时间:2023-08-21 17:24:52
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学工程培养方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】3+2 培养目标 课程体系 实训条件
一、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科培养目标比较
山东理工大学化学工程与工艺专业的培养目标为“通过四年理论学习、实验及实践训练,培养德、智、体、美全面发展,具备化学工程与工艺方面的知识,具有创新意识、社会责任感和道德修养,能在化工、炼油、冶金、能源、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、工艺操作、技术管理与科学研究等方面工作的工程技术人才”。
淄博职业学院应用化工技术专业的培养目标为“培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济生产、建设、管理和服务第一线需要,具有较强的就业竞争力和发展潜力,掌握应用化工技术专业的基本理论知识,具备化工总控工(中级)岗位操作能力,面向淄博市及周边地区化工、医药及其相关产业,能胜任化工生产一线的化工工艺操作、工艺控制、设备维护保养、产品质量检验及化工生产一线管理等工作的高素质技能型应用人才”。
从培养目标对比看出,本科专业人才培养的目标更为宽广,主要就业覆盖面有层次;高职人才培养的目标更为具体,就业面向更有针对性。
“3+2”对口贯通分段培养的目标是两者的综合和有机结合,体现了省教高(2013)13号等一系列文件的意图,既实现了人才分段培养的灵活性,又体现了人才联合培养的贯通性。
二、化学工程与工艺专业“3+2”对口贯通分段培养与高职、本科课程体系比较
通过“3+2”对口贯通分段培养专业与高职、本科专业课程设置比较可以看出,高职应用化工技术专业执行方案共有35门课程,合计157学分;本科化学工程与工艺专业共有课程57门(选修按5门计算),合计184学分;“3+2”对口贯通分段培养专业拟设置61门课程,合计223学分。
“3+2”对口贯通分段培养专业方案的学分数比本科方案高出21.2%;比高职方案高出42%。由于“3+2”对口贯通分段培养专业学制为5年,比普通本科修业年限高25%,比高职修业年限高出67%,所以课程设置数量在合理的范围内。
从课程设置模块来看,三个专业人才培养方案中公共基础课程的数量都在15门左右;但专业基础课程和专业核心课程区别较大,“3+2”对口贯通分段培养专业比本科、高职相应专业要多,说明通过“3+2”对口贯通分段培养,循环提升了学生的专业理论知识和专业实践技能。
三、山东理工大学与淄博职业学院实训条件比较
1.山东理工大学化学工程与工艺专业实训条件与特点
(1)产学研合作平台为校内外实习实训基本条件建设提供强有力的支撑
化学工程与工艺实验中心实验室面积约6000m2,教学仪器设备总值约2300万元,拥有化工原理、化工工艺、分离工程、反应工程、化工仿真等8个实验室。本专业在15家大中型化工企业建立了实习、实训基地,能满足在校生校内外实习实训基本要求。
(2)“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系
本专业多年来致力于开创全新的集知识传授、技能培训与开拓自主创新潜力于一体的实验教学模式,实践教学体系按阶段、分层次构成,将产、学、研结合作为主线贯穿于实践教学体系之中,着力构建“三层次、四模块”的创新型综合化实践教学体系。在传统实践教学体系的基础上,通过增加实践课比例,增设现场课教学、综合设计讨论课等特色教学手段,建立具有理论与实践相结合、动脑与动手相结合、学懂与会用相结合的综合运用能力培养模式。为培养学生的综合运用知识的能力,在“化工工艺学”、“化学反应工程”、“化工原理”等课程中增设综合设计讨论课,从课堂讲课、现场教学、课外科技活动等方面进行改革。通过精心安排现场讨论课及综合设计大作业等一系列教学环节,增强学生理论联系实际、综合分析问题与解决问题的能力。
(3)校内外实训基地建设仍有较大提升空间
针对培养应用型高技能人才的培养目标,现有的实习实训条件仍然存在较大的提升空间,校内实训基地的建设还有较大空缺。对现有的实验实训室进行改建、扩建,提升功能以满足学生基本操作技能训练的需要;尚无或仍缺少部分实验实训条件的,力求逐年新建或补充建设,逐步填平补齐,以满足学生基本的专业实践教学需要;以准工厂模式,模拟企业化生产环境,构建对学生进行工程训练的实践教学平台,充分结合专业特点和学生的认知规律,精练实习实训内容,达到理论与实践的统一,知识与能力的统一。
2.淄博职业学院应用化学工艺专业实训条件与特点
现有实训室面积3000多m2,设备价值1000多万元,拥有无机物制备、有机物合成、仪器分析、工业分析、化工单元设备操作、管路安装、化工仿真、化工仪表、化工工艺流程等20多个适应教学要求与各种技能培训的实验室与实训实习场所,能够满足高技能人才培养的需求。本专业注重校、政、企三方合作,具有较强的社会服务能力,设有淄博市环保分析检测中心、淄博市离子膜烧碱生产应用工程技术研究中心、淄博市化工人才培训基地、化工行业特有工种职业技能鉴定站。
3.实习实训条件共建共享
1.1应用型本科人才要求
根据现代化学工业的特征及社会对化工人才需求的趋势,应用型高校化学工程与工艺专业的目标是培养化学化工理论基础扎实,实践动手能力、自主学习能力、创新能力及外语与计算机应用能力较强,适应化工、冶金、能源、轻工、医药、环保等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理等方面工作的应用型高级工程技术人才[2]。为了实现上述目标,化学工程与工艺专业应用型本科人才应具备的基本素质与专业能力包括7个方面:①树立正确的世界观,具有良好的人文精神、科学素养,能处理好人与环境、人与社会的关系;②掌握化学工程与工艺的基本理论和基本知识;③掌握化学装置工艺与设备设计方法,掌握化工过程模拟优化方法;④具有对新工艺、新产品、新技术和新设备进行研究、开发和设计的初步能力;⑤了解化学工程的理论前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态;⑥掌握文献检索的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;⑦具有创新意识和独立获取新知识的能力[2]。因此,根据现代科技和生产的发展需要,以服务地方经济社会发展为目标,把握高等教育规律和化学工程与工艺专业特征,制定化学工程与工艺专业应用型人才培养方案。在人才培养方案制定的过程中,合肥学院借鉴德国应用科学大学培养应用型人才成功经验,非常重视企业的作用,将企业要求与学生的培养相结合,构建理论教学与实践教学相学体系,确定了以“面向企业、立足岗位、注重素质、强化应用、突出能力”为指导思想的“应用型”人才培养模式。理论教学体系体现“三个服务”原则:基础理论教学要为专业技术课教学服务,理论教学为提高学生综合素质服务,把素质教育贯穿于教学全程,为培养学生具有独立分析和解决实际问题的能力服务,注重培养学生对技术成果的吸纳和综合应用能力。建立与培养目标相适应的实践教学体系,形成基础实训、专业实训及校内、外实训教学相结合的综合实训教学一体化,完成实训教学。促进学生掌握专业技能,实施“四年九学期制”,提高学生就业竞争能力。
1.2化学工程与工艺专业人才要求
化学工程与工艺专业是为了适应新世纪化学工业的发展而设置的,是由原来的化学工程、有机化工、无机化工、高分子化工、精细化工、煤化工、工业催化等专业合并而成的宽口径专业,覆盖面宽、涉及领域广[3]。该专业具有两大特色:一是覆盖面广。研究领域涉及无机化工、有机化工、精细化工、材料化工、能源化工、生物化工、医药化工、微电子化工等诸多领域;二是工程特色显着。该专业以化学工程与化学工艺为两大支撑点,化学工程主要研究化工过程及设备的开发、设计、优化和管理。化学工艺则研究以石油、煤、天然气、矿物、动植物等自然资源为原料,通过化学反应和分离加工技术制取各种化工产品。化学工程与工艺专业涉及的工程放大技术、系统优化技术和产品开发技术,不仅在化工领域,而且在医药、材料、食品、生工等众多相关领域均大有用武之地。因此,化学工程与工艺专业培养的学生应有较强的工程能力和工作适应性,需掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法,具有从事化工生产控制、化工产品和过程的研究开发、化工装置设计与放大的初步能力[4]。
1.3应用型化工人才实践教学体系构建
高等工程教育强调综合素质的基础作用和工程素质的定型作用。培养应用型化工特色人才,核心就是培养实践能力强的应用型人才。以培养应用型人才为目标,以科学发展观为指导,遵循教育教学基本规律,坚持育人为本,教学为纲,根据学生需要,围绕学生能力拓展和知识结构构建实践教学体系。该体系由基本技能、专业能力、综合能力三层次训练组成,将课外创新活动和社会实践有机融合。借鉴德国成功的经验,培养学生工程设计能力、项目实现能力及创新能力。实践教学根据能力要求可分为3个层次:基础实践层、专业实践层、综合和创新实践层。基础实践层以强化“三基”,培养基础能力为目的,将基础化学实验分为3个层次和5个模块,构成一个彼此相连,逐层提高的体系[5]。通过化学专题研究训练,强化了知识和技能的综合性;认知实习在实践教学体系中处于承上启下阶段。学生在与自己相近或相关的岗位上经过认知实习,了解专业所需要的专业知识、能力、素质,有利于他们结合自己的兴趣,规划未来发展,在专业方向的选择、课程模块的选择上会更加理性。2周金工实习和1周电工电子实习,实现基础能力培养目标;专业实践层是在理论教学和基础能力培养的基础上,通过专业基础实验、课程设计、工程实训等实践教学的环节实现专业能力培养;综合和创新能力是对技术基础知识、运用专业知识解决实际问题能力和知识迁移能力的综合体现,反映学生整体素质。通过毕业实习、毕业设计(论文)等实践教学环节,配合第二课堂科技活动,达到培养专业技术应用能力的目的。总之,各层实践教学活动层层递进、相互渗透,达到培养目标规定的专业技术应用能力的要求。
2围绕工程能力培养,实施实践教学改革
2.1突出强化实践锻炼,提高教师实践教学水平
教师是实践教学体系的主导者,也是实践教学体系的实践者。要培养高质量应用型人才,必须要有高水平的教师队伍。按照这一思路,为所有的实验室配备了具有硕士学位的专职实验教师,采取走出去、请进来的办法培养教师的实践能力,派合肥学院高学位高职称的教师到企业去锻炼6~12个月,增加教师的工程意识和实践能力。根据学院要求成立了实验技术教研室,这不仅是名称和内涵的改变,更重要的是教育理念的转变,建立实验技术教研室,由教授、博士担任主任,具有研究生学历的教师为成员,研究实践教学内容、方法和手段,进行实验教学、实验课程内容和方法改革等工作。目前,和化学工程与工艺专业实验实践教学有关的合肥学院院级教研立项6项,安徽省教育厅立项3项,获得教学成果奖合肥学院二等奖一项、三等奖一项;安徽省三等奖一项。聘请企业和设计院等单位人员担任教师,让学生参与解决实际工作问题,提高实践能力。
2.2加强实践教学条件建设,提供实践教学载体
实验室和实习基地是完成实践教学内容所必需的保障平台。在实验室建设方面,加强以无机化学、有机化学、物理化学、分析化学课程为支撑的基础化学实验室建设,和以化工原理为支撑的化工基础实验室。专业实验作为一门最能反映专业特色,与专业科学技术发展关系最为密切的实践性课程,必须跳出原有的框架,重新构建一个能够全面反映化学工程学科发展方向、适合按专业大类组织实验教学、有利于培养学生工程实践能力和创新能力的新框架。根据化学工程与工艺核心课程化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程和技术化工工艺学作为构架,遵循以下原则:紧扣化工过程研究与开发的方法论;充分考虑工程学与工艺学实验的适当平衡;具有典型性、力求先进性、增加综合性;实验内容既符合化学工程与工艺学科发展规律,又具有鲜明的先进性和特色,建立了化工热力学实验室等专业实验室。根据专业和学生发展需要,在专业方向上设立分离工程和精细化工2个化工专业方向,并建立精细化工和分离技术2个实验室,建立膜材料和膜过程院级重点实验室1个。校外实习是强化专业知识、增加学生的感性认识和创新能力的重要综合性教学环节,校外实习基地是培养学生实践能力和创新精神的重要场所,是学生接触社会、了解社会的纽带[6]。以校企互利双赢为机制,开展产学合作,和中盐四方集团等14家企业建立良好的合作关系,与企业合作共建实验室2个。每年由校内和企业教师共同指导学生进行实习,并在毕业论文(设计)环节,由企业提出课题,真题真做,学生将所学知识和生产实际相结合,取得在书本上得不到的收获。中盐四方集团、东华集团工程技术人员指导学生设计多次获合肥学院优秀毕业设计(论文)奖。
2.3第一课堂与第二课堂相结合,着力培养学生创新能力
为了达到实验课培养学生应用所学知识解决问题的更高目标,以培养学生实践创新能力为出发点,以学生个性化能力培养为重点,学院制定了《合肥学院学生第二课堂活动学分管理暂行办法》,将第一课堂与第二课堂结合起来,收到明显的效果。化学工程与工艺专业,以化学工程师之家和学生参与教师科研为主要内容开展第二课堂科技活动。化工工程师之家于2007年11月建成运行。以培养“未来的工程师”为目标、以工程设计为核心、以模型制作为基础,通过形式多样的活动培养学生的工程意识;通过加强合作促进团队精神;通过模型制作提高工程应用能力;通过工程设计提高工程素养;通过企业化运作模式培养学生效率意识、责任意识和管理能力。作为第二课堂的重要平台,重点培养学生的工程设计能力、管理能力、协调组织的领导能力和团队精神。通过借鉴企业化管理模式,营造企业氛围,培养学生效率意识、责任意识和管理能力,增强学生对社会的适应能力,提高学生的综合素质。目前,累计培训学生500人以上。化学工程与工艺学生在各种全国性竞赛中取得了一系列好成绩。2010年,在科技部等单位举办的青年科技创新竞赛获得二等奖,“三井化学”杯第四届大学生化工设计竞赛二等奖和华南地区第四届大学生化工设计创业大赛二等奖。近3年来,学生34篇,其中被SCI、EI收录的9篇。
关键词:化学工程专业实验室、改革、发展.
