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1.1應用型本科人才要求
根據現代化學工業的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高校化學工程與工藝專業的目標是培養化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫藥、環保等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現上述目標,化學工程與工藝專業應用型本科人才應具備的基本素質與專業能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養,能處理好人與環境、人與社會的關系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優化方法;④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術與新設備的發展動態;⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據現代科技和生產的發展需要,以服務地方經濟社會發展為目標,把握高等教育規律和化學工程與工藝專業特征,制定化學工程與工藝專業應用型人才培養方案,具體如圖1所示。在人才培養方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養應用型人才成功經驗,非常重視企業的作用,將企業要求與學生的培養相結合,構建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養模式。理論教學體系體現“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業技術課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質服務,把素質教育貫穿于教學全程,為培養學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業人才要求
化學工程與工藝專業是為了適應新世紀化學工業的發展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業催化等專業合并而成的寬口徑專業,覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發、設計、優化和管理。化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品。化學工程與工藝專業涉及的工程放大技術、系統優化技術和產品開發技術,不僅在化工領域,而且在醫藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業培養的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產技術的基本原理、專業技能與研究方法,具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構建
高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養應用型化工特色人才,核心就是培養實踐能力強的應用型人才。以培養應用型人才為目標,以科學發展觀為指導,遵循教育教學基本規律,堅持育人為本,教學為綱,根據學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經驗,培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力,構建工程化的實踐教學體系如圖2所示。實踐教學根據能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業實踐層、綜合和創新實踐層。基礎實踐層以強化“三基”,培養基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經過認知實習,了解專業所需要的專業知識、能力、素質,有利于他們結合自己的興趣,規劃未來發展,在專業方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現基礎能力培養目標;專業實踐層是在理論教學和基礎能力培養的基礎上,通過專業基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環節實現專業能力培養;綜合和創新能力是對技術基礎知識、運用專業知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現,反映學生整體素質。通過畢業實習、畢業設計(論文)等實踐教學環節,配合第二課堂科技活動,達到培養專業技術應用能力的目的。總之,各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養目標規定的專業技術應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養,實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養高質量應用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據學院要求成立了實驗技術教研室,這不僅是名稱和內涵的改變,更重要的是教育理念的轉變,建立實驗技術教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業實驗實踐教學有關的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業實驗作為一門最能反映專業特色,與專業科學技術發展關系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構建一個能夠全面反映化學工程學科發展方向、適合按專業大類組織實驗教學、有利于培養學生工程實踐能力和創新能力的新框架。根據化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術化工工藝學作為構架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內容既符合化學工程與工藝學科發展規律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業實驗室。根據專業和學生發展需要,在專業方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業方向,并建立精細化工和分離技術2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業知識、增加學生的感性認識和創新能力的重要綜合性教學環節,校外實習基地是培養學生實踐能力和創新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產學合作,和中鹽四方集團等14家企業建立良好的合作關系,與企業合作共建實驗室2個。每年由校內和企業教師共同指導學生進行實習,并在畢業論文(設計)環節,由企業提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產實際相結合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術人員指導學生設計多次獲合肥學院優秀畢業設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結合,著力培養學生創新能力
為了達到實驗課培養學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養學生實踐創新能力為出發點,以學生個性化能力培養為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結合起來,收到明顯的效果。化學工程與工藝專業,以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內容開展第二課堂科技活動。化工工程師之家于2007年11月建成運行。以培養“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養;通過企業化運作模式培養學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養學生的工程設計能力、管理能力、協調組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業化管理模式,營造企業氛圍,培養學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質。目前,累計培訓學生500人以上。化學工程與工藝學生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區第四屆大學生化工設計創業大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
關鍵詞:卓越計劃,教學改革,化學工程與工藝
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)10-0101-02
引言:
依據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010―2020年)》,2010年6月教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)。擬用10年時間,培養“面向工業界、面向世界、面向未來,創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才”。2012年,我校成為國家首批“卓越計劃”試點單位。
我校石油化工專業的畢業生就業具有較強的針對性,本文針對我校石油化工特色及本專業畢業生的就業特點,為了適應“卓越計劃”應用型工程師的培養目標與要求,我校結合自身的優勢與特色,從培養思路、培養方案修訂、課程體系改革、校企聯合培養、教學團隊建設、課程與教學資源建設、教學方式方法改革、實踐教學環節等方面進行改革與實踐。
一、培養模式的改革與優化
1.培養方案修訂。根據《教育部關于實施卓越工程師教育培養計劃的若干意見》的精神和要求,結合我校實際情況,對化學工程與工藝專業人才培養方案做了調整與修訂:
針對教育部“專業認證”中對學生12項能力的要求,學院組織了專家組對化工15級人才培養方案進行了專題研討,對照學生12項能力要求,劃分課程群,針對每門課程,劃分知識點,優化整合每門課程的知識點,從而形成了特色更加鮮明的課程群。全面啟動了教學文檔的改革,從“教學大綱”、“授課計劃”、“考試大綱及試卷”、“學生課堂隨堂記錄”、“學生成績評價”、“教學反思”等到“課堂形式組織”,全部圍繞學生12項能力要求,重新進行修訂與調整,讓學生更加受益,期望使學生畢業5年后能夠達到培養目標要求,成為具有“較強工程實踐能力的工程應用型人才”。
2.課程體系改革。教育部提出的“專業認證”著重強調了培養學生“解決復雜工程問題的能力”。因而就《化工設計》這門課程,分別聘請了“瑞派工程公司”副總經理雷云周、副總工程師吳伯明講授了“換熱器設計”、“配管設計”、“車間布置設計”、“反應器設計”等模塊的知識點,進一步加強學生解決復雜工程問題的能力。
化學工程與工藝專業卓越班《仿真實習》兩周在“中石化茂石化分公司培訓中心”、“中石化茂名石化分公司研究院”進行仿真課程練習,其中包括“常減壓蒸餾”、“延遲焦化”、“催化裂化”、“丙烷脫瀝青”、“實沸點蒸餾”等裝置仿真練習。得到學生一致好評,反饋效果良好!
二、校企聯合培養
近兩年我校依托茂名石油化工公司、湛江東興石化公司和廣州石化公司等企業,獲批三個國家級工程教育實踐中心。使得化工認識實習、仿真實習及生產實習等實踐環節得到保障。充分利用可共享資源,培養工程素質好、動手能力強、踏實肯干的應用型人才。取得學校、學生、企業、社會多方共贏的效果,實現良好的社會效益和經濟效益。學生在企業學習情況,由專家組采用現場考察或問卷調查等方式檢查企業培養方案的落實情況。
我校已制定完成“企業參與的3+1人才培養模式”實施細則,聘用企業技術人員參與制定人才培養的有關制度,明確人才培養過程中學校、學生、企業的權責,制定培訓費用、兼課人員的酬金發放、學生的實習生活補助等事項。學校與企業簽訂“實習基地建設協議”、“畢業生就業見習基地建設協議”等。完善各種配套管理機制,為落實人才培養方案提供保障。
三、教學團隊建設
1.學習交流,提高水平。近年來,我校化學工程與工藝專業教師幾乎每位教師都會參加各類專題研討會,學院支持教師多進行學習交流,提高業務水平。提高本專業教師隊伍的整體素質和水平。
2.加強指導,培養青年教師。為青年教師配備導師,發揮老教師對新教師的“傳幫帶”作用。另外,有計劃地組織教師以科技專家特派員、生產單位掛職或定期調研培訓等形式到石油化工企業,深入生產一線,了解生產技術狀況及急需解決的生產問題,加強學術交流和聯合科技攻關,鼓勵教師參與企業的科研活動,開展科研技術服務工作,為企業解決生產難題,提高生產效率和經濟效益。
3.外聘專家,提升實力。聘請國內石油化工領域著名專家作為客座教授和學術顧問,指導學科專業的建設。充分利用茂名石化公司人才資源,聘請優秀專家及技術人員擔任客座教授、兼職教師,進行生產實習指導、生產技術專題講座、畢業論文指導等教學活動,并加強學術交流和產學研合作。聘請參與人才培養企業的各層次的技術人員、工人師傅進行石油化工工程能力、生產技術、實際操作等的指導。從而,建設一支熟悉社會需求、教學經驗豐富、工程技術能力強、專兼職結合的高水平教師隊伍。
四、課程與教學資源建設
1.加強精品(資源共享)課程建設。化學工程與工藝專業《石油煉制工程》、《有機化學》、《物理化學》已獲批為省級精品課程、廣東省精品資源共享課,并有良好的教學網站資源。《石油化工工藝學》為校級精品課程,校級精品資源共享課。另外,2015年,《化工設計》、《化工熱力學》等申報校級精品資源共享課。
2.豐富教學手段。另外,本專業還建立了“油類”課程群精品課程網站。利用網絡平臺進行遠程教學,教師可通過校園網提供教學資料、實驗資料,并進行輔導、答疑、批改作業、組織討論等。利用全國高校教師網絡培訓系統,積極開展教師網絡培訓。
3.推進教材建設。聯合國內石油化工高校編寫出版高水平、適用的石油化工特色鮮明的系列教材。如《認識、生產實習指南》、《石油產品應用技術》、《石油化工專業英語》等。與企業技術人員合編更結合生產實際的《化學反應工程》、《化工原理》、《化工熱力學》、《化工設計》、《石油化工工藝學》、《石油煉制工程》、《石油化工安全生產管理》等特色教材。
五、教學方式方法改革
1.理論聯系實際,第二課堂建設與改革。我校化學工程與工藝專業基于學生工程實踐能力和工程設計能力的培養,開設了三類有特色的“第二課堂”競賽訓練:“石油產品分析檢測競賽”、“大學生化工設計大賽”,“化工原理實驗技能操作競賽”。學生參與積極性高,反映理論與實踐得到完美融合!
