程中的教學(xué)改革探索

魯 彥，陳桂娥，毛海舫

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，工程創(chuàng)新學(xué)院，上海 201418；2.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，化工學(xué)院，上海 201418)

化學(xué)工程與工藝專業(yè)在基于“卓越工程師”工程能力培養(yǎng)過程中的教學(xué)改革探索

魯 彥1，陳桂娥2，毛海舫2

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，工程創(chuàng)新學(xué)院，上海 201418；2.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，化工學(xué)院，上海 201418)

以上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教學(xué)改革為例，介紹了其在卓越化工工程師的培養(yǎng)過程中，基于對(duì)國(guó)內(nèi)外兄弟院校、用人企業(yè)和本專業(yè)畢業(yè)生進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，貫徹強(qiáng)化工程能力教育理念，對(duì)原有課程培養(yǎng)體系進(jìn)行了重組和優(yōu)化。同時(shí)在教學(xué)實(shí)踐過程中，通過建設(shè)多種仿真和真實(shí)工程環(huán)境的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，開展校企合作課程建設(shè)等多種現(xiàn)代化的教學(xué)方式和教學(xué)手段，貫徹落實(shí)"面向卓越工程師"的實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)，初步取得了良好效果。

卓越工程師；化工專業(yè)；工程能力；培養(yǎng)方案；教學(xué)改革

當(dāng)前，以石化工業(yè)為代表的化學(xué)工業(yè)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱產(chǎn)業(yè)，然而化工科技的進(jìn)一步發(fā)展面臨的最大問題仍然是科技創(chuàng)新不足，發(fā)明專利少，成果產(chǎn)業(yè)化率低，這顯然成為了制約化學(xué)工業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸，因此對(duì)當(dāng)前高等化工教育的改革刻不容緩，化工行業(yè)對(duì)人才的需求已從傳統(tǒng)的單一專業(yè)向高技能、"寬口徑"復(fù)合型方向快速轉(zhuǎn)變[1-2]。

基于此，教育部于2010年6月23日正式啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)試點(diǎn)，其核心在于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。我校的化工專業(yè)有幸進(jìn)入了教育部第二批卓越計(jì)劃實(shí)施專業(yè)，并于2011年招收了首屆卓越班學(xué)生，開始在"卓越一線化工工程師"的培養(yǎng)過程中進(jìn)行了大膽的探索和嘗試，在對(duì)化工行業(yè)、企業(yè)以及卓越計(jì)劃兄弟院校進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)教育部頒布的卓越工程師教育培養(yǎng)通用標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)人才需求和學(xué)校的“應(yīng)用型”辦學(xué)定位，制定了學(xué)?；I(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，全面修訂了化工專業(yè)培養(yǎng)方案。按照“3+1”模式進(jìn)行了課程整合，優(yōu)化了課程設(shè)置，通過開展校內(nèi)外實(shí)踐基地建設(shè)、校企合作課程建設(shè)等措施，改革教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法和手段，著力構(gòu)建工程能力培養(yǎng)體系。

1 構(gòu)建工程能力培養(yǎng)的課程體系

卓越化工工程師人才的培養(yǎng)應(yīng)本著知識(shí)、能力和素質(zhì)三位一體的人才培養(yǎng)模式原則來進(jìn)行[3]。我們?cè)谛抻喺n程培養(yǎng)體系的過程中，貫徹工程能力培養(yǎng)理念，打破原有的公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的界限，以實(shí)踐教學(xué)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容重新整合，以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力為引領(lǐng)，建立公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課融合貫通的專業(yè)核心課程群，設(shè)置了“英語能力”、“計(jì)算機(jī)能力”、“實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?、“工程?shí)踐與設(shè)計(jì)能力”等工程能力培養(yǎng)課程模塊。在新的專業(yè)課程體系中，以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力為核心，課程作為載體，服務(wù)于學(xué)生能力的提高。

例如，在“英語能力”部分除一系列通用學(xué)術(shù)英語課程群外，還設(shè)置了雙語教學(xué)的“化工經(jīng)濟(jì)分析”、“分離工程”、“外教學(xué)科前沿學(xué)術(shù)講座”等專業(yè)課程。

在“計(jì)算機(jī)能力”部分除了通用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類課程外，設(shè)置了緊密結(jié)合專業(yè)應(yīng)用的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(Origin)”、“化工工程制圖(含CAD)”、“現(xiàn)代化工控制系統(tǒng)(DCS)”、“化工過程模擬(Aspen、SP3D)”、“化工過程模擬案例研究(Aspen、SP3D)”等應(yīng)用型課程。