在当今科技飞速发展的时代,高校化学工程专业实验室作为培养高极科技应用型人才理论联系实际的重要实践性场所,已经显示出越来越重要的作用了。自从进入二十一世纪以来,纵观我国各地高校化学工程专业实验室的改革,不难发现各地高校化学工程专业实验室的改革有的已经初见成效,有的才刚刚起动, 各地高校化学工程专业实验室的改革发展水平有高有低,这就需要我们各个高校化学工程专业实验室之间加强交流与合作,互相学习,取长补短,尽快构建起一个资源共享、信息互通、有较高水平的化学工程专业实验室,以便更好的培养一大批用得上、信得过、提得起的新一代工程应用型人才及经济管理型人才[1]。
化学工程专业实验室是化工类院校成立的一个最老的专业实验室,一般具有相对雄厚的专业技术基础,比如我校的化学工程专业实验室经过近三十年的改革和发展,现已将其改造成一个拥有上千万资产,实验技术和仪器设备相对比较先进,能够同时开设石油化工、精细化工、化学工程、生物工程、制药工程、轻化工程、化工原理七个方向的专业和基础实验的大型的综合型实验室——石油化工工程实验中心。化学工程专业实验室的改革引起了国内许多相关的部门的重视,为此,对化学工程专业实验室的改革和发展进行必要的研究具有非常现实的意义.[2-3]。
化学工程专业实验室的改革发展要统一思想认识,明确发展方向和目标,否则,就会对化学工程专业实验室的改革和发展带来难以估量的困难和损失。从以往的经验来看,由于思想认识、发展方向和目标不明确、不统一而给化学工程专业实验室的改革发展带来很大损失。
化学工程专业实验室的改革发展初期会遇到思想认识、发展方向和目标不明确、不统一的问题。一种观点认为,化学工程专业实验室的改革发展应该向精而细的方向发展,根据各个专业建设需要建立相应的化学工程专业实验室,做到精而越精,多学科,全方位的进行改革和建设,形成本校自己的特色专业;另一种观点认为,化学工程专业实验室的改革发展应该根据本校实际情况,以培养大工程观的工程应用型人才为目标,紧紧依托石油化工行业和地方支柱产业,为培养学生的责任意识、实践能力、综合知识、系统思维、协作品质和创新精神而将现有的各个专业方向的化学工程专业实验室进行必要的整合,从而建立起一个资源共享、信息互通、有较高水平的专业实验中心,以便更好的培养一大批用得上、信得过、提得起的新一代具有大工程观的工程应用型人才。这个实验中心所服务的对象不仅仅是本专业方向的学生,它将对全化工系和整个学院的同学开放,在满足本院学生需求的情况下,并对兄弟院校的学生开放,从而达到实验资源共享、信息互通的目的,使我们的实验室产生综合的社会效益。例如,我院化学工程专业实验室的教师在主管领导的带领下,参观走访了多所兄弟院校,认真的实习和吸收兄弟院校化学工程专业实验室改革发展的经验成果,在征询本院各级领导和广大教师的意见的前提下,一致认为化学工程专业实验室的改革发展应根据本校实际情况,以培养大工程观的工程应用型人才为目标,紧紧依托石油化工行业和地方支柱产业,为培养学生的责任意识、实践能力、综合知识、系统思维、协作品质和创新精神而将现有的各个专业方向的化学工程专业实验室进行必要的整合,从而建立起一个资源共享、信息互通、有自身特色的、有较高水平的专业实验中心[4]。
在化学工程专业实验室的改革发展统一了思想认识、发展方向和目标后。化学工程专业实验室的改革于2000年开始在一定范围内展开,先将有机化工、石油加工和化学工程三个方向的化学工程专业实验室进行整合为一较大的实验室——化学工程与工艺实验室,将分散在各个实验室的仪器设备、实验维持费、实验技术人员集中统一起来,以求在一定范围内初步达到资源共享,信息互通、教学效果、经济效益最大化的目的。经过三年多的实践证明,这样的改革是有效果的,成绩是显著的。为此,2004年,对化学工程专业实验室进行大规模的改革和重组,并成立了以系主任、书记为领导,各化学工程专业实验室技术人员为骨干,对分散在各个教研室的化学工程专业实验室房间、仪器设备、实验维持费、实验技术人员改革和重组。并对化学工程专业实验室改革和发展所涉及的各项指标和内容进行了认真的讨论和充分的思考。由于化学工程专业实验室建设目标的思想认识的统一,使得化学工程专业实验室在抓住机遇的同时得到了快速推进和发展,现在一个新型、高效、集约的大型综合实验室已初具规模,其经济效益和社会效益也初步显现。由此可见,化学工程专业实验室的改革发展在发展方向和目标上思想认识的统一是非常重要的。同时化学工程专业实验室的改革和发展应着重抓好以下几方面的建设.
一、化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验用房的基础规划建设。
实验室是广大师生直接从事理论联实际的实践教学和科研活动的关键场所,化学工程专业实验室的改革发展首先要着重抓好实验用房的基础规划建设,二十一世纪初,由于我院确定了在常州大学城开发新校区的计划,这一新的形势是对原有化学工程专业实验室进行改造的良好机会。改造前,化学工程专业实验室按专业发展方向分为有机化工、石油加工、化学工程、精细化工、生物工程、制药工程及化工原理七个实验室,实验室用房零星分布在老校区的化工一号楼、化工二号楼和化工原理楼三幢楼各个楼层当中,由于上述原因,每学期专业实验开始后,总有学生和老师反应我们的化学工程专业实验室非常难找,并不时的有学生因找不到化学工程专业实验室而延误了所做的专业实验,这对培养学生的精确守时的专业精神是很不利的,这个问题直到对化学工程专业实验室改造前一直都难以克服,为此,在对化学工程专业实验室改造时,就应充分考虑到这一因素,对原有的化学工程专业实验室用房进行统一规划和设计,将原来零星分布于多幢楼各个楼层间的化学工程专业实验室用房,统一规划设计,并对化学工程专业实验室用房的楼层和具体使用房间进行整合,将所有化学工程专业实验室用房统一规划在东区化工楼的第一层到第三层之间,其佘楼层统一规划为教师科研团队的科研用房,这样不仅仅能避免学生因找不到化学工程专业实验室而延误了所做的专业实验,这对培养学生的精确守时的专业精神也是很有帮助的,同时也能很好的避免化学工程专业实验室与其他实验室之间的互相干扰。通过对化学工程专业实验室这样的统一规划整合也能间接的培养学生今后工作学习的条理性,2006年初,在对化学工程专业实验室统一规划整合后,投入了实际运行,无论是教学效果,还是科研进展都收到了非常满意的效果,所以说,化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验用房的基础规划和建设,这对广大师生充分高效地利用化学工程专业实验室进行教学和科研活动,为我国输送一大批技术过硬、实践能力强的学生有着非常重要的作用。#p#分页标题#e#
二、化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验用仪器设备和实验项目的规划建设。
实验仪器设备是广大师生理论联系实际的必备武器,它是学生从事专业实验的可靠保证,实验项目则是学生做专业实验时理论联系实际所必需的结合点。因此,在对化学工程化学工程专业实验室进行的改革发展过程中,我们必需着重抓好实验用仪器设备和实验项目的规划建设,在实验项目的规划建设中,不能仅仅只考虑到学生所学的书本理论知识与专业实验项目内容的结合,同时也应该考虑到专业实验项目内容能尽可能的与实际工程应用的相结合,而且也应该考虑到专业实验的可行性、经济性和环保性,即将绿色实验的理念充分运用到对我们的专业实验的改造中。在对原有的专业实验项目内容进行必要的删减时,将一些简单的、与其它专业实验有重迭的、而且是有毒有害的专业实验进行了必要的删减,如将原有的专业实验精馏塔理论塔板数的测定进行了删减,因为该实验不仅仅是与化工原理的实验相重迭,而且,该实验所用的试剂苯等都是有毒有害的,耗用试剂量也比较多,不经济而且简单,所以在对专业实验项目进行改造时,应将该实验删减;在考虑对专业实验项目内容进行必要的增加时,可以将教师的在研科研项目进行必要的改造后引入到专业实验中,如将十柱模拟移动床分离果葡糖浆的科研项目引入到专业实验,这个实验项目,不仅能起到理论联系实际的作用,而且,该实验所分离的体系是果葡糖浆,它是无毒无害的,学生做专业实验时,每次所用的剂量也不大,既经济又环保,同时又能让学生充分体会到新型分离专业技术的重要性,起到很好的教学效果,所以在对专业实验项目内容进行必要的增加时,可以将此引入了专业实验当中。
在考虑对专业实验仪器设备进行改造时,由于在教学经费的投入相对比较紧张大形势下,要想将专业实验仪器设备投入改造一步到位是不可能的,因此我们必需在充分考虑满足现阶段学生专业实验教学所需的情况下,集中力量,下决心投入建设一批高精尖的仪器设备,以满足现阶段科学技术不断发展的需要。在对原有的一些老旧的仪器设备进行必要的改造后,其性能尚能满足现阶段学生专业实验需要的,就充分地利用起来,实在不好的就淘汰,同时,集中现有的教学投入经费,添置了一些新的、有一定前瞻性的、高精尖的大型仪器设备。如分子蒸馏,二氧化碳超临界萃取和核磁共振等仪器设备。为了节约经费,还可以发动教师自制专业实验装置,如超滤膜分离装置、反应精馏装置、模拟移动床装置等,并很快地投入了学生的专业实验,收到了比较满意的教学效果。
三、化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验用教材建设。
化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验用教材建设,专业实验教材的建设要在化学工程专业实验室改革的同时有计划、有步骤的及时的展开编辑和修改,这样就能避免学生上实验课时没有合适教材可用的尴尬届面的出现,同时专业实验教材的建设要有一定的前瞻性,也就是说,专业实验教材编辑和修改的内容,除了为了满足当前专业实验教学的要求之外,应当将化学工程专业实验室今后改革发展所涉及的内容编辑进去,以免今后增加一个实验就修改一次教材的情况出现,专业实验教材在改革前就时常出现这样的情况,这样不仅仅会造成直接的经济损失,同时也会对我们的专业实验教学带来不必要的麻烦。现阶段我们已着手对化工专业实验的教材进行有计划、有步骤的编辑和修改,所编辑和修改的专业实验教材内容与我们的专业实验的发展规划紧密的结合在一起,这本教材应当在一定的时期内能很好的满足我们专业实验教学和发展的要求,只要对教材的内容进行精心的规划、设计、编辑和修改,做到这一点是可能。
四、化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验教师和实验技术人员队伍建设。
化学工程专业实验室的改革发展要着重抓好实验教师和实验技术人员队伍建设。专业实验教师和实验技术人员是我们专业实验教学的灵魂,一支优秀的专业实验教师和实验技术人员队伍是提高专业实验教学的必要保证,为了建设一支优秀的专业实验教师和实验技术人员队伍,必需从引进人材、吸引人材的制度上加以解决,也就是说,我们要建立科学合理、比较完善的化学工程专业实验室用人机制,要使我们专业实验教师和实验技术人员引得进、用得上、留得住,要彻底改变以往那种专业实验教师和实验技术人员用人制度,只有这样,才能使我们专业实验教师和实验技术人员引得进、用得上、留得住,可以将原来的实验教师和实验技术人员进行了整合,并通过人才引进的办法,将一批高学历、有经验、有潜力的年轻教师补充到一线实验教师的队伍中,从而形成职称学历高中低搭配比较合理的稳定的专职实验教师和实验技术人员队伍,通过近几年的运行表明,这样的改革组建方案是高效有益的. 因此,将化学工程专业实验建成环境一流、设施一流、有较高水平的现代化高校化学工程专业实验室是可行的。
总之,化学工程专业实验室的改革发展必需在发展方向和目标上有统一的思想认识,同时,应着重抓好实验用房的基础规划建设, 实验用仪器设备和实验项目的规划建设、 实验用教材建设和实验教师及实验技术人员队伍的建设,以适应当前高等院校实践教学发展的要求.
