理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究生教學(xué)模式探索與實(shí)踐

盧春喜 姚秀穎 陳建義

摘要：從教學(xué)內(nèi)容改革出發(fā)，探尋一種能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合、科研促進(jìn)教學(xué)的教學(xué)模式，即：在課堂教學(xué)過程中引入最新研究成果，通過理論知識的學(xué)習(xí)，掌握學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，提高分析和解決工程實(shí)踐問題的能力。進(jìn)一步，將改革模式實(shí)踐于實(shí)際的教學(xué)過程，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：研究生教學(xué);教學(xué)模式;工程能力;實(shí)踐能力

中圖分類號：G643.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）38-0127-02

研究生教育作為國家高等教育的最高階段，肩負(fù)著培養(yǎng)高精尖技術(shù)人才的重要使命。為適應(yīng)新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對高層次人才的需求，全面提高研究生教育質(zhì)量，深入推進(jìn)學(xué)位與研究生教育事業(yè)改革發(fā)展，教育部印發(fā)了《學(xué)位與研究生教育發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（簡稱“規(guī)劃”），指出了堅(jiān)持“服務(wù)需求、提高質(zhì)量”的發(fā)展主線。教育部自2009年起擴(kuò)大了研究生招收范圍，適應(yīng)了國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展對高層次應(yīng)用型人才的迫切需要。

一、教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)

《流固分離工程》是化學(xué)工程、動(dòng)力工程領(lǐng)域的一門重要的專業(yè)課程，主要內(nèi)容包括：流-固流動(dòng)與分離現(xiàn)象及理論、旋風(fēng)分離理論與設(shè)計(jì)、提升管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)、催化裂化反-再系統(tǒng)的流態(tài)化工程、催化裂化兩器壓力平衡等。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生在熟練掌握基本理論的基礎(chǔ)上，突出培養(yǎng)分析、解決工程問題的能力，并具備熟練的計(jì)算能力和初步的關(guān)鍵裝備設(shè)計(jì)能力。

該課程目前除對全日制在校生開設(shè)外，也對在職工程碩士班開設(shè)，并且還在中石油、中石化企業(yè)培訓(xùn)中心進(jìn)行了20余次集中培訓(xùn)講解;學(xué)生涵蓋化學(xué)工程、動(dòng)力工程、化工過程機(jī)械和化學(xué)工藝等專業(yè)，包括學(xué)術(shù)型、專業(yè)型和工程碩士。聽課的在校學(xué)生每年約30人，工程碩士50—60人，培訓(xùn)班學(xué)員100—150人，受眾面較廣。在長期的教學(xué)過程中，本課程形成了較為鮮明的特色。