2.科研促進教學,師生課外科技活動促進教學方式改革。學校為化學工程與工藝專業提供了良好的課外科技活動創新平臺,以課外科技活動促進教學方式改革。如“大學生創新創業訓練計劃項目”、“1+1導師成長計劃”等課外科技活動,項目進展順利。
3.生產促進教學,課堂實踐促進教學改革。化學工程與工藝專業各類課程均進行了課堂實踐改革,同時引入“項目化”教學模式和“課堂實踐”教學模式。利用企業工程項目,培養學生工程設計能力;另外通過采取項目教學,改革化工設計課程的教學;其次是強化增加畢業環節設計類題目的比例。如《化工設計》、《專業英語與科技論文寫作》、《石油化工工藝學》等課程在教學過程中引入各種與教學內容相關的“項目”,讓學生以項目為載體,以團隊形式完成課程項目,同時在課堂中鼓勵師生交流項目成果及心得。對表現好的團隊或學生給予肯定與獎勵。鍛煉學生文獻調研能力、團隊協作能力及語言表達等各方面能力。
六、強化實踐教學環節
1.完善實驗實踐教學平臺建設。完善校企共建的國家級工程實踐教育中心(中國石化集團茂名石油化工公司、湛江石油化工公司、廣州石油化工公司)及相關產學研基地、實習實踐基地平臺建設,推進石油化工工程教育中心(廣東省實驗教學示范中心)、學校石油化工工程中心、石油化工工業中心建設。
2.有效增加實踐教學時間。實施“企業參與的3+1人才培養模式”,實踐教學時間增加到1年以上,大部分專業實踐教學在企業進行。聘請參與人才培養企業的各層次的技術人員、工人師傅進行石油化工工程能力、生產技術、實際操作等的指導。努力提高學生的工程能力和工程素質。
3.充實實驗教學內涵。根據“卓越工程師教育培養計劃”培養標準要求,改革實踐教學內容,改善實踐教學條件,創新實踐教學模式,增加綜合性、設計性實驗,倡導自選性、協作性實驗。增加實驗教學內涵,教學內容注重工程意識培養。為培養學生實踐能力、創新能力,在實驗教學過程中注意“四個相結合”:(1)實驗技術研究與理論教學研究相結合;(2)實驗內容與教師科研(教研)成果相結合;(3)專業技能競賽與實驗教學相結合;(4)創新實驗教學與科研項目相結合。
在化工類院校當中,化學工程與工藝是其中最為主要的專業,它具有寬闊的覆蓋面以及所涉及到的領域也是十分的廣闊。有效的做好化學工程與工藝專業綜合型實驗,不僅僅能夠有力的培養學生對于專業知識的學習興趣,以及對于學生的理論與實踐相互有效的結合的能力也可以進一步的給予鍛煉,而且,學生在學習過程當中的積極性以及主動性和創新性感都有所全方位的激發,能夠起到事半功倍的作用。
一?化學工程與工藝專業大型綜合性實驗的開發
為了充分利用實驗室的現有資源,同時考慮到專業特色,本文化學工程與工藝專業綜合型實驗內容,主要是沿著石油加工和催化劑制備與評價兩大主線進行的。
(一)石油加工方向綜合型實臉
石油加工工藝是化學工程與工藝專業學生的一個主要專業方向。針對該專業特點,我們開發了“大慶原油的小型煉制加工與產品性能分析”實驗。該實驗涉及原油的蒸餾、二次加工和相關石油產品性能的分析測試,是煉油廠石油加工過程的縮影。通過該實驗,學生可以全面了解原油的加工過程,將“石油加工工藝學”與原油的加工實踐結合起來,掌握提升管催化裂化裝置的工藝特點,了解和掌握石油產品的分析方法,理解石油化工在整個國民經濟中的重要地位。
(二)沸石催化劑制備與評價綜合型實驗
該實驗涉及沸石催化劑的制備、反應工程、分離工程等多門學科。其中催化劑的制備包括催化劑合成、成型、改性、催化劑的tpd和紅外光譜表征;采用高壓微反考察催化劑的反應活性、反應產物采用萃取精餾工藝進行分離等過程。現代化工過程大多數是催化過程,一代新催化劑往往引發新的生產工藝。通過該實驗項目的實施,學生可以加深對“催化原理”等理論課的理解,了解沸石催化劑的最新進展和催化工藝的發展方向,掌握沸石催化劑制備的基本方法及其特點,掌握催化劑的tpd、紅外光譜表征和高壓微反評價催化劑的反應活性等先進的催化劑評價手段。近年來,學院相繼購置了比表面測定儀、熱重/差熱分析儀、紅外光譜儀、色質聯用、液相色譜、x衍射儀等大型儀器,實驗過程中學生在教師的指導下,親自動手操作一些大型實驗儀器、設備,大大滿足了學生的好奇心,鍛煉了學生的動手能力。
(三)與教師的科研相結合,開發實驗項目
近年來,隨著教師科研任務的增多,工作量的增大,為了使學生盡早參與到教師的科研當中,鼓勵教師帶學生一起搞科研。我們把專業設計型實驗分配給各個科研組,要求教師根據科研任務的進展情況,給學生安排實驗任務。一方面使學生可以盡快接觸到本專業的最前沿領域,培養科學研究能力,增強了學習興趣;另一方面,也為畢業環節打下了基礎,提高了畢業論文的寫作水平。經過了一年的實踐,這種開設專業設計型實驗的方式得到了學生和教師的歡迎。學生很踴躍,因為學生和教師可以雙向選擇。
二?實驗的實施
在具體的實驗過程當中,讓學生自身獨立的完成整個實驗過程,教師在其中只是做些必要的指導和輔助作用,那么這樣就有效的改變傳統性實驗,有效的講過學生作為實驗的主體,過去傳統中的被動實驗實施者轉變成為現在實驗過程當中的主動參與者。教師在指導的過程當中,可以有效的將學生分成若干小組,每個小組都選配一名小組長進行分工和協調,這樣不僅能夠鍛煉學生的科研工作的組織協調性,而且還可有有力的增強學生在團隊當中的合作精神。
(一)實驗方案的確定
為了使實驗工作能順利進行,我們要求每位學生在實驗前根據實驗的內容、要求及目的查閱相關資料,然后每個組對查閱到的資料進行綜合分析,寫出開題報告,并根據實驗室所能提供的儀器設備資源,制定出本組的實驗方案。方案中應包括該學科的最新進展,該實驗所包含的實驗項目、實驗方法和實驗步驟等,方案最后應列出所需儀器設備、實驗藥品細目。實驗方案經教師審閱合格后,學生才可進入實驗室做實驗。
(二)實驗的實施與管理
由于實驗項目多、實驗室儀器套數有限,因此在實驗過程中,除了每個組內部要有仔細、明確的分工合作外,組與組之間還要進行協調配合。比如,只有一套小型提升管催化裂化裝置,而四個大組都需要進行催化裂化實驗,所以組與組之間要協調好時間。
教師在實驗中的作用是指導和輔助作用,但為確保實驗順利進行,每位教師的分工也是明確的,并負責按學生列出的實驗材料和實驗藥品清單,提供實驗材料和實驗藥品。
(三)考核方式
實驗報告是對實驗的總結、歸納。實驗工作完成后,我們要求學生將實驗以實驗報告的形式進行總結。報告內容包括實驗內容、實驗方法、實驗結果和結果分析討論。
三?對專業綜合型實驗的一點看法
綜合型實驗鍛煉了學生的獨立分析問題和解決問題的能力。調動了學生學習的積極性,使學生對本專