参考文献:
[1] 焦建军.高校体育改革与大学生终生意识的培养[J]. 四川体育科学,2004,(1):80-81
[2] 汪静华,何键.论学校体育与终生体育的接轨[J]. 嘉兴学院学报,2002,14(2):88-90
在当今社会,绿色化学这一词汇已经逐渐为人们所熟知。而化学工程与工艺是实现绿色化学的重要途径。对于化学工程与工艺的研究,能够让人们在获得最大利益的同时,降低对资源的损耗和对环境的污染。很多国内外的公司竞相通过这种手段来研发新的绿色产品。在今后化学的发展过程当中,化学工程与工艺将占据一个不可替代的位置。但是我国现在该专业的课程与实习都已经无法适应社会发展的需求,因此应当加以改进。根据实际情况,对其进行调整,从而达到该专业的全面发展。
2化学工程与工艺专业实习现状的分析与改进
生产实习是化学工程与工艺专业教学当中的必修内容,旨在培养学生对知识的实际运用能力,为以后的工作打下坚实的基础。就目前我国该专业的生产实习状况来看,主要存在着以下几点问题:
(1)实习方式单一,学生动手机会不多。在学生的实习过程当中,出于安全考虑,主要以参观为主,教学为辅,偶尔动手的方式。学生仅仅通过有限的时间来观察工厂中的工艺流程,初步了解生产单元操作,然后整理实习报告,却很少有自己动手操作,深入学习的机会。这样不仅削弱了学生的实习主动性,而且对于其实践能力的提高产生了阻碍。
(2)学生对于实习没有足够的重视。由于习惯于应试教育下的以成绩衡量科目的重要性,实习在大多数学生的眼里都不是重要课程,显得可有可无。很多学生甚至以分散实习的名义,仅仅找企业签字盖章,敷衍了事,却没有真正的投身到企业实习当中去。在这样一种大环境中,学生很难认识到实习对于化学工程与工艺这一学科的重要性。
(3)学校没有对学生的实习进行良好的规划。目前很多学校对于实习对提高学生实践能力重要性的认识也有待提高,没有真正的从各个方面进行规划,仅仅是为了完成教学任务走走过场。而且很多学校的实习时间都安排在大四上学期。那个时候课程负担仍然很重,而且很多学生还有考研的计划,所以很少有学生把精力真正放在实习上面。很多学生甚至将课本和考研材料带到实习单位,使实习的效果大打折扣。除此之外,学校将所有学生的实习均放在一个学期,这也造成了联系实习单位的实际困难。
(4)没有进行很好的校企联合。很多企业都认为学生实习无法给企业带来相应的市场价值和经济效益,反而因为要分心管理来企业实习的学生,会延误其正常的生产活动。同时也因为学校和学生本人对实习的不重视,造成企业接纳实习生的热情受到挫伤。而事实上,学校和企业如能充分利用学生实习的平台,校企紧密结合,既有利于提高高校毕业生的实践能力,又能帮助企业在用人方面避免“用工荒”这一尴尬现象。针对以上状况,建议对该专业的实习进行以下几点改进:
①加大实习改革,提高动手实践能力。在教学过程当中,注重实践环节,致力于培养学生的实践能力。在实验教学中,增加创新型实验,减少验证性内容,以此来培养学生的创新能力。针对我国现在各大高校化学工程与工艺实习的问题,应该从几个方面进行改革。首先,要为学生提供稳定的实习基地,让学生将集中实习和分散实习结合起来。其次,应当提高学生的动手能力。企业应该为学生配备相应的企业导师,让学生在导师的指导下,亲自动手实践,将书本中学到的理论知识真正的运用到实践当中来。在实习过程中,不能仅仅让学生当一个旁观者,更应该让其成为真正的实践者。最后也是最重要的一点,通过帮助企业解决生产过程中碰到的技术问题,让学生在实习中体会到攻克技术难题的乐趣,培养学生的兴趣点,让学生从起初的被动学习中走出来,真正积极主动的投身到化学工程与工艺实践中来。
②加强实习的组织管理。以往,无论是学生、学校还是企业都没有给予化学工程与工艺学生的实习以足够的重视,因此造成疏于管理,松懈怠慢等现象。现在,学校和企业作为组织者:
a.应该从组织上着手,加强组织管理,制定相关的制度对学生加以约束。
b.学校应该提高实习在考试当中的比例,以此来提高学生的重视程度。另一方面,也应该从学生的角度出发,为学生制定符合他们自身发展的实习制度。
c.从规章制度上加强管理,杜绝离岗脱岗现象。而企业则可以通过一些和就业相关的激励政策对学生加以引导。
③做好课程与实习的规划工作。
a.为了避免与其他课程的考试和实习相冲突,学校应该提前对学生在校学科学习的时间进行协调,为学生实习留下充足的时间。
b.学校在实习时间上宜采取分批次、分不同类型企业来组织学生实习。避免所有的学生都在同一时间段、同一家企业进行实习的情况,实习效果大打折扣。
④加强校企联合。目前化学与工艺实习存在的最大问题就是实习地点的联系问题。因此来自于企业的社会保障必不可少。以往学校的实习环节当中,企业考虑学生安全的问题,往往存在着联系企业难这一问题。应当加强.校企联合,为学生提供充足的实习资源。在校企联合的模式当中,可以为学生提供双导师选择制度,校内导师和校外导师相结合,实现优势互补,合作共赢。企业可以配备相应的导师,对学生的实践进行指导,让学生不仅有理论知识,而且可以学以致用。其次,企业可以和学校签订合约,每年从学校选拔优秀的毕业生定点输送。这样做及解决了学生就业困难,又可以为企业招到熟悉其运营机制的劳动者,达到双赢的局面。除了企业,政府的支持也是必需的。政府应该从政策上对化学工程与工艺予以重视,并且帮助学校为学生的学习提供良好的条件和环境。
(5)改善实习考核制度。通过重建学生的实习考核制度,改变学生的被动实习状态。以往学生的实习最后都是由企业盖章,并不加入或者很少加入学生最终成绩的考核。现在,为了使学生更加积极主动的投身到化学实践当中,学生在实习中的动手能力,创新能力以及最终的实习效果等均应列入考核机制当中。
3化学工程与工艺课程体系和教学内容的改革
随着知识信息时代的发展,以往的教育模式已经无法适应当前的形势。首先我们应该分析一下以往课程体系中存在的问题,然后有针对性的进行解决。
3.1课程体系支离破碎,整合度太低现在化学工程与工艺的课程体系还很不完善
每门课程的联系性不高,以至于学生无法形成一个完整的知识框架和体系,不利于学生将学到的知识融会贯通,学以致用。该专业是一门结合度很高的专业,知识体系的不连贯也不利于和其他学科的有机结合。
3.2过分注重基础知识和书面知识,忽视学生的实践能力
在应试教育的影响下,很多学生和老师把更多的关注放在了考试成绩上,我们经常看到成绩很好的毕业生来到企业,操作能力却非常差。这也是现在应届生就业困难的一个重要原因。
3.3弱化了单元工程与环境和系统的关联
课程中所学到的知识,其最终的目的还是要用来解决实际的需要。目前化学工程与工艺的开发重点主要在于环境保护方面。但是现在的课程却片面注重书面知识,忽略了这一最主要的功能的联系。新的课程体系改革的着力点应该主要放在对学生实践能力和综合素质的培养。关于该专业的高校课程设置,实践探索比理论探索更为复杂,是一项艰苦的工程,需要不断地进行磨合与调试。现在主要针对以上几点,提出相应的改进方案:
(1)扩充知识体系,培养学生的综合能力。建立逐层递进的知识系统。教学模块从基础知识到基础实践,再到实践操作,创新提高的层面。其中实践模块应该予以足够的重视。该模块可以使学生的专业学习和实际应用结合起来,为企业提供专业性人才。在学生的课程体系当中,除了对于必修课的注重,也应该扩大选修课的范围。在选修课的设置方面,要根据课程的发展性、创新性以及与本学科的联系性来进行选择。注重学科的技能强化,使学生根据自己的职业志愿进行选择。还可以通过讲座等方式,来激发学生的专业兴趣。另外,可以根据培养目标,增加化工管理等相关内容。在原有的课程体系中,扩大设计类课程的比重。这样既有利于学生知识面的拓展,又有利于完善学生的知识体系,最终为国家培养出适应社会需要的一专多能的人才。
(2)加强学生实践能力,增强社会责任感。一方面,学生应该积极主动的投身到化学工程和工艺的试验和实习当中来,另一方面,要有强烈的社会责任感。现在该专业的迅速发展,即为当代大学生提供了自身发展的契机,也带了压力和动力。当代大学生应该以保护环境为己任,投身到绿色化学的研究当中去。另外,应当增加课程中的实验内容,增加设计性实验和创新性实验,适当调整理论教学和实验教学时间分配。同时在课程设计等实践环节中,注意培养学生的工程观念和团队精神。(3)强化课程与系统和环境的联系。通过整合课程结构,使该专业的知识之间的关联性得以加强,并能够更好地与系统和环境相关联。为绿色化学的发展提供有利的契机。
(4)为化学工程与工艺专门人才培养提供师资保障。良师在学生的学习生涯当中起到的作用是举足轻重的。因此,学校在老师的选拔与配置方面应该着重注意,为学生选择理论知识和实践能力双优的教师。另外,学校也要和企业积极交流,在企业中为学生选择适合学生发展的校外导师,对学生的实习和毕业设计进行指导。
