CDIO理念下化工裝備專業(yè)實踐教學研究

摘"要：在對教學現(xiàn)狀分析的基礎上，貫徹CDIO理念，構(gòu)建了化工機械安裝與維修實驗的基礎技能、專業(yè)應用、綜合創(chuàng)新三個課程層次，三個層次互為支撐、層層提升，并融合課程思政教育、多元綜合評價體系及“雙師型”教師隊伍、工程實踐教學團隊建設等，形成了特色教學形式，有效保障了應用型人才培養(yǎng)路線的實施。該課程體系的構(gòu)建與實踐，突出了實踐操作，培養(yǎng)了行業(yè)精神，鍛煉了學生動手操作的習慣，大大提高了學生的實踐興趣和熱情，培養(yǎng)了學生動手、動腦和解決問題的能力，極大地促進了專業(yè)的課程建設及人才培養(yǎng)，對提高學生的應用能力和實踐能力產(chǎn)生了積極效果。

關鍵詞：實踐教學；CDIO；化工裝備；安裝維修

Reasearch"on"Practice"Teaching

of"the"Chemical"Equipment"Major"Based"on"CDIO"Concept

—Taking"Chemical"Mechanical"Installation"and"Repair"Experimental"Class"as"an"Example

Dang"Rui"Jia"Weipeng"Yang"Yingbo"Gao"Wenwen"Xi"Xiaoyan

School"of"Chemistry"and"Chemical"Engineering"Yulin"University"ShaanxiYulin"719000

Abstract：Based"on"the"analysis"of"the"current"teaching"situation"and"the"implementation"of"the"CDIO"concept，three"course"levels"of"basic"skills，professional"application，and"comprehensive"innovation"for"chemical"machinery"installation"and"maintenance"experiments"have"been"constructed.These"three"levels"are"mutually"supported"and"improved，and"are"integrated"with"ideological"and"political"education，a"diversified"comprehensive"evaluation"system，a"dual"teacher"team，and"the"construction"of"engineering"practice"teaching"teams.A"distinctive"teaching"form"has"been"formed，effectively"ensuring"the"implementation"of"the"applied"talent"training"route.The"construction"and"practice"of"this"course"system"highlight"practical"operation，cultivate"industry"spirit，exercise"handson"operation"habits，greatly"enhance"students'"practical"interest"and"enthusiasm，cultivate"their"handson"habits，thinking"habits，and"problemsolving"abilities，greatly"promote"professional"course"construction"and"talent"cultivation，and"have"a"positive"effect"on"improving"students'"application"and"practical"abilities.

Keywords：Practical"teaching；CDIO；Chemical"equipment；Installation"and"maintenance

CDIO是國際工程教育領域改革創(chuàng)新的成果之一，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運行（Operate），目的在于培養(yǎng)出一批符合社會需求的實踐應用型人才。在這個過程中，知識在理論與實踐結(jié)合的過程中得到加強，最終達到既掌握理論知識又學會工程實踐的目的［1］。CDIO模式實際是一種融案例教學、項目教學、問題教學、主動學習、產(chǎn)學研發(fā)合作和團隊合作等為一體的教學模式，它讓學生形成積極主動的學習習慣，并讓學生在學習過程中通過練習與實踐，將課程之間進行有機聯(lián)系而實現(xiàn)相關的預定培養(yǎng)目標［2］。目前，國內(nèi)諸多工科院校把CDIO工程教育理念和工程類專業(yè)課程建設相結(jié)合，以課程教學改革為載體，把知識傳授、素質(zhì)提升與技能培養(yǎng)有機融合在課程教學過程中，搭建具有工程教育理念的、特色鮮明的、系統(tǒng)化的課程教學模式，營造主動參與、積極探究的學習氛圍，對培養(yǎng)滿足現(xiàn)代社會需求、專業(yè)技能扎實、工程實踐能力強、職業(yè)道德高尚的化工專業(yè)工程應用型人才具有很大的借鑒意義［3］。