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關鍵詞:化工專業;生產實習;改革研究
0 引言
在化學工程與工藝專業生產實習中存在實習學生多、現場噪聲大、聽講收效不好等弊端,導致實習效果不盡人意,難以達到教學大綱的要求。通過分析查找生產實習存在的問題,探索一種或多種適宜的生產實習模式對提高實習效果有重要意義。
1 化學工程與工藝專業生產實習存在問題的分析
1.1 學生重視程度不夠
生產實習安排在大四上學期。此時,學生專業課程還沒有學習、專業知識體系尚未建立,對今后從事的職業沒有明確目標。另外,受就業壓力等因素的影響,部分學生把主要精力用于考研、四六級英語考試或其它資質考證上。比如,實習中曾發現個別學生到車間仍帶著考研復習資料,實習中不認真聽講、不主動提問題,有聚崗、脫崗現象,對實習的重視程度不夠。
1.2 聯系適宜實習企業難
受實習經費和其他因素的制約,聯系到有一定生產規模、專業對口的實習單位難度大:學校附近的單位接送學生方便但專業相差遠;專業對口的單位,差旅費、住宿費開銷大。另外,企業對接納實習學生有顧慮,如學生來廠實習不僅會增添食宿、接待的麻煩,還怕影響生產、技術失密,更怕發生安全事故;指導實習不是企業技術人員或基層班組人員的份內工作,個別人員缺乏耐心,敷衍了事。
1.3 方式單一
生產實習有集中參觀型、分散自主型兩種形式。多年來,大學化工專業一直由專業教研室聯系實習單位,指導教師帶學生到企業集中實習。實習前,學生預習實習講義、學習反應原理、查閱工廠操作文件、了解主要設備及作用;實習中,學生順管路導通工藝過程、記錄控制指標、畫出現場工藝流程,回來后整理實習日志、撰寫實習報告。這種集中參觀型實習方式雖利于統一管理和學生之間互相交流學習,但存在以下弊端:實習學生多、現場噪聲大、聽講效果不好;學生只能畫出流程圖,沒有動手操作機會,學生收獲不大。
1.4 實習組織管理難
由于實習時間短、經費少、人數多,實習車間有毒性介質和易燃易爆隱患,學生集體住宿,使得實習組織管理難度大。要圓滿地完成教學任務,帶隊教師不僅要負責學生的交通、食宿、身心健康與安全,還要負責學生的實習指導,教師思想負擔重,工作壓力大。
2 化學工程與工藝專業生產實習改革建議及實施
在對生產實習現狀調查分析的基礎上,借鑒兄弟院校生產實習的做法和經驗,結合河北科技大學為省化工行業培養人才并服務于區域化工的特點,對進一步改進實習提出如下建議。
2.1 多種實習方式結合
2.1.1 集中實習與分散實習相結合
經三年學習,有的學生已有就業意向,應鼓勵學生結合自己就業方向及個人特長、興趣愛好,由學生或教師協助選擇實習單位,獨立完成實習任務。比如,有的學生大三時已進實驗室參與科研,協助老師幫企業解決技術難題,實習時安排學生到該企業了解生產現狀,查找問題產生原因,變被動實習為主動實習,鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
2.1.2 重點實習與參觀交流相結合
除安排學生到協議企業定崗實習外,還創造條件讓學生到大型企業短時間參觀學習,既開闊了視野,又為學生提供了與企業聯系、溝通、交流的機會;參觀時聘請企業管理或技術人員進行技術改造、新產品開發等成功案例的專題講座,現身說法體現專業知識在企業的作用,激發學生的專業興趣和樹立干好本職工作的信心。
2.1.3 現場實習與仿真模擬相結合
購買仿真軟件輔助實習教學,該軟件以動態畫面展現了多種運轉設備的流體輸送過程;以合成氨為例的典型化工生產工藝過程及模擬甲醇精餾工況的操作,涉及了較全面的專業內容,更有利于學生鞏固己學知識。
2.2 建立穩固實習基地,解決聯系企業難問題
為減輕聯系實習企業難度,本著互利互惠的原則,與一些企業簽訂協議、建立了長期合作關系:企業為實習提供住宿、飲食等硬件,安排專人負責接待工作,明確班長負責流程介紹和現場答疑,將學生實習管理納入職工考核內容,一改往日"敷衍了事"應付實習的現象,實習收效有了明顯的提高;學院除組織骨干教師幫企業進行人員業務培訓、提高職工技術素質外,還幫企業解決生產中的技術難題。
2.3 注重培養學生興趣,提高綜合素質
2.3.1 展現專業特色,激發學習興趣
統計數字表明:化工企業中,化工專業的畢業生無論在生產、技改、新產品開發或企業管理方面都占有很高比例,起著重要作用。為提高學生對專業的認識,聘請師兄師姐到校介紹他們在企業干一行、愛一行、崗位成才的成長歷程及參與企業工程改擴建、為企業解決技術難題、為行業做出貢獻并創造效益的實例,向學生展示專業特色,激發學生學好專業知識、熱愛本專業的熱情。
2.3.2 解決技術難題,感受成功樂趣
學生深入工廠實習,參與教師與企業間的新產品研發或幫企業解決技術難題等。通過這一有目的的實習,使學生了解企業現狀,找出問題所在,為企業解決技術難題出謀劃策,使學生在發現問題和解決問題中得到鍛煉,提高業務水平和技術素質,在為企業解決技術難題中切身體會成功樂趣,為畢業后干化工、愛化工奠定基礎。
2.4 加強組織管理,保證實習質量
提前計劃和落實生產實習教學內容,充分發揮教師指導作用。按照實綱要求,教師對學生進行下廠前的課堂教學指導,內容包括:反應原理、工藝流程、主要設備、過程控制、產品分析、安全技術等,使學生對該企業有所了解,做到有備而去;按照企業生產工藝編寫實習指導書,供學生實習參閱;針對年輕教師對企業了解少、工程實踐能力弱、對實習指導缺乏經驗等不足之處,采取教師先一步到企業參觀學習,提高專業教師的業務水平,以保證生產實習指導質量。嚴明實習紀律,加強實習過程管理。嚴明實習紀律、保證實習時間是達到實習目的、提高實習效果的前提。為使學生按時、正點到崗,實施了班前(班后)會點名、排隊到崗(離崗)的軍事化管理,保證了學生的在崗時間;另外,為使學生實習收益最大化,教育學生放下架子,不恥下問,在與工人的融洽相處中學到知識;實習中,隨機抽查學生實習筆記及收集整理其他資料的內容,重點觀察學生實習表現,及時發現并隨時解決存在問題。通過加強實習過程管理,達到了較好的實習效果。
3 結束語
改革生產實習模式、提高實習效果是教學長期任務。充分認識生產實習重要性,根據目前形勢下生產實習的特點,不斷調整生產實習教學的內容和方法,完善生產實習制度,強化管理措施并認真落實,提高實習質量,培養具有一定化工生產技能、素質全面、適應社會需求的綜合性化工技術人才。
參考文獻:
[1]余國琮,李士雨,張鳳寶,等."化學工程與工藝"專業創新人才培養方案的制定與實踐[J].天津大學學報(社會科學版),2014.6(1):1-5.