4总结
关键词:化工专业;卓越工程师;实践教学;体系构建
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)41-0145-02
化学工业在国民经济中占有重要的地位,由于化工行业的特殊性,化工人才需求特别强调学生工程素质的培养,要求学生具有较强的实践能力和创新能力。2010年教育部在天津大学启动了“卓越工程师教育培养计划”,其宗旨就是要联合有关部门和行业协(学)会,共同培养适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1-2]。化学工程与工艺专业实施“卓越工程师教育培养计划”,为高素质化工人才的培养搭建了良好的平台。桂林理工大学化学工程与工艺专业在2011年入选了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”,并于2012年招收了本校第一批化工卓越工程师班的学生。经过几年的实践,对化工专业如何实施“卓越计划”,如何构建化工专业实践教学平台,培养学生的实践能力和创新能力,有了一定的思考,下面谈谈笔者的认识与体会。
一、当前化工专业实践 教学面临的问题
桂林理工大学化学工程与工艺专业建立于1986年,当时名称为工业分析专业,1998年更名为化学工程与工艺专业,专业方向包括化学工程、电化学工程、石油化工。经过近30年的发展,专业建设取得了长足的进步,2006年被确定为广西高校优质专业,2008年获国家级高等学校特色专业建设点,2011年入选教育部卓越工程师培养计划,2008年专业所属的化学化工教学团队成为广西区教学团队,拥有的《普通化学》课程在2008年评为国家级精品课程,在2013年评为国家级精品资源共享课程,1人获得广西区教学名师奖,2人入选广西高校优秀人才资助计划。在长期专业办学实践中,我们深感化工专业实践教学存在的诸多问题,阻碍了学生实践能力和创新能力的提高,也对实施“卓越计划”造成了一定程度的困扰。这些问题主要体现在以下几个方面:
1.大多数化工企业,由于担心学生的安全问题,对学生进企业进行生产实习,表现得不是很积极。各校多采取让学生自己找单位实习,回来交一个实习报告解决实习难的问题,导致生产实习教学环节存在“放羊”现象。
2.化工专业普遍生产实习时间较短,一般为4――5周,企业很难给予一个真正的岗位让学生进行生产实习,更无法给予学生动手,进行实际操作的机会,导致学生的生产实习轮为“参观式实习”。
3.实践教学内容比较陈旧,综合性、工程设计性实验项目偏少,没有建立一个完整的给予学生进行工程实践的教学平台,没有将学生实践能力和创新能力的培养,贯穿于整个大学教育的实践教学体系中,另外各类实验(基础实验、专业实验),各类实习(认识实习、生产实习、毕业实习)有机衔接不够,需要进行深层次的改革。
二、基于卓越工程师培养的化工专业实践教学体系的构建
1.学生实践能力和创新能力构成要素。深入认识学生实践能力和创新能力构成要素,是有效的构建专业实践教学体系的基础。创新能力就是创造新的思想,将新的思想付诸实践,创造一个新的事物的能力[3-4]。创新能力主要由创新思维能力、非智力因素和创新实践能力三个要素构成,而实践能力则表现为基本实践能力、综合实践能力、创新实践能力三个由低到高的层次。很明显创新实践能力的培养,对提升学生实践能力和创新能力意义重大。影响创新实践能力的主要因素有学生的创新实践品质、创新实践技能和创新实践环境[5]。作为高等学校的教育工作者,在对学生创新实践品质培养时,既要注重开发和培育学生的共性,也要尊重学生个性的差异,要因材施教,促进多样化人才的发展,同时要将创新实践技能的培养融入人才培养方案中,根据学生在不同阶段的特点,开设不同类型的实践课程;要尽量依托学科优势平台,打破教学实验室和科研实验室壁垒,将重点实验室的优质资源和教师的科研成果融入教学中,构建良好的创新实践环境。
2.多层次立体化化工实践教学体系的构建。在入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”后,我们及时对化工专业人才培养方案进行了修订,构建理论(Theory)课程体系和课程内容、验证(Test)体系、创新(Try)体系的“3T”化学工程与工艺专业课程体系,特别是形成以“工程实践与工程应用创新”为亮点的实践教学体系,其核心是体现了对学生创新实践能力的培养。该实践教学体系由“基本技能层次”、“综合应用能力与初步设计能力层次”、“工程实践与创新能力层次”三个层次构成。“基本技能层次”由大一、大二开设的无机化学实验、有机化学实验、物理化学实验、分析化学实验、化工原理实验、以及由大三开设各专业方向的综合实验等组成,通过课程实验、上机等实践环节,学生加深了对理论课基本概念、基本理论的理解,培养了学生基本实践技能;“综合应用能力与初步设计能力层次”则由化工设计、精细化学品配方工程师实训、工业分析技能实习实训、电化学工艺技能实训,以及认识实习、生产实习、毕业实习组成,通过课程设计、综合实训、在企业进行的各类实习等环节,实现对学生综合应用工程能力与初步设计能力的培养;“工程实践与创新能力层次”通过开设应用研究型选修课、“工程实践与创新”自选实验项目和暑期到企业“顶岗实践”,同时通过组织学生参加全国大学生化工设计竞赛、各级“挑战杯”大学生学术科技作品竞赛、各级大学生创新创业训练项目等方式,培养学生的工程实践与工程应用创新能力,通过雁山大讲坛的引导,开展各种形式的讲座、研讨会,丰富校园化工科技文化生活。
几年来,为了使化工实践教学体系能够获得良好的教学效果,我们对实践教学内容和教学方法进行了改革。一方面鼓励教师在教学中立足先进性、前沿性更新充实课程内容,将化学化工学科最新科研成果及个人的科研成果有机融入到课程教学中,如电化学工程方向教师利用广西区科技进步奖的“高性能二次电池电极活性材料合成的新方法”和电镀新工艺研究的科研成果以及发明专利,设计并开设了“锂离子电池的装配及性能测试”、“电镀镍的工艺设计及性能测试”等电化学工程专业实验,并出版教材《电化学实验》,化学工程方向教师利用绿色化学科研成果,出版《有机化学实验绿色化教程》、《精细化工工艺学》教材,并在教学中使用。另一方面在开设的各种技能实训中,努力开发具有中试规模的实训项目,尽量确保学生能在真实工作岗位环境条件下进行实训,如与东莞金赛尔科技有限公司合作,从企业引进了软包装锂离子电池小试生产线,开设了与生产实际接近的电化学工艺技能实训项目,精细化学品配方工程师实训项目所采用的配方及工艺,均来自生产实际。在2014年,学校加大了对校内实践基地的投入力度,打造校内化工生产仿真实训装置平台。该化工生产仿真实训装置采用真实的化工企业生产工艺流程,运用仿真技术,结合化工生产真实设备、仪表及工业控制系统进行构建,全面模拟生产工艺过程。化工生产仿真实训装置平台的建立,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
三、实践教学体系教学效果
1.新的实践教学体系的实施,在一定程度上解决了当前化工专业在企业实习效果不理想的问题,提高了实践实习教学质量。
2.实施新的实践教学体系,极大提高了学生的创新实践能力,多年来本专业毕业生一次性就业率保持在90%以上。近三年来,化工专业全体学生(约200人)均参加了全国大学生化工设计竞赛,5人获得全国一等奖,18人获全国二等奖,33人获全国三等奖,其余学生获优秀奖,在广西同类高校名列前茅;同时化工专业各班级约有一半的学生参加导师课题组的科研活动,在导师指导下参加包括大学生创新创业在内的科研项目近30项,并获得不少科技成果奖,其中获广西区级“挑战杯”二等奖1项(2012年)、三等奖1项(2014年),广西高校化学化工类论文及设计竞赛,11人获一等奖,3人获二等奖。本科生以第一作者发表学术研究论文每年在2~3篇左右,申请国家发明专利2~3项。
3.“化学工程与工艺特色专业建设与实践”成果在2012年获广西区级优秀教学成果奖一等奖,其中对学生实践创新能力的培养,引起了同行们广泛关注,起到了很好的示范作用,弥补了学生在化工企业不能动手的,只能参观的缺陷,提高了实训实习质量。
参考文献:
[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)上[J].高等工程教育研究,2013,(3).
[2]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教学,2012,(1).
[3]张晶.我国大学生创新能力发展现状与培养研究[D].安徽大学硕士学位论文,2014.
