地方高?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的探索與實踐

張 宇 鄧慶芳 賈麗華 陳朝暉 趙云鵬 王 平

(齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

化工產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，具有過程復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)和技術(shù)密集等特點(diǎn)。近年來，隨著我國化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的深入發(fā)展，形成了“現(xiàn)代化、綠色化、國際化”的、有明顯區(qū)域特征的化工人才需求趨勢[1]。培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需求的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才已經(jīng)成為化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。

齊齊哈爾大學(xué)為黑龍江省屬普通高校，在二十多年的發(fā)展歷程中，化學(xué)工程與工藝專業(yè)先后入選省重點(diǎn)專業(yè)、國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、教育部“本科教學(xué)工程”地方高校第一批本科專業(yè)綜合改革試點(diǎn)、省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，2021年通過教育部工程教育專業(yè)認(rèn)證。化工專業(yè)為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，進(jìn)行了一系列人才培養(yǎng)模式改革的探索與實踐，本文總結(jié)了相關(guān)的經(jīng)驗和思路。

1 以需求為導(dǎo)向，優(yōu)化專業(yè)理論課程體系

化工專業(yè)本著夯實專業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化工程實踐的原則，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，基于本專業(yè)學(xué)生所應(yīng)具備的專業(yè)技能和能力要求，構(gòu)建了專業(yè)理論課程體系。

從新生入學(xué)伊始，專業(yè)開設(shè)了化工與制藥類專業(yè)導(dǎo)論課程，提高學(xué)生對現(xiàn)代化工的全面認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)自信。大學(xué)二年級開設(shè)化工工藝學(xué)、化工原理、學(xué)科前言等專業(yè)基礎(chǔ)課程，提高學(xué)生的專業(yè)認(rèn)識，擴(kuò)寬學(xué)生的專業(yè)視野，幫助學(xué)生進(jìn)入專業(yè)課的學(xué)習(xí)。大學(xué)三年級在原有化學(xué)反應(yīng)工程、化工熱力學(xué)、化工設(shè)計等專業(yè)主干課程的基礎(chǔ)上，開設(shè)化工過程分析與合成、化工分離工程等課程，以提高學(xué)生解決化工領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力；增設(shè)化工安全與環(huán)保、化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)等課程，樹立學(xué)生綠色發(fā)展理念、培養(yǎng)學(xué)生經(jīng)濟(jì)分析能力，使其在工程實踐中具有危害識別和風(fēng)險控制的能力。大學(xué)四年級針對不同專業(yè)培養(yǎng)方向，結(jié)合專業(yè)發(fā)展歷史和地緣優(yōu)勢，開設(shè)表面活性劑生產(chǎn)工藝、化工傳遞過程、工業(yè)催化技術(shù)、精細(xì)化學(xué)品合成與工藝、有機(jī)化工、催化劑的合成與表征等課程，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生畢業(yè)時具有從事與本專業(yè)相關(guān)的設(shè)計和研究工作的能力。

2 基于項目教學(xué)，整合專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容

將全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽與化工專業(yè)理論課教學(xué)全面結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力為目標(biāo)，將化工設(shè)計競賽題目作為設(shè)計項目貫穿于專業(yè)課堂教學(xué)過程中，使學(xué)生實現(xiàn)基于設(shè)計項目的教育和學(xué)習(xí)。

圍繞化工設(shè)計競賽內(nèi)容，優(yōu)化理論教學(xué)課程體系，實現(xiàn)各門課程的知識體系無縫連接。建立新的課群與課組，明確各門課程講授的重點(diǎn)，使理論教學(xué)體系完整、重點(diǎn)難點(diǎn)突出、學(xué)時合理分配；將職業(yè)道德、可持續(xù)發(fā)展觀念、現(xiàn)代設(shè)計理念、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)代化工設(shè)計工具、國家標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計工作所需的理論與方法引入教學(xué)，將現(xiàn)代化工設(shè)計模擬軟件用于各自的教學(xué)過程。

各門課程將設(shè)計項目內(nèi)容分解、整合到各自授課計劃中，并不斷完善授課內(nèi)容、調(diào)整授課手段，在授課過程中注重工程思維、工程概念的培養(yǎng)，指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時逐漸完成項目設(shè)計，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決所遇到實際問題，實現(xiàn)學(xué)中做、做中學(xué)。各門課程結(jié)合自身特點(diǎn)，實現(xiàn)考核方式多元化，實施形成性評價，形成性評價原則上不少于三種考核方式，確保過程性考核比例考試課不低于30%、考查課不低于50%，實現(xiàn)過程性考核與結(jié)果性考核的有機(jī)結(jié)合。

3 強(qiáng)化工程實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建專業(yè)實踐教學(xué)體系

化工專業(yè)實踐教學(xué)體系由實驗(化工專業(yè)實驗)、實習(xí)(認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí))、實訓(xùn)(創(chuàng)新綜合實踐、化工過程課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計(論文))三部分組成。遵循“理論-實踐-再理論-再實踐”的規(guī)律，化工專業(yè)將實踐教學(xué)合理地分布在各個學(xué)期，專業(yè)基本理論貫穿于實踐教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，使實踐教學(xué)和理論教學(xué)交替呼應(yīng)，培養(yǎng)和提升學(xué)生的工程實踐能力。

