國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)下我校化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

亢玉紅　李健　慕苗　閆龍　王愛民　陳錦中　馬亞軍

摘 要：深入把握國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展的試點(diǎn)內(nèi)涵，以國家能源化工基地建設(shè)為紐帶，借鑒“全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽”的指導(dǎo)模式，分析總結(jié)化工設(shè)計(jì)課程教學(xué)與改革中存在的共性問題，提出了具有鮮明地方特色的多元化耦合模塊的教學(xué)改革創(chuàng)新模式?；ぴO(shè)計(jì)課程教學(xué)改革通過準(zhǔn)確把握過程設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、互動(dòng)交流、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和系統(tǒng)掌控等工程素質(zhì)的全面提升，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生綜合工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，初步完成了國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)下地方本科院校工程類實(shí)踐課程的教學(xué)模式的改革，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型大學(xué) 轉(zhuǎn)型試點(diǎn) 化工設(shè)計(jì) 教學(xué)改革

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0205-03

Abstract： Deeply hold the transformation development trial of national application-oriented university， with the link of national energy chemical industry base construction， based on the mode of the national university student chemical engineering design competition， analysis summary the common problems existed in the teaching reform process of chemical engineering design and put forward the innovation model of teaching reform with diversified coupling module with local characteristics. Chemical engineering design course teaching reform， through accurate grasp the breakthrough point of the process design， to promote students' teamwork， interactive， innovative design and system control of the comprehensive promotion of engineering quality， realizes the cultivation of students' comprehensive application ability， preliminary finished state under the transformation of an applied university development pilot local undergraduate colleges and universities of engineering practice teaching mode reform， has obtained the good effect.

Key Words： Application-oriented University； Transformation Trial； Chemical Engineering Design； Teaching Reform

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，相關(guān)社會(huì)行業(yè)對工程技術(shù)人才質(zhì)量的要求也越來越高，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為創(chuàng)新型工業(yè)化與現(xiàn)代化國家建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的人力資源優(yōu)勢，以求增強(qiáng)我國的核心競爭力和綜合國力。國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展建設(shè)提出，明確了部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，通過調(diào)整培養(yǎng)人才的結(jié)構(gòu)模式，切實(shí)解決實(shí)際人才供需間的矛盾，全面提高應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動(dòng)地方本科院校教育教學(xué)改革，在應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)方面起到重要的示范和引導(dǎo)作用。

榆林地處能源“金三角”腹地，煤、油、氣、鹽資源富集，是國家級能源化工基地，而榆林學(xué)院作為地方唯一一所以能源化工為主的本科院校，承擔(dān)著國家級應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)的使命。探索化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，打通理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐間的“最后一公里”，對充分發(fā)揮我校服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的功效，進(jìn)一步提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)的建設(shè)水平具有重要的支撐作用。

化學(xué)工程與工藝專業(yè)旨在培養(yǎng)能夠在化工、能源、環(huán)保、生化、制藥、冶金以及軍工等行業(yè)部門從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和科學(xué)研究等方面工作的工程技術(shù)人才，而在專業(yè)工程人才培養(yǎng)的實(shí)際過程中，本質(zhì)上存在著從理論基礎(chǔ)到工程實(shí)踐的跨越?；ぴO(shè)計(jì)課程在化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)中涉及了化工原理、物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工分離過程、化學(xué)反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等理論基礎(chǔ)知識，同時(shí)要求學(xué)生掌握化工過程設(shè)計(jì)的原理、方法和步驟，并能將現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)軟件應(yīng)用到工程實(shí)踐中去，是實(shí)現(xiàn)化工新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)、新流程和新裝置的設(shè)計(jì)以及新工廠操作運(yùn)行方案的設(shè)計(jì)，也是綜合化工專業(yè)知識培養(yǎng)未來化工工程師的思維和工作方式的手段。

結(jié)合地方能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際與新形勢下國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求，我院化工設(shè)計(jì)課程著重專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，從課程建設(shè)、教學(xué)模塊、教學(xué)方法與手段、考核方式等方面進(jìn)行了全方位的改革，實(shí)現(xiàn)了化工設(shè)計(jì)教學(xué)水平高度的提升，并取得了一定的成果。近年來，專業(yè)學(xué)生教學(xué)質(zhì)量及工程素質(zhì)得到了長足的提升，在不同級別的大型央企、國企中就業(yè)的學(xué)生占專業(yè)學(xué)生總數(shù)的一半以上，考研率穩(wěn)定在20%以上；學(xué)科競賽成績優(yōu)異，前后參加的四屆全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽中，獲全國一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，西北賽區(qū)特等獎(jiǎng)4項(xiàng)。但是，工程思維及應(yīng)用能力的培養(yǎng)并非一蹴而就，借助化工設(shè)計(jì)課程這一聯(lián)系工程理論與實(shí)踐鴻溝的橋梁，探索地方應(yīng)用型本科院?；ぴO(shè)計(jì)課程傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的共性問題，采取了以下幾方面可操作性教學(xué)改革措施。