武汉科技大学化学工程与工艺专业始建于1958年,原名为“炼焦化学专业”,1985年改为“煤化工专业”。1992年,按“煤化工”“、城市燃气”和“炭素材料”三个专业分别招收新生。1996年,随着教育部大学本科专业目录的调整,“煤化工”“、城市燃气”和“炭素材料”三个专业归并为“化学工程与工艺”专业。尽管名称几经变化,但始终坚持煤化工培养方向和煤焦化的特色。其原因主要是由于武汉科技大学的前身“武汉钢铁学院”和“武汉冶金科技大学”原来隶属于冶金工业部,毕业生主要面向钢铁冶金系统;培养目标针对性、学生的工程意识和实践能力较强,受到钢铁冶金行业焦化企业、科研院所的认可。目前,武汉科技大学化学工程与工艺专业为国家级特色专业,拥有化学工程与技术一级博士点和化学工程与技术博士后科研流动站。经过几代人的辛勤努力,学校化学工程与工艺专业的教学和科学研究规模及水平均有了显着的提高。在化工专业“宽口径”培养模式下,坚持煤化工方向特色有着重要的现实意义。首先,中国是以煤为主要能源的国家,在一次能源中,煤炭占70%左右,在较长的时期内这一能源结构不会改变[4]。大力发展煤化工产业,推广洁净煤技术,保证国家的能源安全,是中国的一项基本能源政策。其次,煤焦化是煤化工中技术最成熟、应用最广泛的一种煤炭综合利用方法。至少在50年内,采用高炉,利用焦炭作为炼铁的主要燃料、还原剂和料柱支撑体的技术仍将是钢铁冶金的主流技术。再次,“节能减排”是中国的重要战略任务,也是全世界面对的主要挑战。面对以煤烟型污染为主和焦化行业普遍污染严重的现实,从煤炭利用源头减少污染是实现“节能减排”的必由之路。最后,煤化工(包括焦化)行业涉及到中国能源供应和安全、钢铁行业的生存和发展以及节能减排的实现,当前以致今后相当长的时期仍是中国国民经济的主战场。因此,武汉科技大学的“化学工程与工艺”专业坚持煤化工方向特色是非常必要的;理顺两者的关系,既具有理论意义,也具有实际价值。
二、特色专业建设的基本原则
进行具有煤化工特色的化学工程与工艺专业建设,是优化专业学科结构,推进教学改革,加强内涵建设,提高人才培养质量,提升专业竞争力的重要举措。这不但有利于促进学校教学基本建设,进一步改善办学条件,巩固办学特色,而且有利于提高办学实力,更好地适应以煤化工为主的经济社会发展的需要[5-6]。
(一)市场导向
目前,中国大学生就业已完全走向市场,学生和用人单位之间进行“双向选择”,大学毕业生的一次就业率已经成为评价一所大学教学质量和综合竞争力的主要指标之一。要提高就业率,就必须瞄准市场对人才的需求,特色专业建设也必须以市场为导向,培养市场需要的专业人才。
(二)自主创新
特色专业建设是中国高等教育教学改革的一项新内容,本身具有探索性、创新性,加之各校各专业都要根据内外部条件形成自己的特色,更无先例可循。因此,特色专业建设要在教育观念、人才培养目标、人才培养模式、课程体系改革和评价标准等方面坚持创新。
(三)错位发展
特色专业建设要在市场导向的基础上,根据现有的办学条件、科研成果和发展潜能,集中力量,凸现特色;坚持有所为有所不为,采取“人无我有,人有我优,人优我新”的差异化策略,实现“错位发展”,避免正面竞争。
(四)相对稳定
特色专业建设是一项系统工程,是一个不断建设、不断积累、不断完善的过程,其特色的形成应该具有相对的稳定性。同时,要适应内外部环境的变化,具有一定的前瞻性,能够体现现代科学技术发展的趋势和未来社会和市场的需求变化。
三、主要措施
(一)更新教育观念
办学理念和专业建设观念是特色专业建设的指导思想,决定着特色专业建设的方向、进程和绩效。特色专业建设是一项涉及专业建设多方面创新和变革的教学改革活动,必须首先在专业建设和教学理念上实现突破,更新传统的教学观念以适应时代和社会发展的需要。为此,化学工程与技术学院针对“宽口径”的教育观念进行了多次研讨,并邀请、走访用人单位,进行深入地调研,逐步树立了化学工程与工艺专业在“宽口径”培养模式下坚持煤化工特色教学的观念。
(二)加强师资队伍建设
师资队伍建设是特色专业建设的根本保证。特色专业需要配备有学科特色的师资队伍,其教学和科研方向专长必须和专业特色的培育相匹配。化学工程与工艺专业的专业课教师多数既是理论知识的传播者和研究者,又是专业工程的实践者。他们多数在武汉科技大学设计研究院从事煤焦化设计研究工作,有着丰富的实践经验。近年来,随着学校跨越式发展,新引进了一批优秀的青年教师。这些青年教师多数没有煤焦化专业的知识背景,为此,安排新教师随班学习煤焦化方面的课程,而后安排到焦化厂进行3个月现场学习,并在学校设计院教师指导下完成焦化的工程设计,经教研室组织考核合格后方可上岗。
(三)创新课程体系
特色专业建设必须目标明确,在保持专业目标的基础上突出体现特色目标;在人才培养规格上要有明显特色,同时制定科学合理的人才培养方案。课程体系是高等院校实现人才培养目标和基本规格要求的总体设计蓝图,设置合理、科学、超前、前后呼应的课程体系是特色专业建设的基础和关键。应广泛吸收国内外先进的教育理念和教学经验,整合教学改革成果,优化课程教学内容,不断丰富课程内涵,努力构建适应经济社会发展需要、反映时代特征、具有学校特色的化学工程与工艺本科专业课程体系。依据学校的学科特点,在培养“通才”的基础上,构建了“焦化特色模块”、“精细化工模块”等专业方向课程。同时,将煤化学课程列入专业基础必修课,从而保证学生具备煤化工的知识背景。新的课程体系充分体现了“提升内涵、强化特色”的教学指导思想。
(四)改革实践教学环节
特色专业建设过程中,要高度重视校内外实习、实验、实训基地建设,为培养学生创新能力、实践能力提供良好的实践教学条件。近年来,化学工程与工艺专业建立了一批相对稳定的教学实习基地。考虑到专业培养方向的要求,实习基地以武汉平煤武钢联合焦化有限公司为主体。该公司在国内具有技术力量雄厚,生产工艺先进的特点,并具有较高的管理水平。同时,该公司可以说是焦化的一部“百科全书”,建有4.3m、6m、7.63m焦炉,所采用的配套工艺也有多种,是一个相当理想的本科专业特色教学实习基地[7]。在实验教学方面,依托湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,通过开设本科生创新性实验与创新性研究等课外实践活动,为培养学生的动手能力、创新能力、提高人才培养质量和专业特色教学提供了保障。
(五)强化课程、教材建设
课程建设是专业培养目标实现的基本途径,专业特色必定要在课程建设中得以体现。在进行课程体系改革的同时,学校十分重视课程内涵建设,重新整理了传统课程的教学内容,加强不同学科之间的交叉和融合。如在煤化学课程的基础上,将其它一些主要能源也引进来,从而形成了能源化学课程。在化工设备及材料中融入了力学、材料等知识;化工设计基础与技术经济分析课程在原来技术经济分析的基础上,增加了化工设计内容,以加强学生动手能力的培训;根据企业用人需求,增设了化工CAD绘图与识图。教材的质量体现高等教育和科学研究的发展水平,也直接影响本科教学的质量。为提高教学效果,主要专业课程都选用省部级以上优秀教材、“面向21世纪课程教材”、“十五”、“十一五”国家重点教材和教学指导委员会推荐的教材。同时,鼓励教学经验丰富、学术水平较高的教师编写与出版具有学校化学工程与工艺专业特色的教材,以进一步优化教学内容和深化课程体系改革。目前,本专业自编公开出版的教材主要有:《煤化学》《燃气工程》《化工技术经济学》《化工设计概论》《化学工程与工艺专业实验》以及《环境工程导论》等,其中《煤化学》为国家“十一五”规划教材。
(六)建立健全质量保障和监控机制
建立健全质量保障和监控机制是创建特色、保持特色的关键。只有特色鲜明,才能优势突出;只有集中力量重点建设,才能使学校加强对某一专业重点投入,创造良好的教学、科研条件,取得预计的成果。特色专业更强调精干高效,它是学校具有标志性作用的专业。要做到这一点离不开质量监控。为进一步保证教学质量,实行课程、专业带头人负责制,并建立了科学、合理的教学质量监控体系,包括学生评教制,干部同行评议制,教学检查员听课指导制,教学信息员信息反馈制,监督电话、信箱信息收集制,等。此外,还加大了对青年教师的培养力度,为青年教师配备指导教师,制定青年教师“过教学关”计划。上述措施有力地保障了教学质量的稳步提升,为培养高质量的煤焦化特色化工专业人才提供了制度保障。
东北石油大学于2010年成功申请了能源化学工程专业——国家战略性新兴产业相关本科专业。如何在深化教育改革,全面推进素质教育的过程中,突出本专业学生创新素质的培养,积极探索培养高素质创新型工科人才的途径和方法,是培养我国能源化工人才和教育改革发展的主题。人才质量的高低在很大程度上取决于其创新意识和创新能力的高低,而这正是目前高等教育的薄弱环节。“授人以鱼,不如授人以渔”,就是对培养和锻炼学生创新意识和创新能力重要性的最好诠释。
一、优化课程结本文由收集整理构
创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质,仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。因此,加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。首先要优化课程结构,按照“少而精”的原则设置必修课,增加选修课比重,允许学生跨系跨专业选修课程。还要提高学生获得信息的手段,使学生有机会接触各学科发展前沿,了解科技发展的趋势,掌握未来变化的规律。
二、优化课堂教学形式
课堂教学是教学的基本组成形式,学生的创新精神和创新能力的培养也必须渗透到各科教学过程中。教师既是知识的传授者,也是创新教育的实施者。要结合学生的认知水平和生活体验,创设新的教学情景导入新课,营造一个鼓励学生创新的课堂氛围。采用多样的课堂教学形式,鼓励学生提出不同的见解。加强各学科的相互渗透和交叉综合,有利于学生整体素质的提高;注意融合学科前沿知识和高新科技,激发学生的创新精神。
三、探索开放式实验教学体系
充分利用我院省级化学工程实验教学示范中心的仪器设备和师资力量,探索和完善实施开放式实验教学的方法及其在课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、新能源设计竞赛、数学建模竞赛、本科生毕业设计(论文)中的应用,改革和完善实验课程成绩的科学评价体系,改革实验室管理运行机制,探索开放实验室的管理方式和体制,探索保障实验仪器设备不断更新以跟上学科发展的途径,完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。
四、完善学生科技创新体系,建立校内外创新实践基地
实行学生研究训练计划,引导学生在教师的指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题,与教师合作进行科学研究;实行学生科研立项制度,从政策和经费上鼓励学生进行科技创新;聘请国内外著名专家学者为学生作学术报告等形式,使学生了解能源化工专业发展的学术前沿;鼓励学生申报国家创新实验项目,省、校级挑战杯项目等,提高学生的科学素质,培养学生的科学精神。发挥区域经济优势,签约合作企业,并对创新设计实验室进行重点投入建设,本专业已建成国家级石油化工工程实践教育中心和大庆炼化公司的创新实践基地,为学生创新实践提供了保障。
五、完善评价体系,建立创新激励机制
评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查,更要重视创新能力的考查。考试方式多样化,考试时间自主化。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制,即对学生的各种创新行为和成果给予正面的激励和奖励。建立专门制度,从政策导向上鼓励和支持教师在传授知识过程中,积极探索创新思维能力培养的方法并付诸实践。
六、实践成果
1.丰富和完善了教育教学研究的改革和实践。项目在能源化工专业2009级中进行了三年的应用,收到了良好效果,极大地推动了其他化工专业类拔尖人才和创新人才的培养和实践,对促进石油化工类拔尖创新本科人才培养质量的提高发挥了积极的作用。2010年以来,石油化工类专业承担省级教改项目3项。发表教学研究论文9篇,主编教材3部;完成了《分离工程》等省级精品课程的建设,《化工热力学》、《化学反应工程》、《工业催化》3门重点课程建设。
2.促进了石油化工专学科建设。石油化工创新拔尖人才培养的改革促进了以化学工程与工艺为主的石油化工类学科建设。目前在学科建设方面已有1个国家级特色专业—化学工艺,1个国家级战略性新兴产业相关专业—能源化学工程,1个省重点(特色)专业—化学工程。已有1个国家级实践教育平台—国家级石油化工工程实践教育中心,1个轻烃加工与利用部级重点实验室,1个石油与天然气化工省重点实验室和1个省级石油化工技术研发中心,已成为黑龙江省石油化工工程技术人才培养和培训基地。
3.学生创新实验与竞赛获奖。通过创新培养体系的实施,能源化工09-2班25名学生,8名学生参加国家级大学生创新实验计划,10余名学生参加国校级大学生创新实验,公开7篇,申请专利2项。英语四级一次性通过率100%,六级一次性通过率80%;国家二级计算机考试一次性通过率100%,并有40%的学生自愿考试通过国家三级计算机考试。同时该专业学生积极参加各种竞赛活动,3名同学获全国大学生化工设计竞赛1等奖,5名同学获得全国化工设计竞赛二等奖,2人获得全国英语竞赛三等奖。1人获得2011年“国信蓝点杯”全国软件人才设计与开发大赛黑龙江赛区c语言程序设计三等奖,1人获得2011年高教杯全国大学生数学建模竞赛二等奖。校级英语竞赛、物理竞赛,软件设计大赛和挑战杯等获奖30余项。经过系统化、有针对性的培养和严格的考核,学生的综合素质得到了极大的提高,班级大多数学生获得了“三好学生”、“优秀学生干部”、“优秀团干部”等荣誉称号。在此基础上班级的学风日益浓厚,多次获得校级荣誉。