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作者簡介:
1.張佳興(1993-),遼東學化學工程學院化學工程與工藝 B1201班學生。
化工設計 課程聯系 教學改革
近年來,化工設計課程在工科類院校受到越來越多的重視。2003年,化工教指委的《“化學工程與工藝”專業創新人才培養方案》中指出:工程設計在化工高等工程教育中具有重要地位和作用。通過化工設計,培養學生綜合應用各方面的知識與技能,解決工程問題的能力。這表明化工設計作為實踐教學環節,在化學工程與工藝專業的學生培養過程中具有重要地位。余國琮院士等多位專家在《面向21世紀“化學工程與工藝”專業人才培養方案》制定過程中也提出:要培養學生的創新能力,應該在科學引導的前提下,保證學生有充分的自學時間,以用來收集資料、思考問題。為此,新培養計劃要求精簡課程內容并采取現代化教學方法提高效率。化工設計過程本身就是一個創新過程,牽涉專業廣泛,與國家政策、企業行業標準、環境保護等各個領域都密切相關,學生需要運用自己對專業理論的理解,結合實踐課程內容來解決實際問題。因此,對于化工設計課程,在教學過程中應充分強調其與其他課程之間的聯系,并引導學生獨立學習,盡量規范地完成設計工作。
一、加強化工設計與理論課程的聯系
化工設計的先修課程涉及到多門基礎理論課,包括物理化學、化工原理、化工熱力學、化工分離工程和反應工程等,還包括一些工藝學課程,其中的專業基礎知識用于分析具體工藝過程,對各類設備設計計算和選型。從設備選型、工藝計算到圖紙設計也是專業課程內容的升華。
對學生而言,進行某一工藝過程的流程設計、物料衡算、設備選型等工作時,需要能正確地運用專業知識,設計的不同階段會出現很多問題。例如,反應途徑選擇,目的產物及副產品的分離方式、分離順序確定,化工體系的計算方法,相應物性數據的獲取,設備選型等,這些內容又與專業課程有密切的聯系。在化工設計開始之后,再讓學生回顧之前的學習內容是比較困難的,往往需要教師重復講解知識點和計算實例,增加了指導難度,也會浪費時間。因此,需要專業理論課程授課時就提前向學生說明相關知識點與化工設計之間的聯系。一方面,這要求授課教師既要理解基礎理論,還要理解化工設計的內容,并合理地將二者結合;另一方面,讓學生了解到所學內容在化工設計中應用,增強學習目的性,激發學習興趣。換句話說,將化工設計與專業理論課程相聯系,對化工設計和理論課本身都有益處。
二、加強化工設計與生產實習的聯系
化工設計是對具體的化工工藝過程進行設計分析的過程,是理論聯系實際最主要的通道,生產實習作為學生接觸實際裝置最直接的途徑,必須強調二者之間的聯系。
目前,本科生在化工設計過程中,普遍表現出工程意識的缺乏,很少參考教材以外的資料。只有通過生產實習到現場了解實際情況,有直觀的認識和切身的體驗,才能在設計中加以運用。化工設計應該安排在生產實習之后進行,這有利于學生做設計時聯系現場的裝置。因此,有必要讓學生帶著一些具體的任務進行生產實習。例如,畫出管道儀表流程圖;了解各種設備、原料來源、產品規格、公用工程等;了解“三廢”處理、節能措施等,這一過程也是學習思考的過程。經歷這樣的實習之后,學生對裝置有了直觀的認識,對書本上的理論有了更深的理解,這樣完成理論與實踐相互促進、交叉進行的學習過程,是十分有益的。
當然,工程意識的培養不是短期能夠完成的,需要長期鍛煉和經驗積累,對于本科學生來說,大部分概念來自于指導教師,所以對教師進行培訓、增加工程經歷十分必要。
三、加強化工設計的規范性
化工設計是一門理論與實踐結合很強的課程,要求指導教師不僅具備專業理論知識,還要有一定的現場實踐經驗。為此必須對化工設計指導教師進行相應的培訓,可以到設計院等單位進修并參與實際設計工作,積累設計經驗;同時及時了解行業內最新的設計規范和設計標準,用于指導學生,具有重要意義。
通常化工設計結束后,學生要上交設計計算書、管道儀表流程圖、車間設備平立面布置圖等,這需要制定統一的格式規范,有助學生建立規范意識。例如,化工裝置的設計文件應參照《化工廠初步設計文件內容深度規定》HG/T20688-2000、《管道儀表流程圖設計規定》HG20559-93、《石油化工企業總體布置設計規范》SH/T3032-2002、《化工裝置管道布置設計規定》HG/T20549-98、《石油化工管道布置設計通則》SH3012-2000等相關技術標準規范進行編制。此外,盡管化工專業的本科生在化工設計中對公用工程、環境保護等問題涉及較淺,也應該讓學生了解相關的行業規范,建立規范意識。
四、改革指導方式,鼓勵學生交流
化工設計完成的好壞,與教師的指導有很大關系。指導教師要不斷改革指導方式,設法引導學生思考并完成理論與實踐相結合的過程,還要注意培養學生的創新能力,鼓勵學生提出自己的想法,并在設計過程加以合理體現。
化工設計不同于一般的理論課,著重培養學生分析和解決實際工程問題的能力,培養工程素質、團隊意識和創新精神,在設計過程中,應該鼓勵學生進行討論。指導教師引導學生交流可以采用多種形式,例如,按照不同的觀點分組討論;讓學生推舉代表,上講臺講解;對同一題目進行不同方案比較或經濟評價,拓寬設計思路,引導學生做更深入的思考等等。總之,應該對提出獨特見解的學生加以鼓勵,對設計中出現的問題予以歸納總結,不斷提高指導能力。
在設計手段上,逐步引入化工繪圖軟件、工藝設計軟件,參照華南地區高校的競賽模式,鼓勵學生用計算機輔助完成設計任務,激發學生的創造性。設計最后環節經常被忽視,大多數學生對關鍵知識點的理解及自己發現的問題疏于總結,對此教師可以給出具體要求,促使學生寫出設計體會和總結。各屆學生可以把經驗介紹給下一屆,使化工設計課程具備延續性、不斷進步,從而提高設計效果。
五、結語
總之,隨著化工設計課程在化學工程與工藝專業學生培養過程中越來越重要,一方面,我們要加強化工設計與專業理論課程之間的聯系,使學生盡早建立設計理念,有意識地增強工程意識,使設計過程更加順利;另一方面,也要加強化工設計與生產實習之間的聯系,能使學生更好地理解實際裝置及設備的布置特點,把理論與實踐更好地結合起來,增強設計興趣。指導教師要加強自身的工程經驗,改進指導方式,引導學生主動思考、積極交流,有效地提高設計效果。
參考文獻:
[1]余國琮,李士雨.“化學工程與工藝”專業創新人才培養方案的制定與實踐[J].天津大學學報(社會科學版),2004,6(1):1-5.
