基于工程教育認(rèn)證理念下《腐蝕與密封》課程的教學(xué)改革與思考研究

劉金東，林國慶，李浩榮，陳 慶

(吉林化工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家對創(chuàng)新型人才和復(fù)合型高級工程技術(shù)人才的需求大幅增加，如何培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和創(chuàng)新意識已成為全國相關(guān)高校面臨的首要問題[1-3]。自2016年我國正式加入國際工程教育互認(rèn)的《華盛頓協(xié)議》以來，復(fù)雜工程問題的解決能力就成為我國高校擬認(rèn)證工程專業(yè)學(xué)生必須具備的核心能力[4]。為了更好吸收國際工程教育的新理念、進(jìn)一步加強(qiáng)與國際教育互認(rèn)，自2018年起，我校過程裝備與控制工程專業(yè)也正式接軌工程教育認(rèn)證，也已取得了一部分階段性的進(jìn)展?；诠こ探逃J(rèn)證理念，過程裝備與控制工程專業(yè)的各門課程將遵循工程教育認(rèn)證體系下人才培養(yǎng)的理念進(jìn)行改革與創(chuàng)新，將以學(xué)生發(fā)展為中心、以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)，以及培養(yǎng)學(xué)生解決工程問題能力作為核心培養(yǎng)的目標(biāo)[5-6]。

腐蝕問題現(xiàn)已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，大量的材料、構(gòu)件和設(shè)備因腐蝕而損壞報廢。腐蝕對化工等企業(yè)的危害極大，不僅在于金屬資源受到損失，還在于正常生產(chǎn)受到影響，因腐蝕造成的設(shè)備事故對化工人員安全也會帶來嚴(yán)重的威脅。因此，學(xué)習(xí)了解腐蝕產(chǎn)生的原因，掌握如何控制腐蝕對過程裝備與控制工程專業(yè)的本科學(xué)生而言是極其重要的[7-8]。同樣，化工設(shè)備密封問題也同樣值得關(guān)注，每年因為化工設(shè)備泄露造成的經(jīng)濟(jì)及人員損失極大，各大化工泄露爆炸案例已經(jīng)為人們多次敲響警鐘，因此掌握化工設(shè)備密封技術(shù)、化工設(shè)備泄露檢測技術(shù)對過程裝備與控制工程專業(yè)的本科學(xué)生而言也同樣意義重大[9]。

一、《腐蝕與密封》課程內(nèi)容

《腐蝕與密封》課程是我校過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生大三上學(xué)期開設(shè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，選用閆康平教授主編的《過程裝備腐蝕與防護(hù)》與蔡仁良教授主編的《過程裝備密封技術(shù)》，理論授課共32學(xué)時。本課程具備涉及面廣、綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)等特點。通過運用電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕等知識，進(jìn)行材料腐蝕的解析以及新型防腐蝕材料的開發(fā)、金屬材料防腐蝕的分析與設(shè)計，研究非金屬材料的特性，結(jié)合電化學(xué)保護(hù)的控制，實現(xiàn)對不同材料防腐，從而提高化工設(shè)備工程和工藝水平[10-11]。通過運用流體密封以及流體力學(xué)、金屬工藝學(xué)、材料學(xué)等知識，進(jìn)行流體密封原理的解析、密封原件的開發(fā)、合理密封結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計，研究不同流體密封技術(shù)以及不同密封原件特性，結(jié)合生產(chǎn)工藝流程的控制，實現(xiàn)防泄漏的目的，從而提高過程裝備的工程和工藝水平[12]。本課程的課程目標(biāo)主要體現(xiàn)于兩個方面：首先，能夠應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識和所學(xué)的專業(yè)知識，進(jìn)行材料防腐和密封的設(shè)計，并能分析和解決石化、機(jī)械等領(lǐng)域生產(chǎn)中的有關(guān)問題；其次，了解化工等行業(yè)的腐蝕和泄露危害及其對節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的影響。以上兩點可分別對應(yīng)于過程裝備與控制工程專業(yè)“設(shè)計/開發(fā)解決方案”和“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”的兩點畢業(yè)要求。因此，基于工程教育認(rèn)證理念下將《腐蝕與密封》這門課程進(jìn)行改革與創(chuàng)新對于過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生而言是十分必要的，也是迫在眉睫的。