关键词:化学化工;理工复合;人才培养;协同创新
一、交叉融合是化学化工学科的发展趋势
化学科学(化学)以分子及其聚集体为研究对象,侧重于研究物质的组成、结构、性能与变化规律;化学工程(化工)则主要以化学工业及相关过程工业为研究对象,关注物质与能量的转化、传递等过程中的规律和技术。化学化工不但为化工行业提供了坚实的科学与技术支撑,同时与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间、核科学等紧密相连,是满足人类重大需求、促进社会文明进步的关键科学与技术之一。
化学化工融合发展不但可以加速基础研究成果向技术化与产业化的转化过程,提升科技成果的转化效率,而且表现出紧密的学科依存度与显著的协同创新效应。即:化学科学上的发展为化学工程应用研究提供了持续的支撑,而化学工程技术的开发过程则不断刺激和引领化学科学对新物质与新领域的探索。
以德国科学家联合推动合成氨技术的发展为例:化学家弗里茨·哈伯首先在理论和实验上证明氮气与氢气可在适当的温度、压力和催化剂存在下发生化学反应生成氨气,实现人工固氮(1918年诺贝尔化学奖);工业化学家卡尔·博施据此找到了合适的氧化铁型催化剂,实现了合成氨生产的工业化,为人类解决粮食生产问题做出了突出贡献(1931年诺贝尔化学奖);化学家格哈德·埃特尔则因澄清了这一工业化路线的催化作用机理,并以此为开端推动了表面化学动力学的发展而成为合成氨领域诞生的第三位诺贝尔奖得主(2007年诺贝尔化学奖)[1]。
近年来国际化学、化工学科的发展已超越了彼此传统研究边界,发生了空前的多层次、多尺度交叉与渗透,相互间融合的趋势越来越明显,界限也越来越模糊。欧美发达国家自20世纪90年代开始,在战略发展报告中相继提出并逐步实现化学化工融合发展的理念,以推动化学与化工学科的快速发展。以美国加州理工学院的化学与化学工程学院为例,其化学化工的融合发展有效地促进了双方在能源与可持续发展、大气化学和气候变化、生物电路功能设计、纳米材料以及相关化学化工理论等领域的协同创新,产出了大量原始创新成果,培养、汇集了包括诺贝尔化学奖(1999年)获得者Ahmed H Zewail教授在内的大批顶尖科学家,而其化学及化工学科亦同时在全美学科排名中常年稳居前3名。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》以及其他重大科学研究计划均涉及众多化学化工相关问题,且相当一部分呈现出大综合与多交叉的显著特点,需要化学与化工开展协同创新研究。这一要求在医药合成与生产、航空航天燃料、新能源材料与技术、功能纳米材料、页岩气综合利用、二氧化碳减排、淡水资源开发利用、废水零排放与环境治理等方向上尤为突出。需要化学和化工共同围绕其中的关键科学问题与瓶颈技术难题,利用各自研究优势,联合开展“跨越分子与过程的设计合成”协同创新研究,突破原有学科及研究领域的桎梏,打通从分子尺度化学科学到大尺度宏观规模化工技术的新通道。
通过化学、化工的协同发展,开展化学化工科学前沿的重大基础研究和应用研究,是实现我国化学科学与工程技术持续创新,从根本上确保我国石油和化学工业在未来国际竞争中立于不败之地的关键。为探索化学、化工学科在我国的协同发展之路,培养出能够适应未来化学化工发展新形势的高素质复合型专业人才,在教育部的关心支持下,南开大学化学学科与天津大学化工学科于2003年起共同设立了“分子科学与工程”本科专业,成为探索我国化学与化工学科融合发展的重要标志。
二、交叉融合对化学化工理工复合型人才培养的内在要求
高等学校亟待培养大批高素质理工复合型创新人才,这是时代的要求[1,2]。探索化学化工在我国的融合发展,是以推动我国化学科学与工程技术持续创新,满足国家在能源、资源、环境与健康等领域重大需求为目标的,不但面临着跨学科与跨尺度的重大挑战,对化学化工理工复合型人才培养也提出了更高的要求,主要体现在以下三个方面。
1.融合的思维方式
作为典型的“理”、“工”学科,传统化学与化工学科在研究对象和研究目标上的差异决定了二者在人才培养过程中往往注重不同的思维训练。简单来说,单纯化学学科背景的学生往往关注于微观分子的结构、组成、性质与变化规律,注重新现象与新反应的发现,强调新概念、新原理与新理论的提出,体现出典型的理论思维;化工学科的学生则更关注物质与能量的转化、传递等宏观过程的共同规律与应用技术,注重实践问题的发现和工程技术问题的解决,并强调其实用性、可靠性与经济性,表现出典型的工程思维。
这两种思维方式的区别在于,化学学科背景的学生往往习惯于“是什么”与“为什么”等科学问题的提出,而化工学科背景的学生考虑问题的切入点往往是“做什么”与“怎么做”等技术问题。这两种思维方式在开展前沿基础研究以及实现基础研究成果的技术化与产业化过程中不可或缺。化学与化工要实现真正的融合发展,实现“前沿-基础-技术-工程化-产业化”的串联式科技创新模式,需要化学化工理工复合型人才实现严谨的理论思维与务实的工程思维相结合,才能有助于原始创新成果的产出与成果的后续技术化、工程化与产业化。
关键词:化工设计;教学改革;实践;探索
伴随化工产业的快速发展,国家对应用型化工设计人才的需求也越来越大,能力素质要求也越来越高,这就需要高等院校能够培养输出更多合格的高级化工工程师人才。而作为化学工程与工艺专业本科学生的实践性课程之一,化工设计课程教学工作的作用就显得特别重要。化工设计是高等学校化学工程与工艺专业的一门主干必修课程,内容包括化工工艺流程设计,物料和热量衡算,设备的设计计算和选型,车间、设备、管道、仪表布置设计,安全生产和环境卫生等内容。课程的任务是培养学生综合应用基础知识和专业知识的能力,结合相关国家标准、规定、规范等合理进行化工厂设计。要求学生能较好的利用理论知识分析和解决实际化工工程问题,初步掌握化工厂设计的基本程序和思路。该课程旨在提高学生综合专业素质,是大学生向工程师、科研人员转化的一个重要教学环节[1]。
1课程现状
化工设计是指对化工技术的过程设计和优化,也就是设计一系列的单元操作或设备,将其科学合理的进行布局和连接,最终实现从原料到产品的高效转化。该课程要求学生具备物理化学、化学反应工程、化工热力学、化工原理、化工仪表及自动化、化工分离工程、化工工艺学和工程制图等专业知识,是一门综合性强,理论联系实际紧密的课程,可以视为是对全部化学工程与工艺专业的专业课程的系统综合运用。因此,化工设计课程学习效果的优劣直接关系到未来化工类本科毕业生的质量。我校化学工程与工艺专业开设时间较短,学科建设方面经验欠缺,师资力量薄弱,将化工设计课程设置为我校化学工程与工艺专业的必修课,教师和学生对此没有足够的计划和重视。导致最近几年该专业大四学生在完成毕业设计时,往往感觉雾里看花、无从下手,大部分是靠“依葫芦画瓢”草草完成设计项目,而没有融入自己的设计灵感,没有达到毕业设计教学的预期目标,使学生毕业后无法较快的适应工作。为解决此问题,务必要增强化工设计课程的专业核心地位,充分发挥其培育应用型化工设计人才的基础性作用。由于各化工类专业培养方案的不断调整变化,化工设计课程总学时数被压缩,在这种情形下,出现了32学时的短学时化工设计课程。同时,应用化学专业的学生还存在着工程类基础知识相对薄弱的问题。如何适应新形势下的教学要求,在短学时,薄基础的情况下,提高教学效率和质量,这就亟需任课教师改革原有的课程体系和内容,在教学方法和手段上进行大胆创新和探索。
2课程改革思路
2.1多种教学方法并重
化工设计课程涉及到的专业基础理论知识较多,如果教学方法机械单调,就会让学生感到无所适从,不知从何跟进,甚至会打击学生的求知积极性[2]。要提高学生的学习兴趣和教学质量,就必须注重多种教学方法的综合运用,如此才能把教材上的理论原理知识表达得清晰透彻、通俗易懂。在实际授课过程中,要充分利用多媒体技术这种现代化的教学手段,向学生展示大量的数据、图片、动画等,并适时配以实际工程案例,把教材上枯燥的内容变得形象生动和充满趣味,激发学生的学习兴趣,让学生学起来轻松愉快。借助板书教学,现场推导一些重要的公式,绘制典型的工艺流程图、设备装配图等,引导学生主动探索、积极思考,加深对重点板块的理解和掌握。采用小组讨论的形式组织学生对一些易混淆的问题进行重点探讨,增强对相关知识点的剖析、理解和运用。也可以对关键章节布置课程小报告的形式,让学生亲身查阅文献资料、获取数据信息、组织撰写报告,增强学生的自主学习体验,过程中学生发现问题、分析问题和解决问题的能力都会得到很大程度的锻炼和提升。适当尝试中英双语教学,营造良好的外语氛围,引导学生用英文思考问题和分析问题,最终提高学生的专业英语水平,拓展国际化视野。通过构建多种形式的教学体系,创造多元化的教学空间,丰富化工设计的教学内容,才能充分发挥学生的主观能动性和吸引学生的学习兴趣,培养学生的创新性思维能力[3]。
2.2重视计算机应用训练
随着计算机技术的飞速发展,计算机软件在化学工业中的应用也越来越普遍[4]。对化工设计而言,物料衡算、热量衡算、物性数据估算、制图、制表、编制设计文件和预算、汇报设计方案,都需要借助计算机来完成,如此大大减少了手工计算的工作量,也提高了化工厂项目的设计效率。目前,相关的计算机化工设计软件主要包括数据计算软件(Matlab、Excel等)、绘图设计软件(AutoCAD、PDS、PDMS等)、工艺流程模拟软件(ChemCAD、AspenPlus、ProcessⅡ等)。其中数据计算主要是对测试数据的处理、物料和能量衡算、工程概算等;常绘图纸包括流程图、设备装配图、设备布置图、车间厂房布置图、配管布置图等,而流程模拟则包括优化工艺流程和估算物性数据等。当前,计算机在我校大学生中的普及率相当高,而利用计算机进行化工设计课程学习的学生却微乎其微。一方面是由于任课教师受制于学时太少,没有足够时间在课堂上引导学生重视计算机软件及使用;另一方面,学校课程规划不完善,没有把化工设计课程放在核心课程的位置上加以重视[5]。为提高教学效果,强化化工设计计算机软件的使用,一方面在学时安排上应充分保证本课程的充裕学时,以便安排学习重要的化工设计软件;另一方面也要鼓励青年教师开设化工行业对口设计软件学习方面的选修课,为学生日后熟练使用软件进行设计积累一定的基础。
2.3强化实践教学环节
化工设计是一门工程性很强的课程,因此必须在教学中强化理论联系实践的观点。通常情况下,学校要选择一些符合专业培养目标的化工企业、公司、设计院等作为校外教学实践基地。通过实践训练,学生可以了解化工厂的实际生产过程,掌握化工生产基本模式,也会对课堂学习的理论知识有更全面和深刻的理解。通过强化实践教学,可使学生将理论知识应用到实践工程问题上来,大大增强学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力[5]。另外,鼓励学生积极参加大学生化工设计竞赛,也是对教学实践环节很好的辅助和加强。各类化工设计实践比赛的优秀设计样本同时也是优质的教学材料,将获奖成果与化工设计教学内容融合交叉,有利于实现工程实践与教材中设计原理知识的衔接,在吸引学生学习兴趣的过程中也能培养学生的创新思维,锻炼学生亲自动手参与项设计的能力。在参与竞赛的过程中,实际情况错综复杂,需要综合考察多方面的因素进行设计,因此学生可以得到全方位、多角度的专业实践训练[6]。由于实践教学更加贴近工程实际,能够让学生融会贯通所学的理论知识,打牢基础设计能力,因此是本科教学中十分重要的实践环节之一。
2.4丰富成绩考核形式
传统的考核方式主要是通过标准性的试题进行,单一枯燥,极大阻碍了学生和老师的积极性和创造性。而新形势下,高校不但要通过考试引导学生重视夯实基础知识,更要注重培养学生的实践动手能力和创新精神。只有采用多元化的考核评价形式,才能真正反映师生教与学的实际水平,避免应试教育死记硬背的错误导向。针对化工设计课程综合性和实践性强的特点,在进行考核时,尤其要突出实践性和创新能力方面的评估和考察,最大程度发挥学生的主观能动性。除采用闭卷考试的方式外,也可采取布置学生课堂分组汇报、设计性大作业和绘图随堂练习等其它途径,以便考核更加全面体现学生对知识的实际运用情况。
2.5注重毕业设计环节
毕业设计既是检验学生运用所学理论知识和技能去发现问题、分析问题和解决问题的能力,又是培养大学生动手能力和创新精神的重要途径。然而,目前,高校中化工类学生指导教师大多安排学生以自己的科研项目作为毕业生的毕业设计内容,所做的工作大部分都是实验室基础研究性工作,与化工厂设计内容相去甚远[5]。因此,学生的工程设计能力不能得到实实在在的锻炼和培养。针对此,化工类专业的毕业设计工作需由学校相关部门严格审核、把关,确保学生的毕业设计内容和本科专业培养目标相统一。必要时,可专门从化工设计院、企业等单位聘请有一线项目设计经验的工程师、技术总监指导学生的毕业设计工作,真正训练学生的工程设计能力,做到学以致用。
3结语
为满足新形势下化工工业的需求,要求高校化学工程与工艺专业学生不仅要掌握夯实的专业理论知识,也要具备解决实际工程问题的能力。因此,化工设计课程的教学工作也必须与时俱进的进行不断改革创新探索。通过加强计算机软件的使用、科学合理的优化授课内容和授课方式、多元化考核成绩、重视毕业设计和实践训练环节,来改善化工设计课程的教学质量,进而为学生将来参加实际工程设计项目打下坚实的基础。
参考文献
[1]施灵,吴集迎.深化实践教学改革,培养创新型工科人才[J].高教论坛,2004(1):59-61.