“化工機械安裝與維修”課程是過程裝備與控制工程專業(yè)的核心課程之一，主要內(nèi)容包括化工機械安裝與維修的基本技能，離心泵、壓縮機、反應釜及塔設備維護、檢修與安裝，管路的安裝與修理。過程裝備與控制工程專業(yè)的學生畢業(yè)后主要在化工、石油、能源等領域從事過程裝備管理及維護工作，因而該課程是本專業(yè)主干課程之一，是一門實踐性很強的課程。在此課程中實施CDIO理念，實現(xiàn)工程實踐教學，對專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)具有重要意義。

1"教學現(xiàn)狀

分析現(xiàn)有“化工機械安裝與維修”實踐教學現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的主要問題是：（1）實驗項目及手段過于傳統(tǒng)，實驗內(nèi)容僅建立在基礎認知層面，缺乏專業(yè)應用及綜合創(chuàng)新；實驗課時安排缺乏創(chuàng)新，如管路、閥門、反應釜的拆裝等裝備，其結(jié)構(gòu)原理相對簡單，而實驗過程枯燥乏味、耗時多，學生在看懂原理后就不愿再動手實踐，教師也怕學生拆開設備后裝不上而影響后續(xù)教學，故而大部分課堂只能進行認知講解。（2）實驗目的及意識存有偏差，缺乏工匠精神的培養(yǎng)，學生認為上實驗課也是學習知識，忽略了吃苦耐勞精神的鍛煉和動手能力的培養(yǎng)，看懂原理后就不想動或拆完了就不想裝。（3）課程考核形式簡單，僅從出勤、平時表現(xiàn)及實驗報告幾項加權(quán)賦予學生本門課程分值，導致學生對實踐環(huán)節(jié)重視度不高、積極性不強［4］。（4）以教師為主體，缺乏企業(yè)合作，無法建立工程認知理念。由于以上原因，實踐教學無法調(diào)動學生學習和探索的積極性，實驗環(huán)節(jié)以應用型人才培養(yǎng)為出發(fā)點，但沒有達到理想的培養(yǎng)效果。

2"教學構(gòu)思設計

過程裝備與控制工程專業(yè)以培養(yǎng)化工裝備的設計、制造、維修為特長的應用型人才為目標，在“新工科”及“工程認證”雙背景下，針對目前開設化工機械安裝維修實驗現(xiàn)狀并結(jié)合現(xiàn)有的辦學實際情況，對以下方面進行了課程的構(gòu)思與設計：（1）突出實踐操作和應用型人才培養(yǎng)，減少理論課時，增加開設獨立實踐（實驗）20課時，通過實踐使學生加深對理論課程的認識和理解，具備化工設備安裝維修的基本技能，掌握設備保養(yǎng)維護等基本知識，培養(yǎng)學生的動手能力、分析能力和創(chuàng)新能力；（2）開展課程思政建設及課程思政教育，建立思政教學資源庫，使學生轉(zhuǎn)變思想觀念，培養(yǎng)勤于動手操作，不怕臟、不怕累、不怕麻煩的職業(yè)基本意識，保證課程的順利開展；（3）課程體系的重新布排，建立基礎技能、專業(yè)應用、綜合創(chuàng)新三個課程層次，形成多層次模塊化實踐課程體系［56］；（4）改革現(xiàn)有的考核模式，將課堂動手、任務完成的中間過程、任務完成結(jié)果、出勤表現(xiàn)、實驗報告及創(chuàng)新報告結(jié)合，合理完成對學生的綜合評價，形成多元綜合化評價體系；（5）教師參加相關專業(yè)技能培訓及實習實踐，多層次開展產(chǎn)教融合，建立一支雙師型課程教師隊伍，構(gòu)建一支工程實踐教學團隊。

3"實施步驟

（1）搜集課程相關的課程思政案例，建立思政教學資源，開展課程思政建設及課程思政教育，使學生轉(zhuǎn)變思想觀念。安裝與維修首先是培養(yǎng)吃苦耐勞精神和培養(yǎng)動手習慣的課程，無論是否懂得維修理論，都要行動起來，哪怕是擰螺絲這類簡單的操作也是熟能生巧，鍛煉手眼腦各方面的協(xié)調(diào)以及勤于動手的習慣。通過一些工程師專業(yè)成長的故事及大國工匠的視頻資源，如《匠人匠心，2022年西寧工匠——沈明強》，一名“80”后機械工程師在長期的實踐工作中培養(yǎng)自己的工匠精神，不斷改進燒結(jié)設備主爐保溫結(jié)構(gòu)，減小對進口備件依賴，修舊利廢、升級改造，提高設備產(chǎn)能。培養(yǎng)學生操作的基本意識，使學生明白工程師也是在工程實踐中鍛煉成長起來的，是理論和實踐的統(tǒng)一體，從而保證課程的順利開展。

