過程裝備與控制工程專業(yè)課程體系改革初探

張慢來，張 琴，周志宏 （長江大學機械工程學院，湖北 荊州434023）

過程裝備與控制工程專業(yè)是在化工機械專業(yè)基礎上發(fā)展起來的，相繼納入煉油機械、輕工與食品機械以及生物化工、精細化工和核電工業(yè)等方面的內容，目前主要應用領域包括煉制、石油化工、能源、輕工、制藥、制冷、動力、環(huán)保、生化、食品、機械、勞動安全等方面。經過十幾年的發(fā)展，該專業(yè)培養(yǎng)了一批批具有機械工程、化學工程、控制工程和管理工程等方面知識和能力并且具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高級工程技術專業(yè)人才。長江大學自2001年開設過程裝備與控制工程專業(yè)以來，緊密聯(lián)系石油與煉制裝備行業(yè)，具有明顯的石油特色，但在發(fā)展過程中也存在一些問題，為了進一步突出專業(yè)特色，加快學科建設，有必要結合自身專業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展需求，探討專業(yè)建設中的相關問題，以找到行之有效的解放辦法，滿足社會對創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的要求。

1 過程裝備與控制工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在國內設立過程裝備與控制工程本科專業(yè)的高校110所，建有 “化工過程機械”碩士點的高校30余所，設立博士點的高校14所。其中，浙江大學、北京化工大學、西安交通大學等院校本專業(yè)發(fā)展迅速，浙江大學和北京化工大學的 “過程裝備與控制工程”是首個國家重點學科，首批國家特色專業(yè)之一，北京化工大學還是全國 “過程裝備與控制工程”專業(yè)教學指導分委員會的主任單位，這幾所學校都將培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的過程裝備與控制高層次復合型人才納入培養(yǎng)方案，通過系統(tǒng)的工程設計和控制技能以及科學研究的基本訓練，使學生在掌握過程裝備創(chuàng)新設計理論和控制方法的同時，有寬廣扎實的科學知識、人文知識和良好的精神境界。與上述高校相比，長江大學過程裝備與控制過程專業(yè)從2001年開始設置，沒有原 “化工設備與機械”專業(yè)建設的積累，起步較晚，教學、科研平臺較少，學位建設薄弱。因此，需要結合自身專業(yè)特點，加快專業(yè)建設。

2 課程體系存在的主要問題

“一體兩翼”是長江大學過程裝備與控制過程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的特色，以機械為主，工藝與控制為輔，在課程設置方面突出機械的重要地位，安排了機械專業(yè)的大部分課程，另外，增設了 《機械加工工藝》、《化工原理》、《過程控制工程》等必修課程和 《石油煉制工藝》、《化工計算》等選修課程。與機械大類相關專業(yè)相比，專業(yè)課程較多，而且，學校采取大學一、二年級大類培養(yǎng)，三、四年級分流的培養(yǎng)模式，專業(yè)課程全部集中在后面2年，學生學習任務重的特點尤其明顯，相關課程的實驗往往只能安排在課程結束或期末，造成專業(yè)課程教學和學習效果受到一定程度的影響。另外，由于缺少相關的實驗平臺，工藝與控制理論教學缺乏配套的實踐環(huán)節(jié)，學生對相關知識的掌握只停留在表面，在后續(xù)的學習和工作中基本沒有再觸及這2個方面內容，導致 “兩翼”的專業(yè)特色被大大淡化。隨著社會對畢業(yè)生技能多樣化、能獨擋一面的要求，該專業(yè)學生在工作崗位上往往要從事機械結構設計，同時需要對加工工藝、整套裝備的工作流程、裝置的自動化控制比較了解。因此，在制定教學計劃，確定課程體系時，迫切需要對課程體系進行改革。

3 改革措施

緊密圍繞一級學科 “動力工程及工程熱物理”設置專業(yè)課程，在以 “機械”為主時，注重突出石油特色，同時完善熱工知識體系。目前開設的 《機械原理》、《機械設計》、《過程設備設計》、《過程裝備成套技術》和 《化工原理》等課程都涉及到機器零部件和設備，在課程安排和內容教授過程中需要注重各門課之間內容的銜接和互補，精簡課程，避免知識點的重復。對于熱工知識體系，工程熱力學和傳熱學是最基本的2門專業(yè)課程。傳熱學側重于3種傳熱方式的換熱計算，是進行相關換熱元件設計的基礎，而熱力學是一切能量變化的基礎理論，偏重于壓縮機、膨脹機、熱泵、空調、內燃機等熱力設備的熱力過程分析，學習該門課程對于學生真正掌握動力設備的工作原理和熱力性能非常重要。因此，在開設傳熱學的同時，非常有必要開設 《工程熱力學》課程。