一、目前專業實驗教學中存在的問題
通過幾年的觀察分析,我們發現我校化學工程與工藝(電化學)專業實驗教學中主要存在以下幾方面的問題。
1.實驗內容設置不合理。原有的實驗體系已沿用了近十年,有些實驗內容如鉛酸電池、鎘鎳電池方面的內容明顯落后于現在電化學學科的發展,原有的實驗內容已無法滿足現在的人才培養需要。近些年,隨著電化學領域的不斷發展,一些新的實驗方法、實驗技術及新的電化學體系不斷涌現,這些內容代表了電化學學科的發展趨勢和發展方向,急需補充到現有實驗教學內容中,從而提高實驗教學的質量。
2.實驗教學方法不利于發揮學生的主觀能動性。傳統實驗教學往往以指導教師的講授為主,講授的要點主要根據實驗講義的內容而定。實驗講義上每個實驗基本都有完整的實驗目的、實驗原理、操作步驟和數據分析處理等內容。教師主要講解實驗原理和操作步驟及數據的分析處理,學生根據實驗講義上給出的實驗步驟和數據分析方法去完成實驗。在整個實驗過程中,學生很少有獨立思考的空間,他們只能按照實驗講義中給出的實驗方案進行實驗,也就是說學生變成了實驗方案的執行者,而不是實驗方案的制訂者或參與者,這不利于發揮學生的主觀能動性和積極性。
3.實驗考核方式不夠科學。以往學生實驗成績主要根據實驗報告的情況來決定,具體包括兩部分:一是實驗報告內容的完整性,包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟和數據處理等項目是否完整,實驗參數是否準確;另一方面是實驗的數據是否準確可靠,數據處理方法是否正確。這種考核方式只是根據實驗報告提供的信息進行成績的評定,而對實驗過程中學生分析解決問題的能力、實驗操作的能力沒有進行考慮。這使得成績的評定缺乏全面性和科學性。
二、專業實驗教學過程中的一些改革與探索
針對上述實驗教學中存在的問題,我們做了以下幾方面的改革與探索。
1.實驗內容的改革。實驗內容是影響實驗教學效果的決定性因素。專業實驗教學必須結合專業發展現狀,將學科的研究熱點和教師的科研成果引入實驗教學,這一方面體現在實驗技術、實驗方法的改進方面,另一方面體現在實驗教學內容的更新方面。這樣才能使學生在本科實驗教學階段接觸到專業前沿領域,了解專業研究熱點,掌握專業最新的研究方法和研究成果。將先進的實驗內容引入實驗教學有利于學生綜合素質的提高,為其在今后的工作、學習和深造過程中盡快進入角色奠定堅實的專業基礎。實驗內容的設立應考慮以下幾方面的因素。基本的實驗知識和技能的培養,專業發展現狀、發展趨勢的了解,實驗室軟硬件的狀況,經費情況等。實驗內容的設立還應體現我校化學工程與工藝(電化學)專業的特色,即化學電源和表面處理領域的工程化。基于以上幾方面的考慮,我校化學工程與工藝(電化學)專業實驗包括以下幾方面的內容:方波電流法、方波電位法、循環伏安法、線性電位掃描法、電化學阻抗譜等實驗內容主要是讓學生掌握電化學中的一些基本測試方法;電鍍液的赫爾槽實驗、電鍍液分散能力實驗、電鍍液電流效率實驗是為了讓學生掌握電鍍中常用的研究方法;旋轉圓盤電極實驗、微電極實驗、電化學石英晶體微天平等實驗的目的是讓學生掌握電化學領域較先進的一些實驗方法;化學電源設計和電鍍車間設計方面開設了4個實驗,主要目的是讓學生接觸專業領域的工程化問題,幫助其畢業后能盡快適應企業的生產環境。
2.教學方式的改革。實驗教學方式直接影響實驗教學的效果。科學的教學方式應能充分激發學生的學習自主性,由被動學習變為主動學習。同時應著重培養學生實際操作能力、協作能力、團隊合作精神,提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。為此,我們改變以往以教師為主體,主導整個實驗教學的模式,而采用學生為主體、教師為主導的教學模式。每位指導教師負責2個實驗項目,教師只把實驗的總體要求和基本思路介紹給學生,由學生根據相關知識去設計實驗方案,完成實驗,并對數據進行分析處理。學生在實驗過程若遇到問題,可以與指導教師討論,指導教師提出解決問題的思路,由學生改進實驗方案。在整個實驗過程中,學生的實驗積極性和主動性得到了充分發揮,創新能力和合作精神得到培養。實驗成績考核注重實驗方案的設計能力、實驗過程的操作能力。成績評定中,實驗方案設計和操作能力占50%,實驗報告的質量占50%,其中實驗報告的內容包括實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數據處理及分析、結論及討論等。為進一步保證實驗教學的質量,我們對實驗課的課程安排還進行了調整。把學生分成兩個班,分別在上午和下午進行實驗。每個班的學生又分成8組,每組2~3人。每次實驗課同時開出8個不同實驗,每組同學分別進行其中1個實驗項目,8組之間依次輪換,8天完成8個實驗。而后的實驗依上述安排進行,直至完成全部實驗。
3.實驗指導教師隊伍的建設。首先安排一名教師全職負責學生的實驗教學工作,包括實驗講義的編寫、修訂;實驗設備的保養、維護;實驗試劑、藥品和材料的采購和保管;實驗室規章制度的編寫、制訂;以及日常實驗室管理工作。開設實驗課程時,抽調若干名專業骨干教師參與實驗的準備和教學工作。所有抽調的教師必須有兩年以上專業教學經歷,至少具有碩士學位,博士學位率達到90%以上。新留校的教師或新調入的教師需經兩年以上的輔助實驗教學工作后,方可單獨指導本科生的實驗。
未來的5~10年,北部灣經濟區工業將重點發展石油化工、造紙、造紙、冶金、輕工等產業。據人事部門統計,2015年北部灣經濟區石化產業人才總量約為24000~26000人。其需求方向主要有:化學工程、石油化工專業的石油倉儲、運輸管理人才;具有化學工程、化學機械、高分子化工等專業背景的石油冶煉工程人才。到2010年,北部灣經濟區林漿紙產業人才總量約為2500人;到2015年約為3900人。化學工程以及具有化學工程等專業背景有具備企業管理、市場營銷能力的復合型人才尤為緊缺。冶金行業也需要專業人才51500人。由此可見,未來北部灣經濟發展對化工人才的需求是非常龐大的。
2區域產業知識技能要求
通過調研總結發現,區域行業對化學化工類人才技能需求如下:掌握化學工程與工藝專業的基本理論、基本知識和基本實驗技能,具備理論知識較扎實、專業知識面較寬、實踐能力強、人文素質高等綜合素養,能在無機化工、有機化工、精細化工、煤化工及石油化工等化工領域為經濟發展服務的應用型人才。畢業生可在石油煉制、石油化工、冶金、能源、輕工、生化、材料、環保等領域從事工業生產、生產技術改進、技術開發、工程設計等工作。下面就結合各行業代表性的企業進行知識技能需求的分析。
2.1能源運輸行業
中燃燃氣發展公司是最大的城市燃氣公司,欽州學院化學化工學院培養的化學工程與工藝專業學生可以滿足該公司很多崗位的工作需求,為了更好的使我們培養的石油和天然氣相關的本科人才滿足崗位需求,雙方達成共識,將在新的人才培養體系中開設燃氣運輸、天然氣加工等相關的選修課課程,加強學生對天然氣儲運加工基礎知識的學習。廣西天盛港務有限公司在欽州港共投資建設9個碼頭泊位,其中已建成油汽專用碼頭1個(5萬噸級)、煤炭專用碼頭3個(10萬噸級、7萬噸級、2000噸級各1個),散貨碼頭5個(10萬噸級1個、1萬噸級4個);自備鐵路已經開通。該公司對于高層次、復合技術型的本地化員工是非常急需的。對方建議在未來培養化學工程與工藝專業人才過程中,可以進一步拓寬學生的視野,增加適當的選修課,加強學生對港務中油氣和煤炭應用知識的學習。
2.2新材料行業