在“實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α焙汀肮こ虒?shí)踐與設(shè)計(jì)能力”模塊課程中我們通過狠抓實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，凸顯對(duì)學(xué)生的工程能力培養(yǎng)。在課程設(shè)置上除了四大化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、“化工原理實(shí)驗(yàn)”、“化學(xué)工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)”等校內(nèi)基礎(chǔ)課程以外，以更多的學(xué)時(shí)用在“工程實(shí)訓(xùn)”、“化學(xué)工藝查定與優(yōu)化”、“化學(xué)工藝流程測(cè)繪”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”等校企合作實(shí)訓(xùn)課程。目前全部的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)已達(dá)到55學(xué)分，并按照基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)多層次進(jìn)行建設(shè)。

2 將工程能力培養(yǎng)貫穿于整個(gè)課程教學(xué)過程

我?；I(yè)在進(jìn)行課程體系改革的同時(shí)，對(duì)用人單位和本專業(yè)往屆畢業(yè)生進(jìn)行了廣泛的問卷調(diào)查。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，我們?cè)谧⒅刂R(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性、邏輯性和知識(shí)點(diǎn)布局全面性的同時(shí)，更加注重體現(xiàn)"工程實(shí)用性"，進(jìn)而對(duì)課程體系進(jìn)行了進(jìn)一步的整合和優(yōu)化。

在整合過程中我們特別注意改變的是由于過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的課程設(shè)置過細(xì)、過多和缺乏整體性的狀況；避免課程內(nèi)容的脫節(jié)和交叉重復(fù)，精簡(jiǎn)課程門類，從而突出知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性、邏輯性和知識(shí)點(diǎn)布局的全面性，實(shí)現(xiàn)課程體系的整體優(yōu)化。

例如，作為公共基礎(chǔ)課的英語課程群，除了兼顧通識(shí)教育與文化素質(zhì)教育以外，還與化工專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，開展了初、中、高級(jí)通用學(xué)術(shù)英語課程，以及滲透了專業(yè)文獻(xiàn)的專門學(xué)術(shù)英語等課程。

又如，作為化工專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，原有的“化學(xué)分析”和“儀器分析”兩門共計(jì)88學(xué)時(shí)的課程目前通過整合重組成形成了一門新的48學(xué)時(shí)的“分析化學(xué)”課程。在課程內(nèi)容的安排上弱化了繁瑣的公式推導(dǎo)，突出了針對(duì)分析對(duì)象的實(shí)用案例分析方法，以更精簡(jiǎn)的學(xué)時(shí)，更貼近化工現(xiàn)場(chǎng)分析的案例進(jìn)行教學(xué)，獲得了學(xué)生的廣泛好評(píng)。更重要的是，在最短的學(xué)時(shí)內(nèi)更高效率地培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

在工程能力培養(yǎng)的教改過程中，除了對(duì)課程體系本身進(jìn)行優(yōu)化，我們還在教學(xué)方式上，把凸顯工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的"校企合作"模式作為目前大力提倡的人才培養(yǎng)模式[4]，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生培養(yǎng)、就業(yè)及企業(yè)人力資源選拔的有機(jī)結(jié)合。目前已簽約的實(shí)踐教學(xué)基地包括：上海華誼(集團(tuán))公司、中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(上海高校示范性校外實(shí)習(xí)基地)和上海醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司(已簽約國(guó)家級(jí)實(shí)踐教學(xué)基地)等八家大型企業(yè)。除了實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際外，在理論課堂方面也大膽嘗試，與上海醫(yī)藥集團(tuán)等開展了多門請(qǐng)企業(yè)專家進(jìn)課堂的校企共建課程。目前除實(shí)踐教學(xué)外，我們?cè)谛滦抻喌娜瞬排囵B(yǎng)方案中新增加了8門校企合作理論課程。

與此同時(shí)還進(jìn)一步加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，目前建有作為"上海市示范性實(shí)驗(yàn)中心"的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、化工原理實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)中心、校內(nèi)化工實(shí)訓(xùn)基地(擁有完備的乙酸乙酯生產(chǎn)線以及精餾實(shí)訓(xùn)裝置等)、擁有化工專業(yè)與其它多學(xué)科交叉融合的可視化教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以及應(yīng)用催化研究所。我們通過開放實(shí)驗(yàn)室的形式，推進(jìn)大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽、科技創(chuàng)作和相關(guān)社團(tuán)活動(dòng)來進(jìn)一步強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用和工程創(chuàng)新能力。目前已在卓越班內(nèi)形成濃厚的科創(chuàng)氛圍，各類已立項(xiàng)的校內(nèi)外科技創(chuàng)新項(xiàng)目的學(xué)生參與率超過了70%。

3 將現(xiàn)代化教學(xué)手段引入實(shí)踐教學(xué)