二、《腐蝕與密封》課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

腐蝕與密封課程具有概念多、內(nèi)容多、理論知識抽象，聯(lián)系工程實際面廣等特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在部分不盡如人意的情況?！陡g與密封》課程學(xué)習(xí)目前主要存在以下問題：

(一) 學(xué)生不夠重視

由于大部分專業(yè)課均從本學(xué)期開始，部分學(xué)生更專注于“考試”課的學(xué)習(xí)，基本占據(jù)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主要時間，而疏忽“考察”課的學(xué)習(xí)；部分學(xué)生學(xué)習(xí)效率不佳，處于應(yīng)付狀態(tài)，缺乏學(xué)習(xí)興趣。也有一部分學(xué)生已經(jīng)將學(xué)習(xí)的重心放到考研上面，對“考察”課缺乏重視。

(二) 課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時少

《腐蝕與密封》課程分為兩部分，其中腐蝕與防護(hù)部分需要講授六章內(nèi)容，密封部分需要講授五章內(nèi)容。主要涉及材料腐蝕的解析、非金屬材料的特性、新型防腐蝕材料的開發(fā)、金屬材料防腐蝕的分析與設(shè)計、流體密封以及流體力學(xué)、金屬工藝學(xué)、材料學(xué)等方面知識。由于課程中涉及相關(guān)理論較多，內(nèi)容較抽象，學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)難于較好的理解。

(三) 實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練不足

由于腐蝕與密封課程不具備相應(yīng)的實驗課程，因此學(xué)生在了解、觀察案例現(xiàn)象，分析具體理論方面存在一定困難，導(dǎo)致對該門課程缺乏足夠的整體認(rèn)識與正確理解。

(四) 師生互動薄弱

由于課程學(xué)時有限，教師為在有限時間完成相應(yīng)教學(xué)計劃，易出現(xiàn)“填鴨式”的教學(xué)模式進(jìn)行理論教授，從而使學(xué)生易出現(xiàn)聽課疲勞現(xiàn)象。

三、課程改革與思考

通過從深層次理解工程教育認(rèn)證的內(nèi)涵，總結(jié)吸取國內(nèi)、外工程認(rèn)證體系下人才培養(yǎng)模式經(jīng)驗，結(jié)合行業(yè)發(fā)展特點，構(gòu)建迎合工程教育認(rèn)證理念下課程的教學(xué)模式和體系；培養(yǎng)既懂專業(yè)知識和技能，又具有經(jīng)營管理才能，具有較好過程裝備與控制工程專業(yè)知識能力的專業(yè)人才；因此，在人才培養(yǎng)體系、課程體系、教學(xué)方法和手段等方面進(jìn)行全方位的改革與探索。結(jié)合《腐蝕與密封》課程的現(xiàn)狀及特點，進(jìn)行了以下課程改革。

(一) 拓寬課程領(lǐng)域視野

《腐蝕與密封》課程授課教師通過網(wǎng)絡(luò)等方式收集國內(nèi)外本專業(yè)最新的研究進(jìn)展，將科研成果與教學(xué)相融合，把科研實例帶入課堂，擴(kuò)展學(xué)生視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的同時也能與科研實際相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生以科學(xué)的研究思維分析問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。開展慕課，翻轉(zhuǎn)課堂等新穎教學(xué)方式，利用網(wǎng)絡(luò)資源，將網(wǎng)絡(luò)中同類型精品課程的課程視頻、課件傳遞給學(xué)生，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

(二) 加強(qiáng)校企技術(shù)交流與合作

教師應(yīng)加強(qiáng)與企業(yè)的技術(shù)交流與合作，可以不定期地到相關(guān)企業(yè)或?qū)嵺`基地掛職鍛煉，一方面可以豐富教師自身的工程實踐經(jīng)歷，將此期間的收獲和經(jīng)驗在授課時與學(xué)生分享，讓學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容盡快與社會接軌；另一方面通過赴企業(yè)學(xué)習(xí)也對本行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和工藝有了新的認(rèn)識和理解，豐富了教學(xué)內(nèi)容，有助于提高教學(xué)質(zhì)量。