突出 “工藝”和 “控制”的兩翼特點。“工藝”和 “控制”作為過程裝備與控制工程專業(yè)的兩翼，并不是通過一到兩門相關課程的理論教學就可以實現(xiàn)的，必須結合其他配套的實踐或實驗環(huán)節(jié)才能取得較好的效果。通過煉油工藝、輕烴回收等工藝的理論教學，再進行化工流程模擬練習，可以讓學生在了解現(xiàn)有流程特點的基礎上，進一步思考 “為什么是這樣的問題”。最后通過生產實習的現(xiàn)場觀察，在獲得感性認識的同時，加深對相關知識點的理解。自動化控制作為目前企業(yè)大部分設備都具有的功能，重視學生在校期間對控制理論知識的學習非常必要。例如，原油加熱爐的設計不但需要結構設計技能，而且還需要溫度、壓力等控制系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，只有具備了機械設計和控制相關知識的人才能在設計時更好的從裝置的整體結構和性能去考慮。因此，在理論教學的同時，提供機會讓學生動手設計基本控制系統(tǒng)并加以實現(xiàn)，對于學生理論知識的掌握和操作技能的鍛煉尤為重要，有利于學生更快地勝任工作崗位。

重視生產實習環(huán)節(jié)，增加拆卸、組裝設備實踐內容。生產實習作為學生理論知識和實踐相結合的有效途徑，是工科專業(yè)必不可缺少的一個實踐性環(huán)節(jié)，各高校十分重視生產實習在提高學生實際操作技能方面的重要作用。過程裝備與控制工程專業(yè)作為長江大學一個與石油化工設備設計、控制系統(tǒng)緊密相連的特色專業(yè)，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的復合型人才為目標，更加注重學生實踐動手能力的鍛煉，很多的學生畢業(yè)后從事動力設備、管道的檢修工作，因此，更應注重發(fā)揮生產實習的實踐功能，保證學生在走出校園后可以盡快適應相關工作。但是，從這些年的生產實習組織方式、實踐內容來看，以往單純依靠學生在工廠、企業(yè)走馬觀花式的參觀，雖然可以獲得對于生產現(xiàn)場的感性認識，對設備加工工藝及化工煉油工藝也有較好了解，但欠缺對設備內部結構的學習，導致學生實習流于形式，學習積極性不高。另外，從已畢業(yè)學生的反饋情況來看，存在迫切希望能在專業(yè)學習過程中增加自己動手拆卸零部件以填補對典型設備內部結構認識的空白，增強工作信心。通過調研了解到，武漢工程大學過程裝備專業(yè)擁有自己的設備實驗基地，拆卸、組裝設備是生產實習的一個重要內容。通過增設學生拆卸、測量、組裝設備環(huán)節(jié)，對目前的生產實習進行改革，可以極大的豐富生產實習內容、提高學生的學習積極性。長江大學生產實習時間為4周，原計劃安排在荊門煉油廠和宏圖有限公司實習2周，主要是了解煉油工藝及相關設備，與該專業(yè)學生將要從事的職業(yè)有很大相關性，其他2周主要是在第四石油機械廠、江漢油田鋼管廠參觀零部件的加工過程，對于幫助學生了解加工工藝、機床有很大意義，但是在具體實施時，因為實習單位的生產實習安排、安全檢查、設備大檢修等原因，往往造成各實習內容不能按期進行，給實習安排帶來較大不便。通過增設典型設備拆卸、測量實習環(huán)節(jié)，可以提高生產實習的靈活性，豐富實習內容。另外，建設校內設備實習基地，增設動力設備 （泵、壓縮機）和反應換熱設備的拆卸、測量、組裝實習環(huán)節(jié)，可以極大地提高學生的實踐動手能力，為設備設計、檢修奠定扎實的基礎。

重視科研對教學的促進作用，加快教學、科研平臺建設。從事科研工作有利于教師把握先進技術和工藝的發(fā)展方向，將科研帶進課堂，有利于豐富教學內容，讓學生在了解科研成果的同時，更多的感受到科學工作的嚴謹性和嚴肅性，有利于學生盡早樹立起對未來工作負責任的態(tài)度。科研工作離不開相關的平臺，包括基礎實驗室、高精密測量儀器等，這些平臺在滿足科研的同時，也可以用于教學活動。長江大學過程裝備與控制工程專業(yè)由于沒有 “化工設備與機械”專業(yè)的積累，與該專業(yè)相關的科研項目非常少，需要進一步加強校企合作，注重與周邊化工廠、設備設計企業(yè)的聯(lián)系，充分發(fā)揮各位教師所長，共同致力于某設備的開發(fā)或者改進，以此為起點，建設完成科研平臺，促進學科的進一步發(fā)展。

4 結 語

新的教學體系在裝備專業(yè)2007級學生中得以實踐，從改革前后學生的學習情況以及學生畢業(yè)后對所學知識的運用情況來看，此次改革初步取得了良好效果。