除了校外實(shí)踐環(huán)節(jié)，在校內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)部分我們亦做了大膽嘗試，探索如何讓學(xué)生從“看”、“聽”轉(zhuǎn)向?yàn)椤皠?dòng)手”，嘗試完成以“教師為中心，向以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變”[5-7]。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，加強(qiáng)校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)是解決問題的重要舉措。為配合理論教學(xué)我們又新建了3個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，可承擔(dān)化工單元實(shí)習(xí)仿真，如石油常減壓蒸餾仿真操作、石油常減壓蒸餾3D版DCS仿真操作、零排放熱態(tài)循環(huán)乙酸乙酯生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)裝置、化工常減壓煉油工段仿真、化工常減壓3D大仿真、聚丙烯仿真等多項(xiàng)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，展現(xiàn)了良好的仿真智能效果，大大提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

我們的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)力求體現(xiàn)的是教、學(xué)、做一體化特色?！皢卧僮鳌笔腔どa(chǎn)的基礎(chǔ)，是從各種工藝中抽象出來的共有特性，因此，加強(qiáng)“單元操作”理論和技能的訓(xùn)練，掌握重要的理論基礎(chǔ)和基本技能，對(duì)于化工人才的培養(yǎng)十分重要?！皢卧僮鳌崩碚摵图寄艿挠?xùn)練除了在課堂和一般的單元仿真、單元實(shí)驗(yàn)裝置上練習(xí)外，關(guān)鍵是還實(shí)現(xiàn)了能在校內(nèi)工程訓(xùn)練館的真實(shí)裝置上進(jìn)行訓(xùn)練。傳統(tǒng)的"單元操作"通常是在比例縮小的實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行，學(xué)生雖然可以實(shí)際動(dòng)手，但沒有真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感。為此，我們建設(shè)了真實(shí)大小，且能夠真實(shí)操作的透明的單元實(shí)訓(xùn)裝置，可以讓學(xué)生直接觀察到設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作過程，還可以進(jìn)行操作、拆卸、裝配和試運(yùn)轉(zhuǎn)等訓(xùn)練。

建設(shè)現(xiàn)代化的、場(chǎng)景化的在線仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)室，使我們目前實(shí)現(xiàn)了由"單元仿真“擴(kuò)展到”裝置仿真"再到"前廠后室"的"在線可視化系統(tǒng)仿真"。這種仿真教學(xué)系統(tǒng)與普通仿真教學(xué)的本質(zhì)區(qū)別是系統(tǒng)可以與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作相連，直接從生產(chǎn)裝置單向采集真實(shí)數(shù)據(jù)供學(xué)生全流程仿真操作練習(xí)，并將操作結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)行對(duì)照比較，訓(xùn)練熟練后就可直接上裝置操作。在目前的實(shí)踐教學(xué)運(yùn)行過程中，獲得了師生的廣泛好評(píng)。

[1] 朱慶英，王春花，解 芳.化工專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J].廣東化工, 2010(12): 159.

[2] 林 健.注重卓越工程教育本質(zhì)創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式[J].國(guó)高等教育, 2011(6):19-21.

[3] 趙 紅，趙立民，姚華剛，等.基于“卓越計(jì)劃”的應(yīng)用型化學(xué)化工類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建與實(shí)踐[J].廣東化工，2013,40:162-163.

[4] 馮 建，楊睿宇，熊 偉，等.應(yīng)用型化學(xué)化工類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的初步研究與實(shí)踐[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2011(14): 183-185.

[5] 顏黎光，薛健飛.基于CDIO理念的雙校園石化人才培養(yǎng)實(shí)踐探索[J].和田師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011(1):66-67.

[6] 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案再研究[J].高等工程教育研究, 2011(4):10-17.

[7] 林 健.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究,2011(5):1-9.

(本文文獻(xiàn)格式：魯 彥，陳桂娥，毛海舫.化學(xué)工程與工藝專業(yè)在基于"卓越工程師"工程能力培養(yǎng)過程中的教學(xué)改革探索[J].山東化工，2016，45(08)：129-130，133.)

The Teaching Reform Based on Engineering Ability Training for"Excellent Engineers" in Chemical Engineering Specialty

Lu Yan1*,Chen Gui e2,Mao Haifang2

(1 School of Engineering and Innovation, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China；2. School of Chemical and Environmental, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China)

The teaching reform in Shanghai Institute of Technology in chemical engineering specialty was taken as an example in this article. In the "Excellence Engineers" training process, the training scheme was optimized based on broad investigation in the domestic and foreign colleges, employers and the graduates. In the practice teaching process, practice platform in school for various simulation and real engineering environment was established, and many kinds of modern teaching methods and means were carried out in the college-enterprise cooperated courses. Good results were achieved during the teaching reform based on the "Excellence Engineer oriented" practice ability and engineering innovation ability cultivation.

excellent engineers;Chemical Engineering specialty;engineering ability; training scheme;teaching reform

2016-03-07

魯 彥(1977—)，女，博士，副教授，化學(xué)工程與工藝專業(yè)主任。

G642

A

1008-021X(2016)08-0129-02