廣西新合力冶金有限公司從事高爐錳鐵、鎳鉻鐵合金、不銹鋼及不銹鋼型材等冶金產品的生產加工的人才非常緊缺,該公司將具備年產100萬噸不銹鋼生產線,預計年產值將達到200億元,上繳稅收10億元,提供3000多個就業崗位,極大的帶動地區物流、進出口貿易、服務等相關行業迅猛發展。該單位建議應該加強學生對生產工藝流程和安全注意事項的認識。此外,對廣西明利磷化工有限公司調研也得出了類似的結論,該單位同樣要求對磷產品的生產工藝流程有了深刻的認識。對各個生產車間、廢水處理池及產品分析等相關基礎知識要牢固掌握。化工企業是高危行業,需要學生聽從工程技術人員安排,因此,培養學生扎實的基礎知識和嚴格律己的學習工作習慣同等重要。廣西紅墻新材料有限公司除了要求學生掌握基本的化學化工知識外,還對學生的涂料相關的理論知識和高分子專業基礎知識提出了更高層次的要求。
2.3分析檢測行業
欽州市環境保護與監測中心與化學化工學院對人才培養模式達成了共識:我們應該抓住區域經濟迅速騰飛和地方院校轉型發展建設應用技術型大學的雙重機遇,進一步加強校地、校企合作,打造特色實踐平臺和實訓場所,為我校向應用技術型大學轉型提供堅實的實踐教學條件,推動自身的轉型發展,提高我校應用型人才培養質量和服務區域經濟社會發展能力。結合該公司對化學化工類人才的需求,以后的教學活動中將著重培養包括監測點樣品的采集、樣品的保存與運送、樣品實驗室處理和分析流程、分析結果的數據處理、記錄與上報等環境監測的實踐能力。
2.4糧油造紙行業
中糧油脂(欽州)有限公司位于欽州港經濟技術開發區,總投資30億元,占地面積348畝。主要生產“福臨門”牌小包裝食用油,“福掌柜”、“福之泉”、“可味”等中包裝烹飪調和油及“四海”牌豆粕等。該單位希望以后在人才培養、實習、課程設置等方面進行進一步優化,保證學生理論知識的學習更加系統,同時可以增加實習的系統性,保障學生實習過程學習到較系統的實踐技能。廣西金桂漿紙業有限公司建議可以充分利用高等院校的人力與智力資源以及該公司先進的生產條件來搭建學生實訓平臺,聯合培養學生的自主學習能力和實踐動手能力,對于構建新型的校企合作實訓模式具有很好的指導意義。
3培養體系改革模式探討
結合北部灣地區化學化工類產業對人才的知識技能需求調研總結和欽州學院現在的化學化工類人才培養模式,以培養服務地方的應用型化學化工類人才為目標,擬在理論課程設置、實驗課程內容修訂、實踐課程的設計、選修課的開設等方面進行如下對教學改革探索。
3.1理論課程
舊方案基礎理論知識太多,工科課程體系理科化,尤其是基礎化學知識占得學分和學時比例太高,可以壓縮優化理論課時的結構和比例;化學工程與工藝專業課程體系需進一步完善,如化工過程分析與合成、化工設計、化工分離工程等課程的設置需進一步優化。
3.2實驗課程
學生的實驗課時和學分比例太低,學生的實驗動手能力得不到有效鍛煉,對于培養應用型人才,除了有機、無機、分析、物化等基礎實驗外,還需要進一步鍛煉提高學生的自主學習能力和探索能力,可以開設與地方產業結合密切的創新性實驗,鍛煉學生自主探索的實驗技能,使學生的實踐技能確實能夠按照應用型人才培養的標準得到全面的提升。
3.3實踐課程
學生缺少基本的電子電工技術應用能力,作為工科學生這些能力是必備的,可以增加相關的實踐課時;學生對區域化工產業普遍沒有形成科學的認識,可以結合實習見習等實踐教學活動,使學生對化工生產崗位的工作性質、工作崗位的安全操作意識、產業發展特點、自我發展的定位形成深層次的理解;此外,學生在化工文獻檢索、生產實訓、生產工藝流程等方面知識均比較欠缺,應該進一步加強文獻檢索實踐能力的培養,加強實訓平臺的建設以提升學生的實際生產從業技能。
3.4選修課程
污水處理、涂料、新材料等領域相關諸多材料都是聚合物材料,與此相關的要加強學生高分子相關知識的學習;北部灣經濟區對石油和天然氣相關的化學工程與工藝本科人才非常急缺,應開設石油和天然氣相關的選修課課程,拓展學生的基礎理論知識;水利設計、熱力學、材料力學及受力分析等方面知識在將來化工產業中的應用較多,應該增加或補充相關的課程;此外,與廣西特色的農產品資源相關的拓展知識太少,可以增加天然產物加工等相關的選修課程,拓寬學生視野,方便將來在更大的產業領域靈活就業。
4展望
[關鍵詞]工程實踐 教學模式 綜合實驗 認識實習 生產實習
[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)11-0084-03
中國石油大學(北京)化學工程與工藝專業(化工專業)以石油、天然氣、煤炭等化石能源的加工利用為背景進行人才培養,滿足國家能源化工發展重大戰略對專業人才的需求,是教育部特色專業和綜合改革試點專業。經過多年的建設和發展,我校化工專業具有鮮明的石油石化特色,主要體現在以下幾個方面:1.石油加工類專業課程的開設,包括“石油加工工程I”、“石油加工工程II”與“有機化工工藝”3門專業限選課,“近代煉油技術”專業選修課,以及40學時的“石油加工工程實驗”必修課;2.在國有大型石化企業設立了實習實踐基地,以此為依托開展專業認識實習與生產實習;3.絕大多數專業教師有著良好的石油實踐背景,不僅講課案例多與石油有關,而且為學生提供的畢業論文(設計)題目以及大學生課外科研訓練題目也多與石油相關;4.學生就業去向主要是石油石化企業以及與此相關的單位。
學生工程實踐能力的培養是工科專業人才培養的核心。我校化工專業學生的工程實踐能力主要通過實驗、實習、設計、科研訓練、畢業論文(設計)等環節進行培養,其中在專業實驗與實習方面進行了培養模式的探索與嘗試,取得了良好的效果。
一、項目導向的研究式專業綜合實驗模式
實驗是培養學生動手操作能力的重要途徑。石油加工工程實驗是我校化工專業的重要專業實驗課程,為了更好地培養學生的工程研究與實踐能力,創新了實驗教學模式,優化了實驗教學內容。石油加工工程實驗的開設以項目研究為導向,主要內容包括30學時的油品綜合評價實驗和10學時的中試演示試驗,在培養學生動手操作能力的同時,注重培養學生的科研能力、協作意識與表達交流能力。
油品綜合評價實驗以原油評價為核心,先通過對原油的實沸點蒸餾切割得到汽油、煤油、柴油、減壓餾分和減壓渣油等不同餾分油,然后讓學生分組完成各個餾分油的性質測試,最后小組內部匯總各位同學的測試數據,撰寫綜合實驗報告,提出原油的可行加工方案,并答辯匯報。[1]通過這一研究式綜合實驗,使學生掌握了原油蒸餾和餾分油性質測試的基本方法,模擬了石化企業對原油評價的整個研究過程,體會了石油煉制工業過程的內涵,學會了針對原油性質確定合適的加工方案,不僅學習鞏固了基本知識和操作技能,同時培養了學生團隊協作的精神,并通過最后的答辯環節培養學生的表達交流能力。
中試演示試驗依托重質油國家重點實驗室強大的科研平臺和化學工程學院中試科研基地而開設,主要內容涉及原油的二次加工過程,包括渣油溶劑脫瀝青、多功能提升管催化裂化、固定床催化加氫、碳四烷基化以及冷模流態化。學生分組參加中試演示試驗,指導教師結合課堂所學理論知識講解各中試裝置的用途、原理、特點、工藝流程以及相應技術的工業應用狀況等,并進行現場提問與討論。通過中試試驗的訓練,引導學生了解了石油化工工藝發展的最新動態,培養了學生的工程放大意識以及將理論應用于實踐的能力,并激發了學生的科研和實踐熱情。
二、“校內―校外―校內”的三段式實習模式
實習是工科專業工程實踐教學的重要環節,是將學生所學的基礎理論知識、專業知識和實際應用相結合的實踐過程,是深化課堂教學效果的關鍵途徑。我校化工專業的實習環節包括金工實習、認識實習和生產實習三部分。其中認識實習和生產實習分別在大二暑假和大三暑假進行,主要依托校外實習實踐基地來開展。但是目前大型石化企業的自動化和技術集成程度越來越高,在企業“安全第一”的要求下,學生幾乎失去了動手操作的機會,在企業現場的實習“只能看,不能動”,致使實習效果不佳。
為解決上述問題,提高認識實習和生產實習的教學質量,學校在校內建設了學生可以動手操作的實踐基地,包括設備拆裝實驗室和煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,并在此基礎上提出并實踐了“校內―校外―校內”的三段式實習模式。學生首先在校內實習相關的理論知識,然后到校外實習基地(煉油企業)進行現場實習,最后回到校內實踐基地進行操作訓練。
