能源化學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

王淑勤, 汪黎東, 郭天祥

(華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，河北 保定 071003)

能源化學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

王淑勤, 汪黎東, 郭天祥

(華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，河北 保定 071003)

以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母餅樽ナ?，增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及構(gòu)建"創(chuàng)客"團(tuán)隊(duì)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程意識(shí)，實(shí)現(xiàn)了分層次教學(xué)、多元化和個(gè)性化教學(xué)；加強(qiáng)校企合作開辟校外實(shí)習(xí)基地的同時(shí)，加強(qiáng)校內(nèi)中試平臺(tái)建設(shè)，進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

能源化學(xué)工程；實(shí)踐教學(xué)體系；教學(xué)改革

華北電力大學(xué)的能化專業(yè)立足本科，自2011年開始招生，招生規(guī)模從最初一個(gè)班擴(kuò)大為2013年的兩個(gè)班。2013版培養(yǎng)方案中理清了本專業(yè)課程體系，理順了必修課和專業(yè)選修課之間的關(guān)系，調(diào)整了開課學(xué)期和順序，并且將專業(yè)選修課劃分了模塊，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)培養(yǎng)+專業(yè)方向培養(yǎng)的課程群建設(shè)，部分專業(yè)課程強(qiáng)化了實(shí)踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為抓手，以中試平臺(tái)和實(shí)習(xí)基地為依托構(gòu)建了多層次的實(shí)踐教學(xué)體系，在實(shí)驗(yàn)研究中培養(yǎng)學(xué)生的能力，在工程實(shí)踐中進(jìn)一步鍛煉與提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，具體體現(xiàn)在四個(gè)方面。

1 增加了8門專業(yè)課程的9項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

抓好實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)多元化、個(gè)性化的有效途徑，可以將單純傳授知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生能力的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)踐性教學(xué)過(guò)程的改革體現(xiàn)在觀念和方法上從單科性向綜合性轉(zhuǎn)變、從認(rèn)識(shí)性和繼承性向科研性轉(zhuǎn)變、從驗(yàn)證性向綜合性與設(shè)計(jì)性轉(zhuǎn)變、從灌輸式向啟發(fā)式轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)內(nèi)容向新知識(shí)與新技能轉(zhuǎn)變。而綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)正是打破了單個(gè)實(shí)驗(yàn)只驗(yàn)證某一原理或?qū)W習(xí)某一操作技術(shù)的缺陷，把多門課程的基本理論、基本知識(shí)、基本操作技能有機(jī)地綜合在一起，可以極大地促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。因此，我們圍繞能源化工專業(yè)的特點(diǎn)、現(xiàn)代煤化工的發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)規(guī) 律[1-4]，于2015年增加了包括《煤化工》、《化工腐蝕與防護(hù)》、《有機(jī)化工工藝》、《電廠化學(xué)》、《碳-化學(xué)》等8門課程的9項(xiàng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，例如：不同配煤對(duì)煤的膠質(zhì)體指數(shù)影響，工業(yè)鍋爐給水除氧劑丙酮肟的制備，離子交換軟化、除鹽實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)單碳-化工產(chǎn)品的合成等實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)踐教學(xué)程序上，一是加強(qiáng)能源利用、化工污染控制設(shè)備基本技能的培養(yǎng)：注重培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)理論、數(shù)據(jù)處理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)規(guī)范和實(shí)驗(yàn)方法的能力，要求學(xué)生學(xué)會(huì)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用；二是加強(qiáng)綜合應(yīng)用能源利用、化工污染控制工程理論與技術(shù)的綜合能力的培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用能源化工理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；三是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)：在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)幫助下讓學(xué)生獨(dú)立完成從查找資料、擬定實(shí)驗(yàn)步驟，直至設(shè)計(jì)編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的全過(guò)程，達(dá)到學(xué)生自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提高實(shí)踐教學(xué)效果[5]。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求每組同學(xué)事先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟，交任課教師批改修正后自己完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。要求學(xué)生采用不同試劑，選擇不同影響因素，或者采用不同制備路線，按照學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟制備出預(yù)期的化工產(chǎn)品，將本門課程的學(xué)習(xí)與解決實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)的興趣，在符合經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維[6]。引導(dǎo)學(xué)生“在實(shí)驗(yàn)中研究，在研究中實(shí)驗(yàn)”，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生的歸納總結(jié)、類比分析能力。指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不為學(xué)生設(shè)置"最佳"工藝路線、不預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置的控制條件、不直接解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、不直接動(dòng)手解決實(shí)驗(yàn)故障及異常問(wèn)題。采用引導(dǎo)和啟發(fā)的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題及故障現(xiàn)象，指導(dǎo)教師的作用是引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題及故障的方向。要求學(xué)生自己動(dòng)手，通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料或圖書、組內(nèi)討論等方式自行提出解決問(wèn)題及故障的方法、步驟并在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證；及時(shí)幫助學(xué)生分析原因，修改實(shí)驗(yàn)步驟和操作順序，做好原始數(shù)據(jù)記錄，以便實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行分析總結(jié)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中允許不同組別之間測(cè)試結(jié)果或者產(chǎn)率有差異，只要數(shù)據(jù)或結(jié)果合理，能夠找到設(shè)計(jì)方案中的最佳工藝條件或制備條件，實(shí)驗(yàn)就達(dá)到目的；如果找不到最佳條件允許學(xué)生反復(fù)探索，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與解決實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

