《化工原理》課程工程能力培養(yǎng)的構(gòu)建與實施

張 楠

(安陽工學院 化學與環(huán)境工程學院，河南 安陽 455000)

化工原理是化工及相關專業(yè)最為重要的核心主干課程，也是由理轉(zhuǎn)工的第一門專業(yè)課程，其教學效果直接關系并影響學生的工程實踐能力和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在新工科建設和專業(yè)工程認證背景下，如何強化實踐型、應用型人才培養(yǎng)的尤顯重要[1-3]。

化工工程設計及優(yōu)化建立于工程倫理之上，對于工程師責任意識、擔當意識、科研思維、創(chuàng)新思維等有非常高的要求，高校教師在專業(yè)教育內(nèi)容實施過程中，更要注重好合理的工程倫理切入和擔當意識引導，做好“卓越化工工程接棒人”的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。同時，工程能力培養(yǎng)在課程中的考核體現(xiàn)、信息反饋與構(gòu)架完善的效果，更是直接決定了該教育模式是否成功、能否實現(xiàn)對工程人才培養(yǎng)正向的激勵響應。

我?；I(yè)是省一流專業(yè)，作為專業(yè)基礎課，《化工原理》是學生工程能力培養(yǎng)的第一道階梯，是工程思維構(gòu)筑和工程責任意識養(yǎng)成的重要階段，因此，在理論課程教授過程中把控好工程實踐能力的培養(yǎng)是非常必要且有益的嘗試。

1 課程工程能力培養(yǎng)目標的設計

《化工原理》課程以化工生產(chǎn)中的單元操作為主要講解對象，對于其作用、過程原理、操作方法、設計方法、優(yōu)化手段及設備特點等進行詳細介紹，注重對學生邏輯思維、工程設計、工藝優(yōu)化及研發(fā)能力的綜合培養(yǎng)，結(jié)合課程培養(yǎng)目標，工程能力的教育目標設計如下：

(1)培養(yǎng)學生客觀、嚴謹?shù)倪壿嬎季S，運用科學的方法論觀察、分析和解決工程過程的實際問題；

(2)培養(yǎng)學生能夠運用所學內(nèi)容進行科學、精細、完整、有效的工程設計及工藝優(yōu)化，促成其工程師職業(yè)認知和責任意識的養(yǎng)成。

(3)創(chuàng)新是高等教育區(qū)別于其它教育的明顯特征，基于新時代科技迅猛發(fā)展的國家建設需要，學生要能將理論知識及實踐技能，落地在技術創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面。

(4)培養(yǎng)學生民族自豪感，更要培養(yǎng)其以國家發(fā)展、行業(yè)興盛、民族擔當為己任。

2 課程工程能力培養(yǎng)點的設計

我校《化工原理》課程開展采用模塊化模式設計[4]，結(jié)合課程不同模塊特點及工程能力培養(yǎng)教學要求，具體設計了如下的不同鏈接，并在各部分嚴格甄選事例來確保培養(yǎng)效果：

表1 《化工原理》課程的工程能力培養(yǎng)點設計與示例

3 考核方式的設計

為充分、全面、合理地考察學生的德育效果，在課程的考核方式上，我們也適度增加了工程倫理的元素，比如：在平時成績中注意學生互動參與度特別是工程倫理互動參與度的表現(xiàn)，如：伯努利方程中各種能量形式的互換，引導學生分析現(xiàn)實生活中高壓消防水槍噴水過程中，水的各種能量形式變化，提煉出從消防水槍設計的注意點和設計不嚴謹可能引起的事故，觀察學生分析階段和感悟階段的具體表現(xiàn)；在小型項目化作業(yè)中，對于能夠從一般知識分析上升到工程設計思路解析的，總評分提升1～2分，例如：小項目化作業(yè)“尋找身邊的化工設備”，有家在農(nóng)村的同學會拍攝水泵，能找到進出口管路、閥門和電機的部件的計3分，能夠進一步依據(jù)設備外部細節(jié)和操作方法特點來分析泵的類型的，或能對其擺放位置的考慮因素進行分析等的，可加分至4或5分；在常規(guī)筆試考試中，增加了對于方法論掌握情況、工程師責任和創(chuàng)新意識檢測的半開放式試題，約占4～8分。

4 工程能力培養(yǎng)下教學效果的變化

4.1 學生工程理念有明顯增強

我?！痘ぴ怼贩稚舷聝蓪W期進行，在第一學期課程思政結(jié)束后，從第二學期同學們的課堂表現(xiàn)特別是工程問題分析互動中，明顯可以看出，學生已能較好體現(xiàn)出化工工程師應具有的“經(jīng)濟性”、“安全性”和“環(huán)保性”等意識。在后期的下廠實習過程中，其實習報告中也能看出，多數(shù)同學也能夠主動挖掘企業(yè)生產(chǎn)效果提升及經(jīng)濟、安全或環(huán)保問題改善的措施。

4.2 學生對于工程師職業(yè)有了更深刻的責任意識

在《化工原理》課程剛開始時所做的調(diào)研工作中，對于化工工程設計、工藝優(yōu)化的工作內(nèi)容有熟悉和了解的學生比例僅不到10%，有意愿從事相關工作的人員比例不足30%；在課程后期所做的回訪中，對工程設計和工藝優(yōu)化有較高興趣的學生人數(shù)提升至60%以上，且絕大多數(shù)學生在以此內(nèi)容為主題的課堂互動中表現(xiàn)積極，興致盎然，其分析過程對于問題各個層面的考慮越來越趨近全面，可見其責任意識也有明顯增強。

4.3 學生的民族自豪感及行業(yè)擔當意識成效初顯

在工程能力培養(yǎng)全線融入過程中，“大國重器”、“尖端科技”等教育內(nèi)容總能使課堂氛圍格外熱烈或沉重，學生學習自覺性及主動性會有階段性提升，課下交流中，更多同學會對于這部分內(nèi)容的細節(jié)進行詢問，也會對化工行業(yè)的振興融入更多個人的目標規(guī)劃。

4.4 創(chuàng)新意識有較大提高

課程進行過程中，學生在環(huán)保設備設計大賽、化工設計大賽、互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)業(yè)大賽、大學生科技創(chuàng)新等專業(yè)創(chuàng)新類賽事中報名積極，多名同學甚至以化工原理課程相關內(nèi)容為契合點進行了設備部件或工藝的優(yōu)化與創(chuàng)新，學生的創(chuàng)新能力和意識得到了增強。