能源化學(xué)工程專業(yè)實踐教學(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)

以實驗內(nèi)容和實驗?zāi)Ｊ礁母餅樽ナ?，增加綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目及構(gòu)建"創(chuàng)客"團(tuán)隊，提高學(xué)生的實踐能力和工程意識，實現(xiàn)了分層次教學(xué)、多元化和個性化教學(xué)；加強校企合作開辟校外實習(xí)基地的同時，加強校內(nèi)中試平臺建設(shè)，進(jìn)一步提高學(xué)生的動手能力和解決工程實際問題的能力。

能源化學(xué)工程；實踐教學(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)模從最初一個班擴大為2013年的兩個班。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)課程強化了實踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計性實驗、綜合實驗、創(chuàng)新實驗為抓手，以中試平臺和實習(xí)基地為依托構(gòu)建了多層次的實踐教學(xué)體系，在實驗研究中培養(yǎng)學(xué)生的能力，在工程實踐中進(jìn)一步鍛煉與提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，具體體現(xiàn)在四個方面。

1 增加了8門專業(yè)課程的9項綜合性、設(shè)計性實驗

抓好實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)教學(xué)多元化、個性化的有效途徑，可以將單純傳授知識的傳統(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)。實踐性教學(xué)過程的改革體現(xiàn)在觀念和方法上從單科性向綜合性轉(zhuǎn)變、從認(rèn)識性和繼承性向科研性轉(zhuǎn)變、從驗證性向綜合性與設(shè)計性轉(zhuǎn)變、從灌輸式向啟發(fā)式轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)內(nèi)容向新知識與新技能轉(zhuǎn)變。而綜合性、設(shè)計性實驗正是打破了單個實驗只驗證某一原理或?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、基本操作技能有機地綜合在一起，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、現(xiàn)代煤化工的發(fā)展趨勢和人才培養(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)》、《有機化工工藝》、《電廠化學(xué)》、《碳-化學(xué)》等8門課程的9項綜合性、設(shè)計性實驗，例如：不同配煤對煤的膠質(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、除鹽實驗，簡單碳-化工產(chǎn)品的合成等實驗。

在實踐教學(xué)程序上，一是加強能源利用、化工污染控制設(shè)備基本技能的培養(yǎng)：注重培養(yǎng)學(xué)生基本實驗理論、數(shù)據(jù)處理知識、實驗規(guī)范和實驗方法的能力，要求學(xué)生學(xué)會常規(guī)化學(xué)實驗儀器的使用；二是加強綜合應(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)生運用能源化工理論知識分析問題和解決問題的能力；三是加強實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)：在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)幫助下讓學(xué)生獨立完成從查找資料、擬定實驗步驟，直至設(shè)計編寫實驗報告的全過程，達(dá)到學(xué)生自我設(shè)計實驗方案，提高實踐教學(xué)效果[5]。設(shè)計性實驗要求每組同學(xué)事先設(shè)計實驗方案和實驗步驟，交任課教師批改修正后自己完成實驗過程。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)計的實驗步驟制備出預(yù)期的化工產(chǎn)品，將本門課程的學(xué)習(xí)與解決實際問題緊密聯(lián)系起來，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行科研實驗的興趣，在符合經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新性思維[6]。引導(dǎo)學(xué)生“在實驗中研究，在研究中實驗”，提高學(xué)生實驗的主動性和積極性，在實驗中進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握，提高學(xué)生的歸納總結(jié)、類比分析能力。指導(dǎo)教師在實驗過程中，不為學(xué)生設(shè)置"最佳"工藝路線、不預(yù)設(shè)實驗裝置的控制條件、不直接解釋實驗現(xiàn)象、不直接動手解決實驗故障及異常問題。采用引導(dǎo)和啟發(fā)的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。針對實驗中出現(xiàn)的各種問題及故障現(xiàn)象，指導(dǎo)教師的作用是引導(dǎo)學(xué)生找出解決問題及故障的方向。要求學(xué)生自己動手，通過查閱文獻(xiàn)資料或圖書、組內(nèi)討論等方式自行提出解決問題及故障的方法、步驟并在實踐中進(jìn)行驗證；及時幫助學(xué)生分析原因，修改實驗步驟和操作順序，做好原始數(shù)據(jù)記錄，以便實驗結(jié)束后進(jìn)行分析總結(jié)。

實驗過程中允許不同組別之間測試結(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)計方案中的最佳工藝條件或制備條件，實驗就達(dá)到目的；如果找不到最佳條件允許學(xué)生反復(fù)探索，將實驗內(nèi)容與解決實際問題緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的興趣，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

2 構(gòu)建了創(chuàng)客團(tuán)隊，指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗計劃項目15項