[2]刘辉,叶红齐.化工设计类课程教学改革的几点措施[J].高教论坛,2008(3):62-64.
[3]陈蔚萍.“化工设计”课程的教学改革实践[J].广东化工,2009,36(7):297-298.
[4]万学达.计算机在化工设计中的应用进展[J].化工设计,2007,17(2):43-47.
[5]张琳叶,魏光涛,陈砺.化工设计教学思考与建议[J].化工高等教育,2011,28(3):46-48.
【关键词】化工设计;化工设计大赛;改革实践
《化工设计》课程是化学工程与工艺专业一门必修的专业课程,它系统阐述了化工厂整体设计的基本原理、程序和方法,它既要求学生掌握化工专业基本知识,同时还应具备计算机辅助设计以及相关专业知识。目前,高校化工设计课程分为理论教学与实践教学两个部分,地方普通高校更多注重理论教学,部分高校未能安排实践教学环节,导致人才培养质量与社会对化工专业人才要求之间的矛盾日益突出。笔者以我校《化工设计》课程教学改革为例,分析以学生参加化工设计大赛来推动该课程的教学改革。
1问题的提出
化工设计是以建设或改造化工厂生产装置为目的,综合运用物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程等专业知识,在确保技术、经济、环境和安全的前提下,设计最佳的工艺流程路线,通过化工软件的模拟分析,确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其它非工艺专业等内容[1,2]。它既要求学生系统掌握专业知识以及熟练掌握AutoCAD、Aspenplus等计算机辅助设计软件,同时还需熟悉化工设计系列标准。然而,在地方普通高校讲授《化工设计》课程其效果不尽如意。主要原因如下:(1)学习难度大,学习兴趣不高。为适应“宽基础、宽口径”的教育新模式,《化工设计》课程学时压缩严重,我院化工设计课程总学时为64,分为理论课时32与实践课时32。可见短时间内要求学生完成一套小型生产装置的设计,包括基础数据的搜集、工艺流程的确定、物料衡算与能量衡算、设备的设计计算与选型、主要设备条件图的绘制、自控方案的确定及带控制点的工艺流程图的绘制、车间及设备的平、立面布置设计及设备平立面布置图的绘制等难度非常大。此外,没有实际工作经验的学生也感受不到这些学习内容的实际应用价值,往往表现出学习兴趣低,被动学习。(2)实践机会少,动手能力差。化工设计是化工专业学生的一项最重要专业技能,然而,地方普通高校也面临“双师型”教师短缺、实践教学场地不够等问题,导致学生实践机会少,动手能力差。即使学生通过课堂面授理解了有关知识,也很难做到有机会实践,更谈不上灵活运用。
2学生参加化工设计大赛在化工设计课程中的改革与实践
全国大学生化工设计竞赛由中国化工学会化学工程专业委员会、教育部和中国化工教育协会共同主办,面向全国高等院校化工专业的学生,是国内化工类级别最高、参赛队伍最多、影响最大的比赛[3]。化工设计竞赛是以生产项目为载体,在教师指导下,学生对生产项目进行开发、制作的研究性学习过程。化工设计竞赛的主要内容涉及产品市场调研、设计可行性分析、工程设计和经济分析与评价等[4]。自2015年以来,我院将化工设计大赛分为院级、省级与全国化工设计大赛三个层次。针对《化工设计》课程的特点,以学生参加院级化工设计竞赛为目标,我院对《化工设计》课程进行教学改革尝试。整个教学改革包括四个部分:
2.1项目的选择
《化工设计》课程由于课时有限,我们在确定课程设计项目时充分考虑以下几个特点:(1)真实性。项目主要来源于教师科研项目或企业生产实际。(2)覆盖性。项目贯穿整个教学过程,实现项目所涉及知识和技能涵盖本课程的全部教学内容。(3)操作性。项目能根据课程进度安排分解为适合教学的工作任务,具有可操作性。本课程以院级化工设计大赛为基础,项目选择来自岳阳某化工企业“煤制10万吨甲醇的生产工艺设计”为学习载体。该项目基本覆盖了《化工设计》课程的各个步骤和内容,同时该项目大小与难度适中,又可以分成若干工作任务,按计划实施,操作性强。此外,通过将本课程教学与实验竞赛有机结合,能有效调动学生的学习兴趣。
2.2课程单元分解
课程单元依据具体任务确定有明确的单元目标,包括能力目标、知识目标和素质目标。《化工设计》课程被分为8个单元,包括查阅资料书写产品综述、工艺方案设计、物料衡算与热量衡算、绘制带节点控制的工艺流程图、设备计算与选型、车间布置设计、管道布置设计、典型设备布置设计等。教学内容就以“煤制10万吨甲醇的生产工艺设计”为实例来组织,要求学生在教师指导下完成上述8个单元任务。
2.3课程的实施
(1)通过实例设计进行理论知识讲授。教师在理论教学过程中以“煤制10万吨甲醇的生产工艺设计”为实例,将设计说明书内容引入课堂,通过引导学生对具体设计说明书的分析与讨论,激发学生的学习兴趣,从而深度掌握化工设计的原则、国家标准与行业规范。(2)布置设计任务。本课程开课之初将院级化工竞赛的项目名称及注意事项交代给学生,要求学生5人一组,每组选择一名组长总体负责。此外,强调学生提交竞赛作品作为本课程的主要考核依据。(3)化工设计说明书编写。学生一方面利用本课程实践教学课时,另一方面利用课余时间,查阅文献、计算模拟、绘制图例,编写设计说明书。要求每组学生严格分工、相互配合,各自完成自己的设计重点。针对设计过程中出现的共性问题在课堂上进行研讨,教师根据实际情况给出具体指导意见。
2.4教学考核评价
学生提交化工设计说明书文档,同时制作PPT,每组选派1名成员在课堂上进行汇报。课程总成绩=平时成绩×20%+项目完成考核成绩×60%+答辩考核成绩×20%。平时成绩根据出勤、积极参与度等组成。项目完成考核成绩重点检查工艺流程设计、车间设计、典型设备的计算域选型等内容。答辩考核成绩由指导教师根据学生答辩情况直接给出。同时,以各组本课程总成绩排名,确定入围院级化工设计竞赛名单,为省级、全国化工设计大赛挑选优秀选手。
3体会
以学生参加院级化工设计竞赛形式,推动《化工设计》课程教学改革是我院推进课程教学改革的一种全新尝试,一方面能将枯燥的化工设计理论知识通过学生参加比赛的形式消化吸收,另一方面激发学生的学习兴趣,启发学生自主学习。相比传统的教学方法,本课程教学改革能显著提高学生掌握AutoCAD、Aspenplus等计算机辅助设计软件的能力,培养学生团队协作精神,同时,还可以吸引大批化学工程与工艺专业一、二年级学生积极参加化工设计竞赛,促进化学工程与工艺专业综合改革,为打造品牌专业提供强有力支持。我院自2015年参加全国化工设计大赛以来取得了2个全国二等奖、3个省级一等奖的优秀成绩。
4存在的问题与解决问题的策略
以学生参加化工设计大赛推动《化工设计》课程教学改革的过程中,也存在以下问题:(1)全国大学生化工设计大赛赛程长,化工设计说明书内容丰富,要求高。对于我院这样地方普通高校学生而言,学生积极参与度非常有限。为此,我院在学校教务处的大力支持下,增设了院级化工设计竞赛,同时打通《化工设计》课程与院级化工设计竞赛之间的壁垒,促进《化工设计》课程的教学改革。(2)课时少和学生多,课堂教学与研讨时间不能充分保障,目前我院已启动化学工程与工艺专业认证工作,届时我们将化工专业实习、专业课程设计与《化工设计》课程进行整合,形成一个完整的专业实践教学新体系,增加《化工设计》课程实践教学课时,同时尽量采用小班制的方式进行。(3)学生计算模拟和绘图能力不强。化工设计要求学生熟练掌握AutoCAD、Aspenplus等计算机辅助设计软件,同时应用已学专业知识模拟化工过程,我院大部分学生计算模拟和绘图能力不强。为此,在2016版化学工程与工艺专业培养方案中增设了计算机知识在化工应用中的一系列课程。
参考文献
[1]张琳叶,魏光涛,陈砺.化工设计教学思考与建议[J].化工高等教育,2011,3:46-48.
[2]赵云鹏,周敏.化工设计课程教学改革与实践[J].广州化工,2014,2(8):193-194.
[3]付玲,张敬芝,王传申.全国化工设计大赛对《化工过程设计》课程教学的启发[J].化学工程与装备,2015,10:281-283.