2 構(gòu)建了創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目15項(xiàng)

創(chuàng)新型人才具有以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)發(fā)散性思維能力，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)知和遷移，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。實(shí)踐教學(xué)和理論課內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，有助于學(xué)生們及時(shí)深入理解、消化理論課的知識(shí)內(nèi)容，迅速轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的實(shí)際技能，并增加他們學(xué)習(xí)的興趣，具有其他教育活動(dòng)所不可取代的功能。實(shí)踐教學(xué)還是培養(yǎng)工程類學(xué)生創(chuàng)新思維和增強(qiáng)工程意識(shí)的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在整個(gè)實(shí)踐過(guò)程中會(huì)逐步養(yǎng)成以研究的眼光去觀察事物和進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考的習(xí)慣，在這些過(guò)程中學(xué)生逐漸形成創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維[7-9]。

我們秉承因材施教、分類指導(dǎo)、教學(xué)相長(zhǎng)的教學(xué)理念，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)客團(tuán)隊(duì)的作用。注重選拔優(yōu)秀學(xué)生，參與教師自己的科研工作，創(chuàng)造條件讓學(xué)生盡早接觸科研，盡早參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)我們充分發(fā)揮本校"大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃"靈活的特點(diǎn)，鼓勵(lì)科研能力強(qiáng)，承擔(dān)項(xiàng)目多的教師，抽出時(shí)間指導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行探索性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，圍繞電力生產(chǎn)過(guò)程、環(huán)境催化、綠色合成、新能源利用與化學(xué)轉(zhuǎn)化、環(huán)境化工等方向，形成穩(wěn)定的由中青年博士組成的指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)和接力式優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展[10]。學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)顯著增強(qiáng)，近三年指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目15項(xiàng)：其中包括“綠色阻垢劑”和“綠雅空氣凈化器”2個(gè)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)題9項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)2項(xiàng)，省級(jí)3項(xiàng)，在研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)3項(xiàng)，校級(jí)1項(xiàng)。

3 搭建了化工中試、表征測(cè)試平臺(tái)

結(jié)合能源化學(xué)工程專業(yè)涉及面廣綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅搭建了傳統(tǒng)的氣液輸送系統(tǒng)、氣液傳質(zhì)系統(tǒng)、氣液反應(yīng)釜、氣液傳熱系統(tǒng)、氣體輸送系統(tǒng)、高溫水熱氧化系統(tǒng)、煤熱解實(shí)驗(yàn)裝置、煤干餾實(shí)驗(yàn)裝置等化工中試平臺(tái)，還突出了電力特色，搭建了膜分離系統(tǒng)、離子交換除鹽系統(tǒng)、過(guò)濾和吸附系統(tǒng)等中試平臺(tái)，同時(shí)還配套了表征測(cè)試平臺(tái)，可以對(duì)催化劑、煤樣等物質(zhì)進(jìn)行物理吸附、化學(xué)吸附、煤質(zhì)分析、紅外、紫外、熱重分析等表征測(cè)試，以增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力；并與當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)際、工程實(shí)踐、市場(chǎng)需求相結(jié)合在中試平臺(tái)開展演示實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，形成了面對(duì)設(shè)備、工藝"提問(wèn)+研討+運(yùn)行"的實(shí)踐教學(xué)模式。在實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、交流互動(dòng)，便于提高學(xué)生的思考和表達(dá)能力。

通過(guò)在中試平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有了深刻的感性認(rèn)識(shí)，明確了設(shè)備參數(shù)的變化與設(shè)備性能之間的關(guān)系，理解了設(shè)備控制的重要性，課后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)懂得了如何進(jìn)行設(shè)備選型和參數(shù)優(yōu)化，提高了解決工程問(wèn)題的能力。