化工專業(yè)實驗包含化工熱力學(xué)實驗、化學(xué)反應(yīng)工程實驗、化工分離技術(shù)實驗和專業(yè)特色實驗，分兩個學(xué)期進(jìn)行。在實驗教學(xué)中，從掌握、驗證化工基本理論知識(如二氧化碳p-V-T關(guān)系測定及臨界狀態(tài)觀測實驗)和提高基本實驗技能(如三元液液平衡數(shù)據(jù)的測定實驗)入手，到強(qiáng)化實驗的設(shè)計性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性(如連續(xù)反應(yīng)精餾法制乙酸乙酯實驗)，逐步提升學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新意識。此外，結(jié)合地方行業(yè)需求和辦學(xué)特色，開設(shè)表面活性劑的制備及表面張力的測定、酯化反應(yīng)評價催化劑、固定床乙醇脫水制乙烯等實驗。同時將化工模擬仿真引入實驗教學(xué)中，提升傳統(tǒng)化工專業(yè)實驗的內(nèi)涵[2]。

專業(yè)在大學(xué)二年級開設(shè)認(rèn)識實習(xí)，以專業(yè)講座和企業(yè)參觀為主[3]，旨在使學(xué)生理解化工專業(yè)與化工產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵，提高學(xué)生對職業(yè)道德規(guī)范的認(rèn)識，增強(qiáng)其社會責(zé)任感；大學(xué)四年級開設(shè)生產(chǎn)實習(xí)，以虛擬仿真和企業(yè)現(xiàn)場實習(xí)為主，旨在培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力。在仿真實習(xí)中，為學(xué)生提供與企業(yè)生產(chǎn)中控界面相似的仿真界面，如煤制甲醇虛擬仿真平臺，讓學(xué)生獨(dú)立操作仿真軟件，模擬甲醇合成與精制工段的冷態(tài)開車、正常操作以及正常停車過程，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)實習(xí)中學(xué)生無法親自動手操作的不足[4]；然后通過企業(yè)現(xiàn)場實習(xí)使學(xué)生加深對仿真實習(xí)所學(xué)知識的理解，掌握工廠在實際生產(chǎn)中的操作方法，從而有效提高學(xué)生主動思考、靈活解決復(fù)雜工程問題的能力。

專業(yè)秉承創(chuàng)新意識與工程能力相結(jié)合的理念，開設(shè)創(chuàng)新綜合實踐課程，積極引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研項目和各項學(xué)科競賽，在科學(xué)研究中注重學(xué)生工程化思維的訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高?；み^程課程設(shè)計課程則是圍繞全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽展開，選取當(dāng)年競賽題目為項目設(shè)計題目。學(xué)生5人一組，團(tuán)隊成員在隊長帶領(lǐng)下分解任務(wù)、明確目標(biāo)，分工協(xié)作完成。在設(shè)計過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，真正做到學(xué)以致用，以檢驗學(xué)生對專業(yè)知識的掌握和理解程度，提高其解決實際問題的能力和創(chuàng)新意識。設(shè)計完成后，除按要求提交項目可行性報告、全流程Aspen模擬文件、PID圖紙外，學(xué)生還需通過團(tuán)隊答辯形式展示設(shè)計作品，實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

在畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié)，采用指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)制，每生一題，量化其工作任務(wù)。題目應(yīng)結(jié)合工程實際，強(qiáng)化解決復(fù)雜工程問題；鼓勵學(xué)生和老師溝通后共同選題或根據(jù)實際需求對已有題目進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以滿足學(xué)生的專業(yè)興趣和就業(yè)需求[5]。在設(shè)計過程中，強(qiáng)化全過程管理，指導(dǎo)教師每周至少現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生2次，檢查學(xué)生工作進(jìn)度、講解設(shè)計過程學(xué)生所遇到的問題，并制定下一次考核的任務(wù)目標(biāo)，形成進(jìn)程記錄；專業(yè)設(shè)置開題報告會、中期檢查、終期檢查等時間節(jié)點(diǎn)，檢查全部學(xué)生的工作進(jìn)展以及教師對學(xué)生的有效指導(dǎo)情況，確保畢業(yè)設(shè)計(論文)的完成質(zhì)量。在成績評定方面，專業(yè)建立基于指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯小組三方面考核的評價體系，多維度考核學(xué)生的工程實踐能力[6]。指導(dǎo)教師基于設(shè)計的全過程對設(shè)計作品進(jìn)行綜合評價，評閱教師重點(diǎn)評價設(shè)計作品質(zhì)量，而答辯小組則全面考核學(xué)生對畢設(shè)工作的綜合理解、專業(yè)知識應(yīng)用與溝通表達(dá)能力等。此外，專業(yè)積極聘請企業(yè)專家全面參與畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)和答辯環(huán)節(jié)，以此強(qiáng)化學(xué)生工程意識和實踐能力的培養(yǎng)。

4 結(jié)語

當(dāng)前我國化工產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出向綠色、高端、區(qū)域發(fā)展的新態(tài)勢。各地方高校化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)主動適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，以培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向，在課程體系設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容整合等方面進(jìn)行全面改革，積極探索和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，整體提升化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。