关键词:化学工程与工艺 基础实验训练
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0240-01
本文以无机及分析化学实验为例,浅谈化工专业学好该实验的重要性及无机及分析化学实验教学中的几点建议。
基础实验训练除加强物理实验、电子实验、计算机、金工实习等基础外,无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、专业实验是重点[1]。其中,无机及分析化学是由原无机化学和分析化学统合而成的一门基础化学课程,也是化工专业学生必修的第一门化学基础课。通过本课程的学习,使学生掌握化学反应的基本原理、原子结构的基本理论、元素化学的基本知识、误差的基本概念和化学分析的基本技能。由于无机及分析化学是第一门化学基础课,为学生进一步学习化学相关基础课和专业课打下基础,所以这门课程以对后续基础化学和专业化学课程的学习起着至关重要的作用。由于化学是以实验为主的学科,所以与之相应的实验课无机及分析化学实验,是加强该课程实践性教学环节的一门主要课程。通过实验,可以加深学生对无机及分析化学基本理论的理解。
无机及分析化学实验,使学生在学习一些典型的化学分析法实验的基础上,正确地、熟练地掌握无机及分析化学实验的基本操作技能;认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力;初步学会处理实验数据及正确表达分析结果的方法;正确设计实验(选择实验方法、实验条件、实验仪器和试剂等)解决实际问题的能力;通过查阅手册、工具书及其它信息源获得信息的能力;培养他们实事求是的、严谨的科学作风,认真、细致、整洁的科学习惯,并锻炼学生独立从事科学实验的能力,为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础。总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养是非常重要的。
在无机及分析化学实验的教学中,培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、勇于开拓的创新意识,应始终贯穿整个基础实验教学过程中。
为了培养学生实事求是的科学态度,要求学生准备一个实验预习报告,用于实验课前预习。预习的内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据及记录。让学生在实验课前对实验做到胸有成竹,清楚为什么要做这个实验,理解相应的实验原理,清楚实验步骤,知道在实验过程中需要记录哪些数据,不至于在实验过程中手忙脚乱。在实验过程中,要求学生将实验数据记录在预习报告本子上,实验结束后,将实验报告本子拿给实验老师看。实验老师主要看实验结果记录的是否正确,误差大小,并签字。要求学生在写实验报告时,将预习报告本上的实验数据记录贴到实验报告册上,以保证数据的真实性,以达到培养他们实事求是的科学态度。同时,在实验过程中要求学生认真观察实验现象,做好记录,认真分析实验结果,从而培养他们实事求是的科学态度。
在实验教学过程中,注重培养学生勤俭节约的优良作风。在第一次实验课上,要求学生在实验过程中节约用水,节约试剂。在无机及分析化学实验教学过程中,通常采用微型实验,除了勤俭节约、降低实验成本之外,还有一个重要的目的就是尽量减少污染物排放,使学生具有环保意识。微型化学实验是指用尽可能少的化学试剂获得比较明白清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法[2]。在实验过程中,在不影响实验结果的前提下,将实验工具书上的试剂量变为原来的一半或者更少,以达到节约试剂的目的。将一些价格昂贵的试剂,在实验准备过程中配制成溶度较稀的溶液,如在生理盐水中氯化钠含量的测定实验过程中,将AgNO3的浓度配制为0.05mol/L。在上述实验过程中,要求学生在润洗滴定管时,润洗液的量为5mL。在一些制备和提纯实验中,要求学生将产品称量完回收到指定的容器中,有些药品可以重复利用,如氯化钠的提纯实验。
化学实验是在理论指导下的实践过程,在这一过程中,允许有不同的观点、方法、手段,甚至有不同的结论,应提倡创新,鼓励探索,培养学生分析问题,解决问题的能力,为创新知识和创新能力的培养创造良好的氛围[3]。在实验课教学过程中,多设置一些问题,引导学生独立思考。在课后,要求学生认真写实验报告册,并对自己的实验结果进行分析,同时要求他们通过查阅工具书、文献资料等手段按时完成思考题。为了提高学生的创新能力,使实验室对学生开放。开放实验室使学生的创新能力培养延伸到课后。课堂内已经培养了学生的独立思考能力和创造性思维能力,使他们能从不同的角度分析问题,同时学生的科研能力也日趋成熟。开放实验室,主要是让学生利用业余时间到实验室去验证自己的想法,准备毕业论文。学生可以自己想课堂,自行设计出切实可行的实验方案。老师起到辅助的作用,帮助他们分析实验成败的原因,指出他们实验方案的可行部分,鼓励他们要有勇气面对失败,锻炼学生的意志,训练其缜密的思维能力。
总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养起着关键的作用,希望在教学中得到高度重视。
参考文献
[1] 钟军.对加强化工专业学生实践能力培养的认识与思考[J].广州化工,1999,27(4):136-137.
【摘 要】探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,以校企协同管理专业课程建设为原则,打破学科界限充分利用现代资源网络化与信息化的特点,构建“油类”课程群平台。整体优化教学内容,探索多层次的教学模式以及校企协同育人的途径。开放的课程群平台,促进了学生的个性化发展,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。
关键词 化工专业;“油类”课程群; 教学改革;课程群平台
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)14-0049-02
作者简介:程丽华,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业;施永军,男,实验师,研究方向:计算机应用;洪晓瑛,女,实验师,研究方向:化工专业实验教学和石油化工产品分析;王琪,女,讲师,研究方向:油气储运专业; 谢颖,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业。
基金项目:本文系2013年广东省高等学校教学改革项目“立足‘卓越计划’的‘油类’课程群教学模式的探索与实践”(编号:GDUP201209)的研究成果。
石化产业是国家十大振兴产业之一,是广东三大支柱产业之一。随着石油化工行业的迅速发展,石化企业中新技术和新设备不断涌现,而且自动化程度和管理水平越来越高,属于高度自动化,技术密集型现代化企业,这必将导致对石油化工急需人才的要求越来越高。因而,项目组根据学校发展定位、围绕化工专业培养目标以及石油化工行业对人才的需求,提出立足“卓越计划”的“油类”课程群教学模式的探索与实践的研究课题,探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,打破学科界限构建“油类”课程群,以校企协同管理课程、协同培养人才为指导,面向石化企业发展需求,创新课程群教学模式,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。
一、以省精品资源课程为引领,构建“油类”课程群
课程群建设是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发技术。我校化学工程与工艺专业(石油化工方向)具有雄厚的专业基础、特有的石油化工特色,2009年被国家批准为国家级特色专业建设点,2011年被列为卓越工程师培养计划试点专业,为我国石化行业输送了大批高素质的应用型人才。该专业长期以来以彰显石化特色的《石油炼制工程》专业主干课程为抓手进行专业课程的建设与改革。它是培养未来石油化工工程师的思维方式和工作方式的关键载体,也是理论联系实际的重要桥梁,肩负着为服务广东及周边地区石油化工行业提供高级应用型人才的重任,2013年被列为广东省精品资源共享课。为此我们以省精品资源共享课为引领,在深入对突出学校办学特色的“油类”课程进行调研和分析基础上,通过梳理各课程内容和课程间的关联性,在对相关课程的内容进行优化整合的基础上,组织校企专业课程建设委员会对“油类”课程群的知识内容进行进一步的研讨,最后选择满足“卓越计划”培养目标要求的《石油炼制工程》(含化工专业实验)、《石油化工概论》、《石油化工工艺学》、《石油储运基础》等4门课程构建化学工程与工艺专业(简称化工专业)“油类”课程群。
二、以校企协同管理专业课程为原则,树立课程群建设新理念
2011年化工专业被列为“卓越计划”试点专业,这对课程建设尤其是专业课程如何改革以适应“卓越计划”培养目标的实现提出了更多的思索。团队经过多次调研与反复研究一致认为课程建设要与学校的人才培养目标、与行业所需人才紧密结合起来,树立了与行业协同管理、协同育人的课程建设理念。
通过校企协同管理,使专业课程建设从目前学校的单方管理,转变为学校、石化企业双方协同管理。中国石油化工股份有限公司茂名分公司(以下简称茂名石化)是我国最大的石油化工基地,是我校国家级工程实践教育中心,拥有大批高水平石化专家及先进的管理理念,对本行业技术前沿最了解,对行业发展趋势最了解,对行业用人需求最了解。成立由企业专家组成的化学工程与工艺专业课程建设教学指导委员会,确定“油类”课程群建设主要目标,共同制定课程群建设方案、课程教学大纲及重点教学内容;共同构建四年不断线的工程教育模式,以培养适应石化行业需求的紧缺人才。
三、按不同培养目标优化教学内容,避免内容交叉重复
在这四门课程中,石油炼制工程和石油化工工艺学是化工专业必修课,是专业基础知识的综合应用,具有较强的实践性,化工专业实验则将专业知识与理论知识融合起来。石油化工过程概论是全校的公选课,包含了石油加工和石油化工的基础知识,石油储运基础是专业的选修课程,主要介绍石油及油品的储存和运输技术。这几门课程“油味十足”,既有联系,又有区别。为此,我们要按着不同层次优化教学内容,避免交叉性内容的重复。
笔者一直从事化学工程与工艺专业课的教学工作,为省石油炼制工程教学团队负责人及省精品课程资源共享课程负责人。在教学研究过程中,真切地感受到各门课程是相互紧密联系的,但有时又会出现课程内容的重复。如这几门课程中都涉及到油品的基本性质,如何根据课程的培养目标合理安排教学内容就显得非常重要。正是由于各门课程之间有千丝万缕的联系,各门课程的教学内容要进行合理安排,如果在教学安排上不注重教学内容的安排,只是简单重复,势必引起学生厌倦或厌学。
为此我们组织的油类课程群教学团队将油类课程群作为一个整体来优化教学内容,在各门课程互通有无的基础上,对于交叉性内容,不同的具体课程,共目标各有侧重,并据此安排教学内容和课时。这样不仅避免了简单的重复,节省了学时,同时还激发了学生的学习兴趣,提高了学习效果。
四、紧紧依托学科建设资源,教学内容紧跟学科发展步伐
化工专业充分依托茂名石化公司得天独厚的产学研优势,在石油化工领域取得了较好的科研成绩,已形成一支学术水平较高、结构合理、合作精神和创新能力强的研究团队,在同类型的院校中脱颖而出,从而使化学工艺学科成为广东省重点特色学科。课堂上,团队成员紧跟学科发展前沿,针对石油化工的最新发展,在课堂教学中及时补充和更新的理论和知识,增加一些能反映现代科学技术发展的前沿内容。例如,随着环境保护的要求,清洁汽油、清洁柴油新技术的发展,在石油炼制工程中增加这方面的知识;随着新产品、新工艺、新技术和新设备的涌现,在石油化工工艺学教学过程中不断补充与课程相关的最新化工生产技术和科研成果。及时更新和补充专业课的教学内容,不仅拉近了教学与学科前沿的距离,还促进了学生对新知识和新技术的认知,拓宽了学生知识面,培养能够适应石油化工行业的发展和社会需求的化工人才。
同时,注重教学与科研相结合,以专业实验为载体,促进专业理论知识的学习。专业实验教学内容的改革是本课程群建设的重要内容。我校化学工程与工艺专业实验一直独立设课,内容上偏重验证,不能行之有效地检验和运用课程群的知识。为此,在实验内容的精选和安排上,我们注意引进老师的科研成果,这不仅丰富了教学内容,提高教学效果,还增加了学生对老师科研情况的了解,培养学生的科研兴趣,使学生尽早地加入老师的科研课题,进行团队工作,并借助课题培养学生系统地思考问题的能力以及提高创新能力。
五、校企共建教学资源,协同培养石油化工类人才
在课程建设机制上,坚持校企(为石油石化企业服务)联合办学。广东石油化工学院与中国石油石化企业一直有着天然的密切联系,是广东省人民政府与中国石油化工集团公司、中国石油天然所集团公司、中国海洋石油总公司共建高校,长期依托的三大企业——中石油、中石化、中海油都是世界500强的跨国集团。学校坐落在“南方油城”——茂名,与中石化属下的“茂名石化”有着血浓于水的情感。茂名石化炼油加工能力1350万吨/年,有60多套炼油工艺,掌握着最先进的技术装备和生产工艺,有真实的工程实践条件和环境,同时,还拥有先进的典型炼油工艺模拟仿真系统。我校在60年的办学历史中,有30多年属石化行业公司主管,依托这种得天独厚的优势,通过校企协同育人,使工程技术人才培养从高校培养转变为高校和企业联合培养。在企业的深度参与下培养的石化工程师能更有效地满足石化产业对人才的特殊需求。学校与茂名石化公司共建国家级工程实践教育中心,为深化专业课程改革提供了重大机遇,近几年在专业课程建设方面创建了企业深度参与人才培养特色,体现在与企业共建教学资源包括共同编写了教材、实习指导书、典型事故案例分析、共同拍摄典型炼油工艺过程教学片等。这些与实际结合紧密的教学资源,对有效地培养石油化工类工程技术人才提供了良好的条件保障。这种面向石化,依托企业的工程教育有效地提高了教育教学质量。
六、构建课程群平台,探索多种教学模式