(一)認識實習
認識實習的主要目的是讓學生初步了解煉油企業,對企業、生產車間、生產裝置有個初步的印象和概念,簡單了解主要的煉油工藝過程、原油及石油產品,掌握加熱爐、換熱器、蒸餾塔、反應器、泵、風機、壓縮機、管道、閥門等常見單元設備的工作原理、結構特點、主要用途等,并為《化工原理》、《化學反應工程》等后續課程的學習奠定良好的基礎。
認識實共2周時間,首先在校內花約2天時間學習加熱爐、換熱器、蒸餾塔、反應器、機泵等常見單元設備的工作原理、結構特點及主要用途。然后到校外實習基地進行一周的現場實習,主要是在煉油廠參觀典型化工設備,如泵、風機、換熱器、過濾機、精餾塔、反應器等,請企業技術人員講解設備的操作、維護與保養。另外,簡單了解石化企業對原油的加工流程、典型加工過程,如常減壓、催化裂化、加氫、重整裝置等。通過現場學習,使學生對石化企業單元過程設備以及由其組成的工藝過程有初步的感性認識,為專業課程的學習奠定基礎。最后回到校內的設備拆裝實驗室,結合所學理論知識和現場的參觀實習,對照圖紙進行設備拆裝實習,了解化工設備內部的實際結構及特點,如蒸餾塔的塔盤及裝填方式,壓縮機活塞、進氣閥和排氣閥、離心泵的軸承座等的機械密封結構,安全閥和控制閥的執行機構的特點等。通過拆裝實習,學生對設備的內部結構及工作原理有了直觀和深入的理解。
(二)生產實習
我校化工專業生產實習的主要目的是讓學生進一步了解煉油企業的生產過程,熟悉原油特點、實際加工方案及主要加工過程的工藝流程,了解或掌握某一生產車間的原料與產品、工藝流程與原理、產品質量控制指標與控制方法,加深理解主要工藝設備的結構、原理和操作,培養學生的安全與環保意識和工程實踐能力,并為《石油加工工程》、《有機化工工藝》和《近代煉油技術》等后續課程的學習奠定基礎。
生產實共4周時間,具體實施步驟如圖1所示。首先結合煉油企業的具體實習車間,在校內用兩三天時間學習原油加工方案與主要工藝過程的原料、產品、工藝流程、操作參數等理論知識。然后到校外實習基地進行兩周的現場實習,并采用“集中-分散-考核-集中”的現場學習模式。[2]第一個“集中”是指學生進入企業后,請企業培訓人員向學生集中介紹企業概況、車間概況、安全與環保規范及案例等,并到石油化工安全實訓基地接受與企業員工類似的安全培訓。“分散”指的是將學生分配到具體的車間進行崗位實習,熟悉學習車間的生產原理、工藝流程、原料處理、產品精制及用途、裝置特點及作用、工藝操控、事故處理方案等。“考核”是指崗位實習一段時間后,由指導教師逐一對學生的掌握情況進行現場考核。最后一個“集中”是指現場實習結束前一兩天,由指導教師分組帶領學生對企業進行參觀學習,讓學生對各車間以及其之間的聯系有一個宏觀的了解。通過現場實習,培養學生的生產安全與環保意識,了解石化企業的實際生產過程、生產車間與崗位的工作環境與規范要求,熟悉工藝過程與生產原理。最后回到校內的煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,進一步學習主要煉油工藝過程的原理、流程,特別是產品收率與質量調控方法,并進行操作模擬,了解裝置的開停工操作,掌握工藝參數調整對產品收率與質量的影響規律、生產事故的排查與處理方法。通過仿真實踐環節,解決了現場實習“能看不能動”的缺陷,培養了學生的工程運行能力。與此同時,學生要完成生產實習報告和仿真培訓報告,按照標準繪制現場實習車間與仿真單元的詳細工藝流程圖。
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圖1 生產實習實施步驟示意圖
三、校內外實踐基地的建設
實踐基地是開展工程實踐教學的載體,在一定程度上決定了實習質量與效果,因此需要加強實驗室與校內外實踐基地的建設。[3]為更好地實踐三段式實習模式,我校在校內建設了設備拆裝實驗室和煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,并在燕山石化、華北石化、石家莊煉油廠等建立了穩定的實習基地,與燕山石化共同建設了國家級石油化工安全實訓基地。
(一)設備拆裝實驗室
設備是拆裝實驗室的主體。為此,從石化企業引入了一批典型設備,如換熱器、壓縮機、熱油泵(單級與多級)、計量泵、螺桿泵、控制閥、安全閥等設備;專業教師提供了不同類型的蒸餾塔盤;設計建造了加熱爐、往復泵、軸流泵、蒸餾塔、反應器等有機玻璃動態演示模型。
(二)煉油化工與自動化仿真實踐教學基地
在廣泛調研的基礎上,學校于2010年建成了煉油化工與自動化仿真實踐教學基地,包括煉油化工過程的仿真培訓系統和催化裂化半實物工藝流程仿真系統兩部分。
煉油化工過程的仿真培訓系統基于霍尼韋爾先進的ePKS(即Experion過程知識系統)DCS控制系統及Unisim模擬平臺。該系統與目前石油石化企業仿真培訓系統一致,與企業保持技術零距離。該系統由兩部分構成:第一部分包括一套ePKS DCS控制系統;第二部分包括5套Unisim仿真模擬系統和5個標準工藝模型(常減壓CDU、連續重整CCR、柴油加氫DHDS、加氫裂化HCU、催化裂化FCCU),其中催化裂化FCCU模型為定制開發,與所建設的半實物工藝流程仿真裝置匹配。
催化裂化半實物工藝流程仿真系統按照真實煉油廠催化裂化裝置進行8:1比例縮小建設,包括反應再生設備、塔、壓縮機、機泵、換熱器、空冷器等設備構件,體現提升管反應、兩段再生、外取熱、原料摻渣油、小回煉、催化裂化產物分離、液化氣生產、汽油處理和穩定等過程的特點。裝置內不運行實際物料,部分重要輸入輸出數據與真實DCS相連接,以DCS控制系統為中心,獲取操作員仿真培訓系統中催化裂化五套標準工藝模型的數據,反應―再生和分餾系統的重要數據在實物裝置上顯示,重要閥位數據可現場顯示和調節雙向傳送。
(三)石油化工安全實訓基地
石油化工安全實訓基地是我校與燕山石化按照“優勢互補、互利共贏”的原則共同建立的。在基地的規劃與建設過程中,充分利用了燕山石化公司的設備、人力、場地、師資條件,并融入學校在安全方面的研究成果,提高了實訓基地的技術水平。該實訓基地是北京市校外人才培養基地和國家工程實踐教育中心的重要組成部分。
安全實訓基地位于燕山石化教育培訓中心,包括基本安全技能實訓室、現場安全操作和安全管理技能實訓室、提高型安全實訓室三部分。基本安全技能實訓室包括個人防護基本技能實訓室、搶險救護基本技能實訓室、安全監測技能實訓室、公用工程現場模擬實訓室、危險品標識實訓室五部分。現場安全操作和安全管理技能實訓室包括電氣安全實訓室、危險化學品物性測試實訓室、現場直接作業環節安全管理技能實訓室、應急救援能力實訓室、事故模式預測實訓室。提高型安全實訓室包括人機工程安全實訓室、設備危險性預測實訓室、綜合現場管理實訓室。
四、結束語
實踐教學是培養工科專業大學生的重要教學環節,伴隨我國高等教育對工程教育的重視,近年來各高校紛紛強化工科專業大學生工程實踐能力的培養。工程實踐教育的實施需要依托有良好的實驗室和實踐基地,更要有可行的實踐教學模式。中國石油大學(北京)化工專業創建了良好的專業實驗教學條件與穩定的大型國企實習基地,并擁有中試研究基地、設備拆裝實驗室、煉油化工與自動化仿真實踐教學基地等特色校內實踐基地,以及石油化工安全校外實訓基地,為學生工程實踐能力的培養奠定了良好的基礎。另一方面,專業教師多年來致力于工程實踐人才培養模式的探索與實踐,形成了較為成熟的具有石油特色的工程實踐人才培養模式,如項目導向的研究式專業綜合實驗教學模式、“校內―校外―校內”三段式實習模式。良好的工程實踐硬件設施與可行的實踐模式相結合,必將培養出具有較強工程實踐能力的專業人才。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 李瑞麗, 徐春明. 石油加工工程綜合實驗的教學與實踐 [J]. 實驗技術與管理, 2007, 24,(4): 108-109.