4 開辟了校外實(shí)習(xí)基地

在校內(nèi)中試平臺(tái)加強(qiáng)校企合作開辟校外實(shí)習(xí)基地，依托邢臺(tái)電廠、大港電廠、西柏坡電廠，邢臺(tái)鋼鐵集團(tuán)的焦化廠等構(gòu)建了實(shí)習(xí)教學(xué)基地。在實(shí)習(xí)基地不僅請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)的師傅進(jìn)行理論和安全規(guī)程培訓(xùn)、設(shè)備工藝介紹，還要求學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀、跟班運(yùn)行、實(shí)習(xí)勞動(dòng)，做好實(shí)習(xí)日志，及時(shí)記錄實(shí)習(xí)心得；同時(shí)分別建立了生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐模塊的習(xí)題集和試題庫(kù)，在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)，要求學(xué)生上網(wǎng)查閱資料、就地調(diào)研、分組討論，結(jié)合實(shí)習(xí)基地的設(shè)備流程進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)探討，不僅有利于學(xué)生化解理論課程的難點(diǎn)、深刻領(lǐng)會(huì)要點(diǎn)，還便于學(xué)習(xí)吃力同學(xué)進(jìn)行反復(fù)演練和多次查閱資料提高認(rèn)識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)分類指導(dǎo)，分層次教學(xué)，適應(yīng)不同學(xué)習(xí)能力學(xué)生的需求，提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的效果。

總之，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)體系的改革，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力均得到加強(qiáng)，知識(shí)遷移和應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力得到了培養(yǎng)和訓(xùn)練。學(xué)生不僅參加國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，省級(jí)、校級(jí)重點(diǎn)創(chuàng)新項(xiàng)目驗(yàn)收良好，參加省級(jí)創(chuàng)業(yè)大賽、校級(jí)節(jié)能減排大賽，均取得了不錯(cuò)的名次，同時(shí)獲得專利授權(quán)3項(xiàng)，說(shuō)明學(xué)生的創(chuàng)新能力確實(shí)得到了鍛煉和提高；學(xué)生的協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到加強(qiáng)；獲獎(jiǎng)學(xué)生不僅與本系能源化工、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生合作，還與經(jīng)濟(jì)管理、電氣工程、機(jī)械工程等學(xué)科合作，開拓了思路，培養(yǎng)了工程意識(shí)。參賽時(shí)的答辯過(guò)程即鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、邏輯思維能力，還提高了對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，綜合素質(zhì)進(jìn)一步提升。

[1] 高實(shí)泰.對(duì)我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考[J].煤化工, 2012(5):34-37.

[2] 武立俊.芻議能源轉(zhuǎn)型城市煤化工專業(yè)崗位群構(gòu)建[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì), 2013(9):39-40.

[3] 馬雁男.關(guān)于煤電煤化工專業(yè)對(duì)學(xué)校發(fā)展的探討[J].教育界,2012(3):108.

[4] 劉惠青.充分發(fā)揮電大在培養(yǎng)煤化工專業(yè)人才上的優(yōu)勢(shì)[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào), 2009,(2):25-26.

[5] 王淑勤,馮亞娜.水污染控制工程實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].教育教學(xué)論壇,2012(40):55-56.

[6] 王淑勤,劉明珠,王可心.混凝設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在研究性教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理2015(11)31-34.

[7] 張 翔,郭慧華.基于化工專業(yè)學(xué)生科技創(chuàng)新能力提高的教學(xué)優(yōu)化思考[J].管理觀察,2009(28):153.

[8] 陳萬(wàn)東,李秉朝,趙廣旺,司崇殿.化工專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2011,28(5):127-129.

[9] 許曉東,馮向東.理工科本科研究性教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2008 (11) :9-13.

[10] 王淑勤,劉建芝,張耀宇.大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的影響,山東化工, 2017 , 46 (4) :126-127.

(本文文獻(xiàn)格式：王淑勤, 汪黎東, 郭天祥 .能源化學(xué)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建[J].山東化工，2017，46(14)：161-162.)

The Construction of Practical Teaching System in Energy Chemistry Engineering

WangShuqin,WangLidong,GuoTianxiang

(Department of Environmental Science and Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,China)

The reform of experiment content and experiment mode as the breakthrough, the experimental project what comperhensive, designing and innovative have been more and the team have been built. At the same time, students' practice ability and engineering consciousness have increased, the teaching have different levels and became diversification and individuation. Enhanced university-enterprise cooperation and the off-campus practice base have been opened. Moreover, the construction of the pilot test platform have been strengthened in campus, and the students' practical ability and the ability to solve practical engineering problems have improved.

energy chemistry engineering; practice teaching system; teaching reform

2017-05-09

河北省教改項(xiàng)目(2016GJJG367)

王淑勤(1965—)，女，定州人，博士，教授，主要從事大氣和水污染治理技術(shù)方面的研究。

G642.0

A

1008-021X(2017)14-0161-02