（2）整合現(xiàn)有的實驗資源，開發(fā)新的課程模式，建立基礎技能、專業(yè)應用、綜合創(chuàng)新三個課程層次。重新整合現(xiàn)有的實驗資源，搜集整理多媒體視頻資源，根據(jù)資源整合情況，建立2～3次基礎技能實驗課程，并根據(jù)具體情況，打破傳統(tǒng)兩課時一次課的限制，更合理地調(diào)整安排課時。面向全院系搜集廢棄實驗設備資源，開展故障診斷與維修實踐，不設置具體課時時間限制，采用任務法讓學生分小組靈活實踐。與企業(yè)聯(lián)合錄制維修現(xiàn)場視頻素材資料，請畢業(yè)校友錄制相關專題報告，向?qū)W生播放，了解企業(yè)中設備維修的具體實施情況。與專業(yè)實踐同步進行，鼓勵學生在見習中發(fā)現(xiàn)問題，探索解決問題的辦法，撰寫創(chuàng)新報告。

（3）將課堂動手、出勤表現(xiàn)、實驗報告、任務考核的中間過程、服務對象的滿意程度、創(chuàng)新報告相結(jié)合，學生互評打分和教師打分結(jié)合。教師要全程跟蹤了解學生的實時動態(tài)及小組中每名學生的分工協(xié)作與表現(xiàn)，公平合理地為學生打分；儀器所有人要客觀地為學生的專業(yè)應用能力打分；學生之間可采用匿名互評、組內(nèi)互評、組間互評等形式。通過以上方法，調(diào)動每一位學生的積極性和參與程度，合理完成對學生的綜合評價。

4"課程實現(xiàn)與運行

課程改革實踐中的關鍵問題就是課程體系的實施，其中多層次實踐課程體系中的基礎技能板塊實施延續(xù)之前的實驗教學內(nèi)容，借助150m2的化工裝備模型與拆裝實驗室，進行泵、壓縮機、閥門、管路管件等各類基礎模型的認知和拆裝，在此基礎上增加多媒體動畫原理教學、課程思政案例教育，使課程有血有肉，更加豐富靈動。專業(yè)應用板塊采用化工學院每年科研和教學中使用的小型儀器，如攪拌加熱器、烘箱、小型反應釜、抽濾泵等，這些設備本身故障率高，而故障后一般只能報廢或者返廠。這些小型設備原理簡單，在經(jīng)得儀器所有人許可并告知利弊后收集起來讓學生開展專業(yè)應用維修實踐，以解決專業(yè)應用板塊教學資源的來源問題。將學生以小組劃分，自行商定時間，開展故障診斷和維修，需要更換配件的與儀器所有人商討，由儀器所有人出資費用，最后向儀器所有人綜合匯報情況，做出實踐總結(jié)，并由儀器所有人對學生的維修實踐進行打分反饋。學生經(jīng)過拆卸、分析、與廠家聯(lián)系配件、裝配維修，將一部分廢舊設備成功修好，節(jié)約了資源和經(jīng)費，鍛煉了動手能力。

綜合創(chuàng)新板塊與實習見習相結(jié)合，并采用企業(yè)合作的模式聯(lián)合開展。在見習實習中鼓勵學生去發(fā)現(xiàn)探索問題，無法上手操作的問題采用查閱資料，完成創(chuàng)新報告的模式實施［7］；與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)錄制專題影像資料向?qū)W生播放，使學生了解企業(yè)中設備維修的具體實施情況，從而彌補綜合創(chuàng)新無資源開展的困境。