(三) 推進(jìn)團(tuán)隊協(xié)作意識

教學(xué)中對學(xué)生設(shè)立學(xué)習(xí)興趣小組，每組幾名同學(xué)要求結(jié)合科技論文檢索課程知識搜索化工行業(yè)有關(guān)本門課程最新的實踐案例，結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識及本門課程知識分析案例形成主要原因，解決此類問題的具體措施等一系列方案，過程中實現(xiàn)“個人責(zé)任制”，每名同學(xué)負(fù)責(zé)各自環(huán)節(jié)，最后形成連貫的體系，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作、分析問題、解決問題能力，以達(dá)到OBE理念中“學(xué)生為心”的目的。教學(xué)中結(jié)合學(xué)習(xí)興趣小組中學(xué)生出現(xiàn)的問題，以其他組同學(xué)進(jìn)行評審的方式進(jìn)行打分，由教師做評判，使學(xué)生具有分析運用、評審相關(guān)專業(yè)知識的能力，以達(dá)到OBE理念中“成果為導(dǎo)向”的目的。除了常規(guī)教學(xué)考核中的平時作業(yè)外，本課程實行大作業(yè)考核方案，要求學(xué)生以小組為單位，調(diào)研實際工程案例，分析原因，并以團(tuán)隊的形式提供其解決方案，此法提高了學(xué)生完成教學(xué)活動的積極性，鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作及溝通能力，使一些學(xué)生感到不能渾水摸魚，不得不投入學(xué)習(xí)。

(四) 深化課程持續(xù)改進(jìn)

通過智能教學(xué)平臺，利用網(wǎng)上簽到、評論區(qū)留言、隨堂測驗等方式實時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)、學(xué)習(xí)效果。期末階段利用智能網(wǎng)絡(luò)平臺得出學(xué)生學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)，并結(jié)合課程計算達(dá)成度、質(zhì)量分析報告等資料總結(jié)分析上一輪學(xué)習(xí)過程中學(xué)生存在的學(xué)習(xí)問題及不足，從而在新一輪課程中進(jìn)行改進(jìn)。同時，不斷更新了解新工科背景下，國內(nèi)外工程教育認(rèn)證理念下課程設(shè)置的研究現(xiàn)狀。對先前教學(xué)改革中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思，重新查閱國內(nèi)外工程教育認(rèn)證理念下各高校的課程改革方式，設(shè)立方案，以達(dá)到OBE理念中“持續(xù)改進(jìn)”的目的。通過課程多樣化、評價過程體系化、學(xué)科交叉融合等方式探索在工程教育認(rèn)證理念下《腐蝕與密封》課程的教學(xué)新體系。

(五) 引入課程思政

開展課程思政是以習(xí)近平總書記關(guān)于教育工作的重要論述為根本遵循，是構(gòu)建德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系和高水平人才培養(yǎng)的有效切入，也是“三全育人”的重要抓手。課程中不僅應(yīng)傳遞給學(xué)生以專業(yè)學(xué)術(shù)知識，同時也應(yīng)將課程思政和素質(zhì)教育作為另一要務(wù)，應(yīng)培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的愛國情懷，弘揚社會主義核心價值觀。課程中還應(yīng)不斷引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀，提高學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作意識，培養(yǎng)學(xué)生樹立自立自強(qiáng)自信的正確心態(tài)；也應(yīng)給學(xué)生貫徹科技興邦的奮進(jìn)思想，加深學(xué)生對民族榮譽(yù)感的認(rèn)知，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。鼓勵學(xué)生勇于創(chuàng)新，不斷突破，不斷改進(jìn)。將課程思政引入高校課堂是當(dāng)代高等教育的必然舉措，其可以使學(xué)生在培養(yǎng)愛國情懷的同時達(dá)到理論聯(lián)系實際的最終目的。因此，在《腐蝕與密封》課程的未來教學(xué)中引入課程思政是不可或缺的。

四、結(jié) 語

材料腐蝕與設(shè)備密封泄露是化工設(shè)備常見現(xiàn)象，兩者對設(shè)備本身、操作人員都危害極大。每年因為材料發(fā)生腐蝕，設(shè)備密封泄露等給人們帶來的教訓(xùn)都是深刻的。因此，對于未來將從事化工行業(yè)的過程裝備與工程專業(yè)學(xué)生而言，掌握材料防腐蝕技術(shù)、檢測設(shè)備密封技術(shù)等相關(guān)知識是十分有必要的。通過《腐蝕與密封》課程的教學(xué)改革，從工程教育認(rèn)證的理念角度出發(fā)，深入貫徹OBE理念，深化教學(xué)改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以達(dá)到理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生能夠更好地吸收本門專業(yè)知識，未來真正將此方面相關(guān)知識應(yīng)用于實踐中。