化學工程與工藝特色專業學生工程實踐能力培養的實踐與探討

吳洪特，于兵川 帥 群

(長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023) (長江大學工程技術學院，湖北 荊州 434020)

化學工程與工藝特色專業學生工程實踐能力培養的實踐與探討

吳洪特，于兵川 帥 群

(長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023) (長江大學工程技術學院，湖北 荊州 434020)

結合長江大學化學工程與工藝特色專業建設的實際，從優化教學內容、加強課程建設、借助先進的教學方法和手段以及改革實踐教學體系、構建多種平臺等方法和手段，探討了學生工程實踐能力培養的方法與途徑。

化學工程與工藝；工程實踐能力；特色專業

工程實踐能力是工科類學生專業培養的重點之一，也是今后從事專業工作的必備能力；而目前高校培養的畢業生比較普遍的存在理論與實踐脫節、動手能力較差、工程能力不強的弱點。因此，如何強化工科學生工程實踐能力培養是目前高等教育需要解決的一個問題[1-3]。長江大學化學工程與工藝專業經過十多年建設，已建成省級品牌專業，是在建的國家級特色專業。下面，筆者對如何培養學生的工程實踐能力進行了積極的實踐與探討。

1 改革教學內容，強化工程實踐能力培養

1)優化教學內容，貼近工程實際 理論教學是構建工程實踐堅實的理論平臺，而離開能力的培養，就不能運用理論知識來解決工程實際問題[4]。化學工程與工藝專業的專業課實踐性很強，而目前專業教材中的一些生產實例不是多年前的案例，就是出于技術保密，泛泛而談，如何有針對性地使學生了解更多的工程實際呢？專業教師就把科研成果凝練成設計、創新實驗，編進《化工設計》、《化工原理課程設計》、《化工原理實驗》教材中，把研制的工藝合成路線等科研成果編進《精細有機合成》、《有機化學實驗》教材中，把校企合作企業的生產工藝等編進《化學化工專業實習》教材中；因此在專業課的教學中引入了大量的化工廠生產實例，這些實例有的來源于學生實習的校企合作單位、教師科研或教師以前在企業的經歷。如《化工設計》中的化工設計實例《5×104t/a合成甲醛工藝設計》，就選自學生實習的企業。從工藝參數到設備工藝計算、能量的消耗、工藝流程設計、平面布置設計等都將書本知識與生產實際聯系起來，理論與生產實踐相結合講解，使學生易于理解，學生認為抽象難懂的問題變得真實可見，現學現用，學習的興趣大增。同時在《石油煉制工程》、《精細化工工藝學》、《化工設備機械基礎》等相關專業課教學中，都注重引入了實習、科研中的生產實例，貼近學生知道的工程實際，讓學生明白，今天的理論教學可以用在以后的實際工作中的某些方面，對培養學生工程能力具有良好效果。

2)加強課程建設，強化工程實踐能力培養 為了強化工程實踐能力培養，加大了課程建設的力度，把《化工設計》列為核心課程，增開了《化工過程控制與操作》仿真實驗，提高了工程基礎課《化工原理》課程的理論與實驗學時。特別是針對《化工原理》課程特點，長江大學化工學院化工原理教研組以體現化工原理理論與實踐教學內容的先進性和系統性為目標，以強化學生工程意識和工程實踐能力為重點，以實驗和設計2個教學模塊為工程實踐訓練平臺，構建了化工原理理論與實踐教學的完整體系；優化后的化工原理理論與實踐教學體系，使學生分析和解決實際問題的能力、動手操作能力和綜合素質大大提高，體現了理論聯系實際、實踐與創新相結合的特點，強化了學生工程實踐能力培養。