1 課程教學(xué)改革

在知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展的特定背景下，結(jié)合我校地緣特色優(yōu)勢，充分發(fā)揮地方本科院校服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)的功效，通過工程化、模塊化教學(xué)理念的引導(dǎo)，重新認(rèn)識化工設(shè)計(jì)課程改革對學(xué)生知識、能力、思維及意識能力的要求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

1.1 教學(xué)方案改革

按照化學(xué)工程與工藝專業(yè)對課程教學(xué)目標(biāo)的要求，本次教學(xué)改革將課程分為理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)兩大模塊。在理論教學(xué)方面，圍繞化工設(shè)計(jì)過程主線，按照“模塊化”分段組織課程教學(xué)內(nèi)容，通過模塊課堂教學(xué)、工程化專題設(shè)計(jì)討論和綜合實(shí)踐訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建與培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的多維教學(xué)體系。安排6個(gè)課時(shí)，著重闡述化工設(shè)計(jì)的框架內(nèi)容、課程特點(diǎn)、專業(yè)地位以及現(xiàn)代發(fā)展現(xiàn)狀，明確化學(xué)工程設(shè)計(jì)的共性知識、程序、方法與步驟，展示現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)的實(shí)踐與創(chuàng)造成果。在課程設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)題目按初步設(shè)計(jì)內(nèi)容要求，緊貼地方能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，在兩周時(shí)間內(nèi)，學(xué)生通過分組協(xié)作完成設(shè)計(jì)并通過PPT形式展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果，培養(yǎng)學(xué)生的初步工程設(shè)計(jì)能力，為進(jìn)入工程實(shí)踐崗位打好基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)方法與手段改革

結(jié)合課程特點(diǎn)與地方本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際基礎(chǔ)，改變傳統(tǒng)“灌輸式”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，利用CAI高效完成教學(xué)內(nèi)容，縮短教學(xué)課時(shí)，完善以教學(xué)目標(biāo)為根本的教學(xué)方法與教學(xué)手段的課程改革。通過“模塊化”分段理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)能力強(qiáng)化提升相結(jié)合的模式，分別對工藝流程設(shè)計(jì)與計(jì)算、設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型、車間布置設(shè)計(jì)、化工管道設(shè)計(jì)、非工藝設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)概算與技術(shù)經(jīng)濟(jì)六大模塊進(jìn)行討論應(yīng)用式學(xué)習(xí)，中間過程注重遵循國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范過程設(shè)計(jì)。在教與學(xué)的過程中，以工程設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā)，在完善教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)注重學(xué)生能力的培養(yǎng)與非智力因素的發(fā)展，體現(xiàn)“工程方法論”教學(xué)，強(qiáng)化工程思維、科學(xué)思維、工程分析能力與工程設(shè)計(jì)能力。

1.3 成績考核與評定

化工設(shè)計(jì)課程學(xué)生的成績考核與評定遵循課程實(shí)際，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，將總成績分為平時(shí)成績、考試成績與課程設(shè)計(jì)成績?nèi)齻€(gè)部分。其中平時(shí)成績、考試成績和課程設(shè)計(jì)成績分別占總成績的20%、50%和30%，解決期末一次考試定成績的某些弊端，多種手段和方式結(jié)合的考核方式，更能切實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有利于進(jìn)一步提升化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量。

2 課程體系支撐

2.1 理論體系

化工設(shè)計(jì)是一門專業(yè)綜合性很強(qiáng)的課程，在課程的學(xué)習(xí)過程中涉及到多門專業(yè)理論、專業(yè)實(shí)踐以及工程計(jì)算模擬課程。課程體系設(shè)計(jì)在化工原理、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制圖等課程中開設(shè)課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)專業(yè)學(xué)生對設(shè)備類設(shè)計(jì)與繪制的實(shí)踐基礎(chǔ)；優(yōu)化物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工分離過程、化學(xué)反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等理論基礎(chǔ)知識，在縮減課時(shí)的實(shí)際下提升學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)效果，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識；選擇性開設(shè)化工流程模擬實(shí)訓(xùn)-Aspen Plus教程、化工過程的安全評價(jià)、化工計(jì)算導(dǎo)論等模擬計(jì)算與工程安全課程，增強(qiáng)學(xué)生對過程設(shè)計(jì)與工程安全的理論與實(shí)踐認(rèn)知。

