依托化工設計大賽提升畢業(yè)設計質(zhì)量的探索

(洛陽師范學院 化學化工學院，河南 洛陽 471022)

高等院校的畢業(yè)設計(論文)是本科生完成四年教學計劃的最后一個綜合實踐教學環(huán)節(jié)。它是本科生培養(yǎng)過程中不可缺少的重要一環(huán)，是學生畢業(yè)前夕獨立完成的綜合性作業(yè)，是反映本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標，其旨在培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識和技能來解決實際問題的能力。因此，畢業(yè)設計(論文)在高等院校本科教育中具有舉足輕重的地位[1-5]。

然而化工畢業(yè)設計不同于畢業(yè)論文，它的組成部分不只是一篇學術論文，還有其它特殊要求。在《化工專業(yè)認證標準(2015版)》中明確規(guī)定畢業(yè)設計的內(nèi)容：運用資料(文獻、手冊、規(guī)范、標準等)搜集所需的信息；技術路線的選擇及操作參數(shù)控制方案的確定；分析方案的制定；編程或利用現(xiàn)有軟件進行裝置的工藝計算及典型設備的選型和計算；帶控制點工藝流程圖、設備布置圖及主要設備施工圖等工程圖紙的繪制；安全衛(wèi)生及“三廢”治理方案的制定；裝置的技術經(jīng)濟評價；撰寫設計計算書和設計說明書；結(jié)題答辯等。這充分說明做一份優(yōu)秀的畢業(yè)設計是需要投入很多的時間和精力，是需要付出很大的努力的[6]。

全國大學生化工設計大賽是國內(nèi)全日制在校本科大學生化學工程與工藝專業(yè)級別最高、規(guī)模最大的學科比賽?；ぴO計大賽自2007年舉辦首屆以來，已經(jīng)成功舉辦了12屆。大賽要求學生以團隊形式參賽，每5人為一隊，參賽隊伍根據(jù)指定的一個具體化工項目為設計主題，從2月份設計題目下達開始到7月20日提交初賽作品，短短5個月的時間內(nèi)，需要查閱資料，集體商討設計思路，分工負責，團結(jié)協(xié)作。從該化工項目的可行性報告(包括建設規(guī)模及產(chǎn)品方案、原料需求清單及來源、公用工程需求表、三廢排放量表、投資估算表、經(jīng)濟效益分析表等)、工藝流程、過程模擬與優(yōu)化、設備設計、自動控制、工廠總圖與平立面布局、環(huán)境保護、重大危險源分析及相應安全措施、土建等方面進行設計說明，并提交設計作品[7-8]。學生在完成項目的過程中會使用到的軟件主要包括Aspen Plus、AutoCAD、Origin、ChemOffice、Sketchup，Smartplant 3D以及PDMS等[9]。

綜上可見，化工專業(yè)的畢業(yè)設計和全國大學生化工設計大賽的內(nèi)容及要求是一致的。通過化工設計大賽，一方面可以增強學生搜集信息和自主學習能力，培養(yǎng)學生分工協(xié)作的能力，提升運用所學知識解決實際工程技術問題的能力；另一方面，以參加全國化工設計大賽為契機，把設計大賽的內(nèi)容貫徹落實到畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)中去，以提高化工專業(yè)畢業(yè)設計質(zhì)量。

1 目前畢業(yè)設計工作中面臨的問題

化學工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)設計本應是一個工科大學生在畢業(yè)前夕培養(yǎng)工程實踐能力和創(chuàng)新能力的平臺，然而實際上這一環(huán)節(jié)并未能很好地體現(xiàn)新時期國家對高校工科專業(yè)創(chuàng)新教育的需求，且設計質(zhì)量也成下滑的趨勢。究其原因，大致有以下幾個方面的問題。

1.1 工程設計類課題數(shù)量偏低，且選題與生產(chǎn)實際脫節(jié)

化工專業(yè)學生進行工程設計類課題的比例不高，而且在設計選題上很難做到《化工類專業(yè)教學質(zhì)量國家標準》(以下簡稱《標準》)所要求的全部內(nèi)容。以我院化工專業(yè)為例，近5年來學生進行設計類課題的比例約占10%，大部分學生跟隨指導教師的科研項目做實驗，來完成畢業(yè)論文。導致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是多方面的，諸如高校近幾年引進教師主要以“高學歷、高科研”為基準，缺乏現(xiàn)場工作經(jīng)驗和設計工作經(jīng)歷，難以達到作為畢業(yè)設計指導教師的要求[10]。學校對畢業(yè)設計投入的經(jīng)費不足，不能聘請企業(yè)或行業(yè)專家對學生的畢業(yè)設計進行設計和考核；學校對青年教師的工程能力和工程素養(yǎng)的培訓投 入不足，青年教師的工程實踐以及解決企業(yè)生產(chǎn)技術問題的能力亟待提升。

另外，選題還是以傳統(tǒng)流程、課題為主，來源于工程實際的課題較少，出于商業(yè)機密等原因的技術細節(jié)不適合也不適用于畢業(yè)設計的選題，因此，大部分畢業(yè)設計仍是合成氨、甲醇精制等傳統(tǒng)課題，變化僅在于設計任務量不同，導致了畢業(yè)設計題目質(zhì)量下降，學生的興趣也逐漸降低。

1.2 畢業(yè)設計時間安排不合理，學生對課題不重視，采取敷衍的態(tài)度

大部分高校的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)安排在第八學期，雖然會在1月份進行選題和開題，但很少有學生在寒假期間就開展工作，大部分學生都是在開學后(3月份)才開始。在這10周左右的時間內(nèi)，學生除了要完成畢業(yè)設計任務外，還要面臨找工作、研究生復試、調(diào)劑、考公務員、招教、選調(diào)生等壓力，整日在外奔波，這在客觀上對畢業(yè)設計的進度造成嚴重影響，致使設計質(zhì)量下降，并且重復率偏高等不良現(xiàn)象頻生[11-12]。