創(chuàng)新型人才具有以實際應(yīng)用為導(dǎo)向的知識轉(zhuǎn)化能力，通過實踐教學(xué)培養(yǎng)發(fā)散性思維能力，通過實踐教學(xué)深化對理論知識的認(rèn)知和遷移，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。實踐教學(xué)和理論課內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，有助于學(xué)生們及時深入理解、消化理論課的知識內(nèi)容，迅速轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的實際技能，并增加他們學(xué)習(xí)的興趣，具有其他教育活動所不可取代的功能。實踐教學(xué)還是培養(yǎng)工程類學(xué)生創(chuàng)新思維和增強工程意識的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生在整個實踐過程中會逐步養(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，在這些過程中學(xué)生逐漸形成創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維[7-9]。

我們秉承因材施教、分類指導(dǎo)、教學(xué)相長的教學(xué)理念，在創(chuàng)新實驗項目中充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)+、創(chuàng)客團(tuán)隊的作用。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)新性實驗。同時我們充分發(fā)揮本校"大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗計劃"靈活的特點，鼓勵科研能力強，承擔(dān)項目多的教師，抽出時間指導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行探索性創(chuàng)新實驗，圍繞電力生產(chǎn)過程、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)隊和接力式優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊，實現(xiàn)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展[10]。學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識顯著增強，近三年指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗計劃項目15項：其中包括“綠色阻垢劑”和“綠雅空氣凈化器”2個大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃項目；創(chuàng)新實驗項目結(jié)題9項，其中國家級2項，省級3項，在研實驗項目4項，其中國家級3項，校級1項。

3 搭建了化工中試、表征測試平臺

結(jié)合能源化學(xué)工程專業(yè)涉及面廣綜合性強的特點，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)、煤熱解實驗裝置、煤干餾實驗裝置等化工中試平臺，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)、過濾和吸附系統(tǒng)等中試平臺，同時還配套了表征測試平臺，可以對催化劑、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、熱重分析等表征測試，以增強學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析、解決實際問題的能力；并與當(dāng)前的生產(chǎn)實際、工程實踐、市場需求相結(jié)合在中試平臺開展演示實驗、驗證性實驗和綜合實驗，增強學(xué)生的工程意識和設(shè)備的設(shè)計能力，形成了面對設(shè)備、工藝"提問+研討+運行"的實踐教學(xué)模式。在實踐環(huán)節(jié)實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、交流互動，便于提高學(xué)生的思考和表達(dá)能力。

通過在中試平臺上進(jìn)行實驗，學(xué)生對實驗設(shè)備有了深刻的感性認(rèn)識，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)計和畢業(yè)設(shè)計時懂得了如何進(jìn)行設(shè)備選型和參數(shù)優(yōu)化，提高了解決工程問題的能力。

4 開辟了校外實習(xí)基地

在校內(nèi)中試平臺加強校企合作開辟校外實習(xí)基地，依托邢臺電廠、大港電廠、西柏坡電廠，邢臺鋼鐵集團(tuán)的焦化廠等構(gòu)建了實習(xí)教學(xué)基地。在實習(xí)基地不僅請現(xiàn)場的師傅進(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)場參觀、跟班運行、實習(xí)勞動，做好實習(xí)日志，及時記錄實習(xí)心得；同時分別建立了生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)等實踐模塊的習(xí)題集和試題庫，在實習(xí)現(xiàn)場，要求學(xué)生上網(wǎng)查閱資料、就地調(diào)研、分組討論，結(jié)合實習(xí)基地的設(shè)備流程進(jìn)行理論知識的學(xué)習(xí)探討，不僅有利于學(xué)生化解理論課程的難點、深刻領(lǐng)會要點，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，提高理論聯(lián)系實際的同時，實現(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)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)的效果。

總之，通過實踐教學(xué)體系的改革，學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力均得到加強，知識遷移和應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維能力、解決工程實際問題的能力得到了培養(yǎng)和訓(xùn)練。學(xué)生不僅參加國家級大學(xué)生創(chuàng)新項目，省級、校級重點創(chuàng)新項目驗收良好，參加省級創(chuàng)業(yè)大賽、校級節(jié)能減排大賽，均取得了不錯的名次，同時獲得專利授權(quán)3項，說明學(xué)生的創(chuàng)新能力確實得到了鍛煉和提高；學(xué)生的協(xié)作能力和團(tuán)隊意識得到加強；獲獎學(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)濟管理、電氣工程、機械工程等學(xué)科合作，開拓了思路，培養(yǎng)了工程意識。參賽時的答辯過程即鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、邏輯思維能力，還提高了對專業(yè)知識的認(rèn)識和理解，綜合素質(zhì)進(jìn)一步提升。

[1] 高實泰.對我國現(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, 2013(9):39-40.

[3] 馬雁男.關(guān)于煤電煤化工專業(yè)對學(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[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報, 2009,(2):25-26.

[5] 王淑勤,馮亞娜.水污染控制工程實踐教學(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)計性實驗在研究性教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗技術(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)的實踐與探索[J].實驗技術(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)模式的研究與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2008 (11) :9-13.

[10] 王淑勤,劉建芝,張耀宇.大學(xué)生創(chuàng)新性實驗對培養(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