2.2 實(shí)踐體系

學(xué)校利用歐元貸款項(xiàng)目于2015年建成全國首套全流程煤制甲醇實(shí)訓(xùn)工廠，同時(shí)建成化工單元、儀表自動(dòng)化多套實(shí)訓(xùn)裝置。完備的實(shí)踐教學(xué)體系對培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計(jì)的工程素質(zhì)能力具有重要的作用，在工廠化的實(shí)訓(xùn)體系中，學(xué)生對現(xiàn)代化工系統(tǒng)中OTS、DCS和ESD等諸多仿真系統(tǒng)有了更深層次的認(rèn)識，對化工設(shè)計(jì)中涉及的設(shè)備設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)以及車間布置等內(nèi)容有了立體化的感知，有利于學(xué)生對化工設(shè)計(jì)課程進(jìn)行“反饋式”學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。

3 學(xué)科競賽引導(dǎo)

借助全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽的引導(dǎo)模式與社會(huì)效應(yīng)，鼓勵(lì)并組織專業(yè)學(xué)生組隊(duì)參與競賽。在競賽平臺(tái)上，通過一個(gè)與化工行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的現(xiàn)實(shí)性競賽題目，組織學(xué)生學(xué)習(xí)開展工程設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)生對化工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識與設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序、方法和步驟的掌握，學(xué)會(huì)以合理性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性等原則對工藝路線的論證與選擇，掌握工藝過程計(jì)算與工程圖紙與設(shè)備圖紙的繪制，加強(qiáng)對車間布置與管道布置設(shè)計(jì)理念的認(rèn)識與實(shí)踐，學(xué)會(huì)對設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，最終項(xiàng)目作品以文檔、工程圖紙、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)，學(xué)生通過PPT匯報(bào)的方式對自我作品進(jìn)行答辯，邀請地方能源化工行業(yè)的總工程師對項(xiàng)目作品進(jìn)行評審并提出建議。

通過上述這種學(xué)科引導(dǎo)模式，激發(fā)了學(xué)生對化工設(shè)計(jì)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生初步的工程設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。近年來組隊(duì)參與化工設(shè)計(jì)的學(xué)生受到地方大型能源化工企業(yè)的青睞，在全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽的成績優(yōu)異，前后參加的四屆全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽中，獲全國一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，西北賽區(qū)特等獎(jiǎng)4項(xiàng)。

4 地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際要求

榆林作為國家級能源化工基地，數(shù)個(gè)規(guī)模級能源化工企業(yè)入駐榆林，具有工程設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力的專業(yè)技術(shù)人才缺口巨大。引入人才的不穩(wěn)定性嚴(yán)重困擾著企業(yè)的發(fā)展，榆林學(xué)院作為地方唯一一所以能源化工為辦學(xué)特色的地方本科院校，培養(yǎng)應(yīng)用型化工類工程技術(shù)人才對地方企業(yè)的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，而加強(qiáng)化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革，耦合多途徑理論與實(shí)踐實(shí)際，全面培養(yǎng)學(xué)生的化工設(shè)計(jì)能力是實(shí)現(xiàn)化學(xué)工程人才培養(yǎng)的一個(gè)捷徑，也是地方應(yīng)用型本科院校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的任務(wù)。

5 結(jié)語

經(jīng)過近5年的不懈努力，我校的化工設(shè)計(jì)教學(xué)改革取得了一定的成績，學(xué)生工程實(shí)踐能力顯著提升，但是距離國家要求的具有應(yīng)用能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人才還有一定的差距。學(xué)院仍將繼續(xù)堅(jiān)持化工設(shè)計(jì)課程工程實(shí)踐的準(zhǔn)確定位，找準(zhǔn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的切入點(diǎn)，整合專業(yè)資源，通過校企合作與產(chǎn)教融合等手段，借助企業(yè)與學(xué)校良好的實(shí)踐體系，通過全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽平臺(tái)，進(jìn)一步拓展學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促進(jìn)專業(yè)學(xué)生智力與非智力因素的發(fā)展，探索適合國家應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)下化工設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1] 靳治良，楊晉，朱桂華，等.“中國石化-三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽模式在我?；ぴO(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中的借鑒與實(shí)踐[J].化工高等教育，2013，3（131）：29-31.

[2] 王靜康.化工設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3] 姚玉英.化工原理[M].天津：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[4] 何廣湘，靳海波，楊素和，等.基于CDIO教育理念的化工設(shè)計(jì)課程改革與實(shí)踐[J].化工高等教育，2013，2（130）：43-44.

[5] 顧雄毅，沈榮春，朱開宏，等.流程模擬系統(tǒng)哎化工設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工高等教育，2009，2（106）：72-74.

[6] 陳秀麗，鄒長軍.基于卓越工程師培養(yǎng)的要求，深化化工設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)改革[J].化工高等教育，2013，4（132）：42-44.