[2] 孟祥海, 孫學文, 周亞松. 提高化學工程與工藝專業生產實習質量的措施 [J]. 中國石油大學學報(社會科學版), 2010, (S2): 124-126.
[3] 劉淑芬. 以教育規劃綱要為指導全面提升工科高校大學生工程實踐能力的培養 [J]. 大學教育, 2012, 1(8): 27-28.
關鍵詞:專業認證,課程體系,工程問題,非技術因素
近年來,為了更好地與國際教育接軌并實現國際互認,我國越來越多的大中專院校逐步接受了工程教育認證的理念,加快了工程教育的認證工作。從2016年正式加入國際工程聯盟《華盛頓協議》,工程教育認證已被確認為最權威的工程教育本科專業認證[1]。根據2018版工程教育專業認證標準,通用標準劃分為學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍和支持條件等七項內容。依據標準要求,圍繞著這七塊內容來判斷專業是否達到認證要求的依據。其中,課程體系的達成被認為是實現專業人才培養目標的核心要素之一[2-3]。2019年,鹽城工學院化學工程與工藝專業順利通過專業認證工作。認證期間,我們對化學工程與工藝專業的人才培養方案進行了系統性地完善,包括課程體系的修訂工作。這樣有助于學生達成畢業要求,促進了學科的可持續性發展。筆者以我校化學工程與工藝專業認證情況為例,淺談課程體系的構建工作與成果。
1建立基于專業認證標準的課程體系
1.1本專業課程體系的構成
為達成畢業要求的各指標要求,本專業依據成果導向教育(Outcomes-basedEducation,OBE)理念,逆向設計并構建了課程體系。總體思路是:培養學生掌握較為扎實的通識基礎知識,逐步地掌握本專業領域必需的基礎理論和技術基礎知識,并不斷訓練學生的理論聯系實際的能力、創新意識和專業知識的綜合應用能力[4]。本專業課程體系如圖1所示。依據2018版通用標準,課程體系分為通識教育課程模塊、專業基礎課程模塊、專業課程模塊和實踐課程模塊四部分[4]。為了達成各項的占比要求,通用做法如下:通識教育課程模塊主要包括數學與自然科學和人文社會科學(兩類的占比均不至少15%);專業基礎課程模塊主要包括工程基礎課程和專業基礎課程。而專業課程模塊包括專業必修課程、專業選修課程、素質與能力拓展課程等子模塊。這兩類的綜合占比不少于30%。工程實踐與畢業設計(論文)占比也不少于30%。此外,結合課程體系對畢業要求指標點的支撐關系,進行合理歸類,確定本專業核心課程。
1.2課程體系中課程設置的內在關聯
按照工程教育認證的標準,課程體系的劃分能夠滿足各類標準的要求。但是涉及到具體課程的設置及先后修次序,以及課程間的內在聯系等對課程體系的完善也非常重要。一般地,課程設置以專業知識邏輯為基礎,以能力培養為主線。現以培養學生化工設計能力而設置的相關課程及內在關聯分析為例。以《化工設計》單獨一門課程為例,說明必修課程先后修關系[5]。《化工設計》先修課有《化工原理》等課程。比如,通過化工原理的學習,使學生掌握流體流動、傳熱和傳質以及單元操作的基本原理,培養學生運用基礎理論、分析和解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力,增強學生工程觀點、經濟觀點、定量計算和工程設計(研究)的能力[6]。《畢業設計》使學生獲得化工工程師所必須的綜合能力,具有現代化工環保安全意識,具有對新產品、新工藝、新技術和新設備進行設計的能力,具備使用先進的化工設計軟件進行化工工程設計的能力。《化工設計》后修課程有《畢業設計》,通過《化工設計》的學習,使學生基本了解化工生產車間(裝置)設計的內容和步驟,并初具化工裝置設計的能力,為最后的《畢業設計》打下良好基礎。由上述分析可知,《化工設計》課程先后修關系與能力培養遞進邏輯相符合,能實現畢業要求所需能力的培養要求。本專業必修課程的先后修次序都按能力遞進的要求進行了設計,能確保學生達到畢業要求。
2課程體系構建與解決復雜工程問題能力培養
針對解決復雜工程問題的能力培養,本專業在課程體系中的四大模塊,即通識教育課程模塊、專業基礎課程模塊、專業課程模塊和實踐課程模塊,依據不同課程類型以及能力達成的要素和基本規律,進行課程教學目標的制定并體現于課程教學大綱中。其中,通識教育課程模塊和專業基礎課程模塊側重加強復雜工程問題能力的識別、表達和分析能力的培養;專業課程模塊側重加強分析、設計、研究能力的培養;實踐課程模塊側重加強綜合運用知識解決實際問題的能力培養。以化工原理對畢業要求指標點的支撐為例,體現系統設計和實現能力的培養。
3非技術因素在課程體系構建中作用
針對非技術因素的能力培養,本專業設置了“思想道德修養與法律基礎”、“化工安全與環保”、“化工企管”等課程。比如:為了支撐畢業要求指標點6.1“能夠了解化工專業領域相關的技術標準、知識產權、產業政策和法律法規”,設置“化工設備機械基礎”、“化工產品市場調研”和“工藝及生產實踐”四門課程,分別地涉及到通識教育課程、專業基礎課程和實踐課程。使得學生能夠理解工程實踐活動對社會、安全、文化、道德、法律以及環境等問題的影響和內涵,從而能夠承擔責任并遵守化工行業相關技術標準規范。再比如,強化相關實踐性教學環節支撐非技術因素影響能力的畢業要求指標點,在教學內容上,既要體現考慮非技術因素影響能力的相關知識點進一步自我學習,又要進行實踐應用訓練。在課程教學實施過程中有明確的考核要求和評分標準。如:為了支撐畢業要求指標點3.2“能夠針對特定需求完成單元(部件)設計的基礎上,進行系統或工藝流程的設計”,設置了“化工設備課程設計”、“化工原理課程設計”、“反應器設計”、“化學化工常用軟件實踐”、“畢業設計(論文)”五門實踐性教學環節。在設計任務書中除了對具體設計任務給出明確要求外,還要求在設計過程中,能夠依據相關標準、規范,綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等制約因素,并體現創新意識。同時,在設計說明書中和答辯過程中有相關內容體現,并對該內容給出具體量化評分標準和考核方法。
4結語
基于專業認證“成果導向型教育”的人才培養理念和要求,化學工程與工藝本科專業課程體系的構建應更加注重體現專業的辦學特色,體現針對復雜化學工程問題的研究、分析與解決,體現專業技術與非技術領域各項能力的完全達成,使得學生的綜合素養得以全面提升,創新意識、國際視野、職業道德、安全環保意識等各方面的能力獲得增強,為區域經濟社會發展儲備高素質應用型人才。
參考文獻
[1]李志義.對我國工程教育專業認證十年的回顧與反思之一:我們應該堅持和強化什么[J].中國大學教學,2016(11):10-16.
[2]付廣艷,李榮廣,張金萍,等.基于應用型人才培養的課程體系構建與課程建設[J].化工高等教育,2019,36(1):57-60.
[3]程倩,張繼國,陳欲曉,等.工程認證導向下化工原理實驗課程改革與探索[J].化工高等教育,2020,37(2):122-125.
[4]工程教育專業認證標準(試行)-教育研究與評估中心,2018.
[5]楊欣,韓媛媛,翁連進,等.工程專業認證背景下化工設計課程教學改革探索[J],教育教學論壇,2017(25):107-108.