3)借鑒先進的教學方法和手段，培養學生解決工程實際問題的能力 教師由單純的以傳授知識為主轉變為以培養學生的工程實踐能力為主，注重啟發式、探討式等教學方法，在課堂教學中通過工程實際問題引出理論知識點，培養學生解決實際問題的能力[5]。教學中利用大量工程實際資料，進行典型工程、實用性案例分析，從實際工程問題中引導出專業知識點的學習，做到理論與工程實踐密切結合。如在講解化工設備的安全設施時，學生開始沒有概念，就從生活中引入，經過啟發，學生知道了做飯壓力鍋的安全閥、易熔片(防爆片)的不同作用，再引導學生討論化工壓力設備的常用安全措施，并提出不同安全附件的使用條件。教師先提出問題，讓學生思考、討論，但不急于要學生回答和點評，可以安排學生查資料后，再對學生的回答進行點評，指出不足及改進辦法，這樣對學生工程能力的訓練起到良好的促進效果。對與工程實際聯系緊密的化工設備、化工管路教學，主要采用現代信息手段輔助教學，充分利用工廠視頻、仿真動畫、電子模型等各種技術手段展現。如化工原理課程中各單元設備的工作原理、操作過程，就全部采用了動畫演示，化工制圖教學中的管路繪制，就采用了Flash演示，使抽象的線條、設備內部結構都動態地展示在學生面前，提高學生的感性認識，使學生易于理解、便于記憶。教學實踐證明，工科課程的教學采用理論與實踐相結合的方法，不僅可以激發學生的學習主動性和積極性，促進學生工程思維能力，而且可以較好地培養了學生解決工程實際問題的能力。

2 構建新的實踐教學體系，突出工程實踐能力培養

長江大學化學工程與工藝專業培養的是應用型人才，要求培養的學生在掌握基本理論、原理和方法的基礎上，突出培養學生動手能力、自我獲取知識能力和工程實踐能力。因此，對化學工程與工藝特色專業的實踐教學體系進行了深入研究，打破了傳統的實踐教學模式，構建了新的工程實踐訓練平臺，該平臺分為實驗和設計2個模塊，包括實驗教學、課程設計、過程控制與操作、工廠實習、畢業設計等5個環節。

1)實驗教學 實驗教學包括基礎型實驗、綜合設計型實驗和研究創新型實驗3個層次的實驗教學模式，教學的重點放在培養學生實驗動手能力、創新素質提高上面，而為了達到以上目的，首先對實驗教學單獨設課，單獨考核成績，單獨編寫實驗教材，增大任選實驗和綜合創新型實驗比例，提高實驗課學時。如出版的實驗教材有《無機及分析化學實驗》、《有機化學實驗》、《物理化學實驗》、《化工原理實驗》等，化工原理實驗學時由32學時增加為56學時，由此提高實驗教學在教師和學生心目中的地位。

2)課程設計 課程設計的實踐教學環節，開展了計算機化工模擬計算，常用化工軟件在設計中的應用，學生通過查閱資料、選擇設計參數、利用所學的理論知識從技術、經濟和生產安全等角度綜合考慮工程問題，最后對化工過程進行綜合分析和評價，促進學生綜合運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力。開設了《化工原理課程設計》、《化工機械設備課程設計》、《化工制圖-AutoCAD課程設計》、《化工設計課程設計》等，特別是化工設計課程課計，涉及多門專業課，包括了物熱衡算、設備計算、管道安裝、工藝設計等知識，并需以實際生產裝置作模擬對象，繪制設備工藝圖(或裝配圖)、帶控制點工藝流程圖、車間布置圖，能使學生在設備設計、工藝流程設計、化工生產過程控制等方面的能力得到提高，將不同專業課程中學到的知識綜合化、系統化。

3)過程控制與操作 過程控制與操作教學環節，教學計劃安排在化工設計課程后，工廠實習前進行，是一門新增的課程。化工過程操作與控制能力是目前大學畢業生的軟肋。學生往往遇到生產實際裝置就一頭霧水，學到的單元操作不能有效的進行組合設計，為此增開了化工過程與控制操作的仿真實訓，并列入人才培養方案，24學時。學生通過PS(Personal Simulator)仿真軟件知道了化工過程隨時間動態變化的規律，親自動手進行化工生產全工況操作，而不是實驗時的單一設備、單一過程的訓練，是各單元過程的不同組合。學生通過親自動手模擬開車、停車和典型事故處理，訓練學生過程操作技能，解決學生下廠實習“只許看，不準動”的難題，提高了理論聯系實際、分析問題、解決問題的能力；同時通過裝置流程了解石油、化工過程的工藝流程和過程控制系統知識，學會工業調節器的使用、參數調整，復雜控制系統的投運方法[6]；通過動態模擬實驗了解事故動態演變過程的特性，理解事故工況下的安全處理方法、安全保護控制系統的作用原理，也可以通過仿真操作從動態模擬軟件中獲取工業數據，進行化工概念設計。