1.遵照夯實(shí)基礎(chǔ)、立足前沿的原則，精選教學(xué)內(nèi)容。在課程設(shè)置過程中，注重理論體系的完整性。由于本門課程的教學(xué)內(nèi)容既包括理論知識，又有實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用，因此對于不同內(nèi)容采用了不同的講解方法。對于工程應(yīng)用方面，以緒論的形式，講解不同的工業(yè)應(yīng)用，重點(diǎn)讓學(xué)生理解流態(tài)化的概念、優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍。對于流態(tài)化基本概念部分，遵循循序漸進(jìn)、由淺入深的方式進(jìn)行講解，由基本知識入手，逐漸擴(kuò)展和深入到專業(yè)技術(shù)知識。對于氣固流態(tài)化工藝設(shè)備的基本構(gòu)成，采用平行順序的方法，分別講解不同設(shè)備的部件，進(jìn)一步擴(kuò)展出不同的結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn)和工業(yè)應(yīng)用范圍。為了強(qiáng)化學(xué)生對知識體系的理解和掌握，在授課過程中任課教師會(huì)將知識點(diǎn)進(jìn)行分類講解。結(jié)合學(xué)科前沿和科學(xué)研究，介紹新裝備、新結(jié)構(gòu)的流動(dòng)特點(diǎn)，打破學(xué)生對知識的固有化，拓寬學(xué)生的視野。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，科研促進(jìn)教學(xué)。課程始終秉承理論聯(lián)系實(shí)際、科研促進(jìn)教學(xué)的理念，將課程內(nèi)容與研究工作緊密地聯(lián)系在一起。作為一門工程類課程，《流固分離工程》的每一個(gè)知識點(diǎn)，均是源于工程實(shí)際，并能夠通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重現(xiàn)和研究。因此，對于課程中的每一個(gè)知識點(diǎn)均匹配對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程實(shí)例。同時(shí)，根據(jù)研究成果，對教學(xué)內(nèi)容的研究方法以及相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和分析方法進(jìn)行講解。針對某些間接參數(shù)的預(yù)測，不同的研究者會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出不同的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，因此，在課程內(nèi)容方面，基于科研成果，將大量的計(jì)算公式進(jìn)行分類總結(jié)，這樣不僅有助于學(xué)生區(qū)分和理解不同研究者的學(xué)術(shù)思想，也能提高學(xué)生分辨實(shí)驗(yàn)過程中的直接和間接測量參數(shù)間內(nèi)在關(guān)聯(lián)的能力。以科研促教學(xué)，利用最新科研成果并通過自行設(shè)計(jì)，建設(shè)了3套綜合性教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，如：流化床綜合實(shí)驗(yàn)裝置綜合了氣固流態(tài)化、氣固分離、流體機(jī)械、流體流動(dòng)及流動(dòng)控制測量儀器等多個(gè)單元過程，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和集成創(chuàng)新能力。通過對基本概念及基本方法的學(xué)習(xí)和掌握，在課題研究過程中，如果學(xué)生遇到問題時(shí)，可根據(jù)所學(xué)知識和方法進(jìn)行合理“移植”，做到有規(guī)律可循、有相近方法可借鑒，提高學(xué)生的獨(dú)立工作能力和學(xué)習(xí)積極性。

3.通過案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，寓研于教，并實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的結(jié)合。本課程的一個(gè)突出特點(diǎn)是大量使用案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，部分案例源于工程實(shí)際，部分案例則來自科學(xué)研究過程。所選的教學(xué)案例大多是經(jīng)典工程案例以及學(xué)科前沿案例，這樣不僅讓學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，更牢固地掌握將所學(xué)知識運(yùn)用于工程實(shí)際的方法，而且能了解并熟悉學(xué)科發(fā)展前沿，實(shí)現(xiàn)寓研于教。例如通過工業(yè)實(shí)例，講解催化裂化兩器壓力平衡的計(jì)算和反-再系統(tǒng)的工藝計(jì)算。再如，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果講解氣固離心設(shè)備內(nèi)，流動(dòng)參數(shù)的分布特點(diǎn)及其對分離效率的影響。在具體講解中，以實(shí)際問題為中心，通過圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的多媒體教學(xué)手段將問題逐層剖析，并利用計(jì)算機(jī)輔助演示和板書演示，運(yùn)用啟發(fā)式和討論式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考，將書本知識轉(zhuǎn)化為解決問題的能力。

4.課程考核注重案例分析能力的考核。在考核評價(jià)上，采用筆試加案例分析答辯相結(jié)合的方式，筆試重在基本概念、理論和方法的考查，案例分析則突出工程能力和創(chuàng)新意識的考核。在作業(yè)布置方面，根據(jù)每節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，布置案例分析任務(wù)，這既能夠夯實(shí)學(xué)生在課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，又可以提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生開展畢業(yè)論文的研究工作奠定基礎(chǔ)。

二、具體實(shí)例及成效

通過上述教學(xué)改革及實(shí)踐，提升了學(xué)生對開展實(shí)驗(yàn)研究工作所需實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立開展科研工作的能力。學(xué)生獨(dú)立完成的一套氣固外取熱器強(qiáng)化大型冷模實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。該裝置主要包括：預(yù)分配器、氣體分布器、筒體、旋風(fēng)分離器、料腿、換熱管、支架和底座。在設(shè)計(jì)過程中，除了裝置的主體結(jié)構(gòu)外，還要考慮鼓風(fēng)機(jī)和流量計(jì)的選擇，以及松動(dòng)點(diǎn)和測試點(diǎn)的布置、測試儀器的選擇。具體設(shè)計(jì)步驟為：

1.根據(jù)工業(yè)外取熱器的操作范圍，確定實(shí)驗(yàn)的操作氣速。