課程實施中另一個關鍵問題是對學生的綜合評價考核。綜合考評考核環(huán)節(jié)，教師是基于全程跟蹤了解學生的實時動態(tài)及小組中每名學生的分工協(xié)作與表現(xiàn)情況，公平合理地為學生打分，儀器所有人站在客戶和使用者的角度客觀地為學生的專業(yè)應用能力打分，學生之間是采用組內(nèi)匿名互評、組間匿名互評的形式打分，各類分數(shù)依次按40%、30%、20%、10%權(quán)重計算，也可以根據(jù)實際情況逐年調(diào)整完善。

5"工程實踐教學團隊構(gòu)建

課程教學團隊除了本專業(yè)經(jīng)驗豐富的理論及實驗教師，還依托與企業(yè)聯(lián)合開展的產(chǎn)學研合作協(xié)同育人項目，使校內(nèi)教師融入企業(yè)，教師通過親自參與行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實踐，提高實踐教學能力和專業(yè)綜合素質(zhì)，使師資隊伍從“理論性”向“實踐性”轉(zhuǎn)變，構(gòu)建一支專兼結(jié)合、合理、素質(zhì)優(yōu)良、具備扎實理論基礎和豐富實踐經(jīng)驗、適應產(chǎn)教融合發(fā)展的雙師雙能型教師隊伍［8］。另外，注重引進，聯(lián)合在相關企業(yè)設備崗位任職多年、具有豐富的一線生產(chǎn)及操作經(jīng)驗的技術人員兼職任教，特別是對于本校本專業(yè)自己培養(yǎng)的專業(yè)技術人才，請回來以現(xiàn)身說法的形式、以學長的身份，對學生在技術和情感方面做雙重滋養(yǎng)，彌補專業(yè)教師實踐經(jīng)驗不足的缺憾，促使產(chǎn)教融合深度進行。

6"總結(jié)

通過以上課程體系的構(gòu)建及實踐，將培養(yǎng)學生對職業(yè)勞動的認知態(tài)度和勤于動手的基本習慣作為課程主要目標之一，實現(xiàn)了學生思想觀念的轉(zhuǎn)變，保證實踐類教學的有效開展。在現(xiàn)有資源和條件保障下，整合開發(fā)建立“基礎技能”“專業(yè)應用”“綜合創(chuàng)新”三個層次模塊化實踐課程體系，三個模塊互為支撐，層層提升，一并解決了本學院小型儀器設備簡單的維修問題，形成特色教學形式，有效保障應用型人才培養(yǎng)路線的實施；突出了實踐操作，培養(yǎng)了行業(yè)精神，鍛煉動手操作習慣，使學生具備化工設備安裝維修的一些基本技能，實現(xiàn)本專業(yè)向國家級能源化工基地持續(xù)輸出應用型人才的培養(yǎng)目標。

綜上所述，CDIO理念下化工裝備專業(yè)實踐教學探索出更優(yōu)質(zhì)的教學方法，激勵了教師和學生，促進了學風建設，提升了教學手段，大大提高了學生的實踐興趣和熱情，培養(yǎng)了學生的動手習慣和思考習慣，提高了學生解決問題的能力，更適應應用型人才培養(yǎng)的需要，并充分利用優(yōu)質(zhì)教學資源，提升了本專業(yè)的教學實力，極大地促進了專業(yè)的課程建設及人才培養(yǎng)，對提高學生的應用能力和實踐能力產(chǎn)生了積極效果。

參考文獻：

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［5］劉艷萍，劉雯雯，王利霞.面向新工科的多維度創(chuàng)新實踐教學體系構(gòu)建：以鄭州大學工程力學專業(yè)為例［J］.河南教育（高教），2024（01）：4951.

［6］郝建秀，張慶，傅海濤，等.新工科背景下學科交叉融合教育體系構(gòu)建研究：以材料研究與測試方法和材料分析實驗課程為例［J］.赤峰學院學報（自然科學版），2023，39（12）：97100.

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［8］李偉章，林劍春.新工科理念下面向大學實踐課程教學方案的探索與構(gòu)建［J］.模具制造，2023，23（12）：7577.

項目：教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（23090137514"3505）；榆林學院教改項目（JG2310）

作者簡介：黨睿（1983—"），女，漢族，陜西富平人，碩士，教授，主要從事化工機械教學工作，研究方向為化工裝備過程強化及化工新材料應用。