4)工廠實習 專業實習、畢業設計是培養與提高學生工程實踐能力的重要環節，它是一種工程訓練與研究性學習[7]。提高這一環節的教學質量，一方面要建立符合專業特點的實踐教學基地，選擇具有先進的、代表性的化工生產裝置，另一方面是聘請實習企業的工程技術人員做校外指導老師，對學生進行現場培訓指導，使學生較全面地了解化工基本理論在生產實際中的應用，明確理論與實踐的轉化過程，提高工程意識。經過多方努力，我院目前主要的教學實習基地有荊門石油化工總廠、湖北宜化有限公司、沙隆達化工股份有限公司、荊州市江漢精細化工公司和荊州市隆華化工股份有限公司等。荊門石化、湖北宜化、沙隆達均為大型綜合性化工企業，江漢精細、隆華化工為精細化學品生產企業，均為學生實習創造了良好的條件[8]。為了提高專業實習質量，實習指導教師還與實習企業一同編寫了以實習基地生產工藝為主要內容的《化學化工專業實習》教材，供學生實習使用。

5)畢業設計 對于畢業設計盡量采取真題真做，設計題目與生產實踐相結合、論文與科研課題相結合，校內指導老師與企業技術人員(高級工程師兼任)相結合的“3個結合”原則進行，多數學生的選題緊密結合生產、科研實際，這樣學生處于真實的科研、生產環境中，更能全方位鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的綜合工程能力。例如2009屆化學工程與工藝專業有畢業生162人，其中有90人做畢業設計，占總人數的55.5%，來自石油、化工相關行業的真題占54.7%，生產、社會實踐的占44.1%。

3 構建多種平臺，提高工程實踐能力培養

依托化學與環境工程學院省級基礎化學實驗教學示范中心、湖北省中小企業共性技術石化及環境工程研發推廣中心等平臺，將特色專業建設與石油、石化行業合作優勢結合，選擇有興趣的學生積極參與教師的科研項目，培養其工程動手能力；與地方經濟發展相結合，建立更多、更適宜的產學研基地，這不僅僅促進特色專業的發展，而且學生參與其中，工程素質得到培養，工程實踐能力得到提高[9]；開展第二課堂，鼓勵學生積極參加課程科技活動、實驗創新大賽、化工設計大賽，第二課堂注重專業知識的實踐運用，提高動手能力、分析解決問題的能力及社會活動能力，在大賽中鍛煉學生的工程能力。

4 結 語

特色專業的建設，對化學工程與工藝專業學生工程實踐能力培養提出了更高的要求。在課程體系、教學內容中體現學生工程實踐能力培養，在專業實踐教學環節中突出工程實踐能力培養，逐步實施教學內容的改革與創新，建立新的工程實踐教學課程體系，解決目前存在的工程訓練與工程能力培養不足的問題，仍任重道遠。

[1]傅宇. 高等工程教育的工程能力結構及其培養途徑[J]. 理工高教研究, 2006, 25(3): 79-80.

[2]時銘顯. 高等工程教育必須回歸工程和實踐[J]. 中國高等教育, 2002 (2): 14-16.

[3]何峰, 謝峻林. 我國工科大學生的工程能力培養思考[J]. 中國教育與研究, 2010, 22(5): 17-18.

[4]張珩, 楊藝虹, 王存文. 工程能力培養中實踐的理論教學與畢業實踐雙支撐教學模式的構建[J]. 化工高等教育, 2010(2): 45-48.

[5]周敏,王維慧,曾濤，等. 加強特色專業建設 培養學生工程能力[J]. 大眾科技, 2010(12): 137,147.

[6]吳洪特, 甘光奉, 胡達，等. 獨立學院化工專業學生工程實踐能力培養的實踐與探索[J]. 科技信息(科學教研), 2008(4): 4-5.

[7]陳有雙. 化工專業開展實踐教學的策略[J]. 廣西輕工業, 2009(9): 151-152.

[8]吳洪特, 付家新, 尹先清. 探索化工專業實踐環節教學,培養學生工程實踐能力[J]. 成都大學學報(教育科學版), 2008，22(6): 71-72.

[9]尹先清,付家新,梅平，等.化學工程與工藝專業實踐教學與畢業設計改革初探[J].化工高等教育,2006(2):38-39,97.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.059

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16731409(2012)11N17903