1.3 畢業(yè)設計的內(nèi)容體系與《指南》中要求的有一定差距

由于受到畢業(yè)設計時間的限制，畢業(yè)設計的內(nèi)容尚不能完全涵蓋《標準》和《工程教育認證工作指南(2015版)》(以下簡稱《指南》)中所要求的。以我院化工專業(yè)畢業(yè)設計為例，設計內(nèi)容目前包括任務書，工藝計算，設備計算及選型，管道計算及選型，P&ID圖，設備圖等，與《化工專業(yè)認證標準(2015版)》中所規(guī)定的畢業(yè)設計內(nèi)容相比，沒有進行設備布置圖及主要設備施工圖等工程圖紙的繪制，安全衛(wèi)生及“三廢”治理方案的制定，裝置的技術經(jīng)濟評價等。如果按照國家教學質(zhì)量標準來考核畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的話，是遠遠不達標的。

1.4 指導教師工程實踐能力亟需提升

化工專業(yè)專任教師的工程背景與《標準》和《指南》中所要求的遠遠不符。在《標準》中對專任教師的工程背景有明確規(guī)定：80%以上的專任教師和實驗指導教師應有累計不少于6個月的工程實踐經(jīng)歷(包括指導實習、與企業(yè)合作項目、企業(yè)工作等)。由于高校近幾年引進教師時，主要以“高學歷、高科研”為基準，缺乏現(xiàn)場工作經(jīng)驗和設計工作經(jīng)歷；再加上現(xiàn)行的高校教師評職稱的制度和要求，促使工科的教師把大部分時間和精力放在做科研實驗、發(fā)高檔次科研論文上，因此工科教師難以去提高自身的工程實踐能力以及解決企業(yè)生產(chǎn)技術問題的能力，很難潛心進行畢業(yè)設計指導。

2 依托大賽提高畢業(yè)設計的措施

全國大學生化工設計大賽是在《標準》的基礎上，對大學生提出的更高要求，并且大賽對知識的綜合運用程度要求也很高。因此，如果在教學工作中能將大賽和畢業(yè)設計環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，就可以相互促進，對學生學習、比賽都會產(chǎn)生有益影響。如果能在日常教學工作中加入與大賽要求相類似的課題，將會更有利于人才的選拔，對大賽的質(zhì)量也會起到提高作用。

2.1 實現(xiàn)學生按需選題

以全國大學生化工設計大賽為契機，建立以項目為導向的畢業(yè)設計選題、開題、設計、答辯等流程一體化的設計模式，實現(xiàn)學生按需選題。

在化工設計大賽中，5位同學既有分工亦有合作，其目的是增強學生在真實項目下的團隊協(xié)同作戰(zhàn)意識和能力，在一個真實的工程環(huán)境下協(xié)同完成一項任務，可以激發(fā)學生的興趣和積極性。在畢業(yè)設計中，建立以項目為導向的畢業(yè)設計選題，在項目總體設計的基礎上，實現(xiàn)各項任務子系統(tǒng)的分解設計，一個項目可以由3～5名學生來共同完成。引導學生構思設計方案，在項目導向和真實的工程環(huán)境中完成畢業(yè)設計，可以集思廣益，開闊視野，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。

2.2 建立項目導向機制下的畢業(yè)設計文件范例

針對本科生畢業(yè)設計的每一個環(huán)節(jié)，我校均有相關文件及模版來指導各環(huán)節(jié)的文字撰寫，這是我們的優(yōu)勢和基礎。但在實踐中，僅僅依靠這些模板學生還不足以撰寫出合格的設計文稿，指導教師還需花費大量的時間和多次反復的審閱批改才能完成。因此，建立規(guī)范化的設計文件樣本以及撰寫指南，對減少設計文稿的寫作時間和指導時間均具有積極的作用。化工類專業(yè)畢業(yè)設計文件具有很多共性的問題，總結(jié)規(guī)律，提出各類化工系統(tǒng)的標準化設計文件以供后續(xù)的畢業(yè)設計參考。

2.3 以賽促學，以賽促教

依托于化工設計大賽，讓更多的青年教師參與進來，通過自學并指導學生，提高自身的工程實踐能力。此外，教師通過參與指導全國化工設計大賽，增進與化工企業(yè)市場的溝通與合作，從而更有利于課堂的教學模式變革。學生通過參加全國化工設計大賽，能夠開拓眼界，將所學的理論知識更好地轉(zhuǎn)化為指導實踐，在實踐過程中更進一步地理解和完善理論知識，在進行畢業(yè)設計環(huán)節(jié)時更能得心應手，有的放矢。

進行化工設計大賽并不局限于一組或兩組學生，通過老生指導新生的“傳幫帶”形式，可以惠及所有對化工設計感興趣的學生，從而使化工設計競賽成為化工專業(yè)學生的一種常態(tài)，讓更多的學生參與進來，提前熟悉化工設計的流程，為第八學期的畢業(yè)設計做準備。

3 總結(jié)

以全國大學生化工設計大賽為契機，深化化工專業(yè)畢業(yè)設計的改革，充分體現(xiàn)“以賽促學、以賽促教”。通過比賽，使更多的老師和學生走出校門，去體驗化工企業(yè)和化工市場的氛圍，從而達到理論和實踐的結(jié)合，實現(xiàn)真正意義上的教學服務社會，回饋社會的理念，由此形成一種雙贏的局面。通過“項目導向、任務分解”機制來探索提升畢業(yè)設計質(zhì)量的途徑，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，增強學生的工程實踐能力。