基于化工卓越工程師的本科實踐階段培養方案探索

鄭大鋒，陳　礪，董新法

(華南理工大學　化學與化工學院，廣東　廣州　510640)

基于化工卓越工程師的本科實踐階段培養方案探索

鄭大鋒，陳礪，董新法

(華南理工大學化學與化工學院，廣東廣州510640)

摘要：為了提高化工人才的工程素質，適應社會需求，華南理工大學化學工程與工藝專業確立了卓越工程師實踐階段的培養任務和目標，分別對此階段各個環節的教學模式進行了探索。制訂實踐階段的考核方式，可通過提交實習體會、調研報告、工程分析報告、技術革新建議、科研報告或論文等形式進行考核。通過加強校企合作、資金支持、師資建設、組織管理等保障措施，有力保證了實踐階段培養任務的完成。以卓越工程師培養為契機，與各大名企在人才培養上展開了密切合作，本專業畢業生的工程素質和實踐能力顯著提高。用人單位對本專業畢業生的評價中，滿意和比較滿意占97.2%，基本滿意占2.8%，不滿意比例為零。

關鍵詞：卓越工程師；實踐階段；培養方案；評價標準；質量保障

華南地區是我國化工及其相關產品的重要加工基地和主要市場，化學工業是廣東省經濟發展的三大支柱產業之一。南海石油、茂名石化、廣州石化、即將建成的中海殼牌石化、湛江東興煉油廠、珠海西區化學工業園區、LNG項目、廣州南沙化工儲運和生產區等，以及星羅棋布的中小型精細化工企業，在華南沿海形成了我國煉油和石油化工的新興產業帶。經濟、科技、社會和國家發展呈現新的特點，對人才培養也提出了新的要求，結合國家卓越工程師培養計劃和《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008-2020年)》等對人才培養工作所提出的新挑戰、新課題，新時期人才培養的目標定位應為：培養高素質、高層次、多樣化的“三創型”(創新、創造、創業)人才。“高素質”是指培養的人才要具有遠大的理想、堅定的信念、健全的人格、國際化的視野、優秀綜合素質?！案邔哟巍笔侵敢⒆阌谂囵B國家棟梁和社會精英，能夠在科學、技術、經濟、文化和社會政治等領域發揮引領和主導作用?！岸鄻踊笔侵讣毞秩瞬排囵B模式，針對不同類型的學生提供不同的成才途徑，除了培養“研究型工程師”和“科技型企業家”外，還要致力于培養科學家、工程科學家、人文社會學家、藝術家、管理與領導人才以及相關行業的領導者[1]。根據以上的目標定位，華南理工大學化學工程與工藝專業在卓越工程師培養方案上進行了有益的探索。在實踐教學階段，化工卓越工程師的培養立足于借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，樹立“面向工程界、跨專業、國際性”的工程教育理念，以社會需求為導向，以化學工程技術為主線，著眼于提高學生的工程意識、工程素質和實踐能力[2]。

一、化工卓越工程師實踐階段培養任務和目標

根據實際情況，本專業卓越工程師本科培養階段以“3+1”的模式進行。前三年為基礎能力和專業能力培養階段。此階段主要依托數學、物理、化學、計算機和外語基礎課程教學進行教學內容改革，開設創新教育系列課程、工程概論系列課程，培養創新意識、了解學科前沿信息；學習專業基礎課程和專業主干課程，將科研成果和學科前沿知識融入課程內容，培養工程師基本素質和熟練的專業能力。最后一年為工程實踐能力培養階段。學生進入企業進行工程實踐訓練，本科畢業論文需要在企業完成，并撰寫論文(或設計)[3]。學位論文(或設計)實行雙導師制，由校內具有工程實踐經驗的導師與企業或工程部門內經單位推薦的業務水平高、責任心強的具有中級技術職稱以上的人員聯合指導。要求學生通過實踐階段的學習，掌握企業的先進技術、先進理念，了解先進設備，培養工程實踐能力和管理能力。

實踐階段的培養方案強調以化工過程工程和產品工程的科學及應用技術為核心，強化工程設計、工程觀念、工程實踐能力、創新能力的培養[4]。目標是培養具有高度社會責任感和道德修養、良好的心理素質、寬泛的知識結構、扎實的專業基礎和實踐技能，具備較強的創新意識、團隊精神、國際視野和管理能力的本科工程型人才?；诖伺囵B目標，我們認為著重培養學生以下幾方面素質：

1.基本工程素質：通過實踐性的技術基礎訓練，使學生熟悉各種常用加工工藝方法、所用設備和工具；了解各種材料和毛坯的選擇及其制造方法；初步掌握零件的加工方法和工藝過程的擬訂，以及分析零件的結構工藝圖，熟練一定的操作技能；掌握相關工程術語和技術文件；學會崗位工作地點的合理安排；切實遵守操作規程與安全技術規則；遵守勞動紀律；養成工程技術人員的基本素質―勞動觀點、質量與經濟觀念、理論聯系實際、嚴謹務實的科學作風。

2.工程研究素質：綜合考慮化工生產成本、質量、環保性、安全性、可靠性、外形、適應性以及對環境的影響，參與化學工程解決方案的設計、開發，評估和選擇完成化學工程任務所需的技術、工藝和方法，確定解決方案。

3.綜合技能素質：綜合化學工程與工藝各學科的基礎理論、專業知識和測試表征及分析手段，解決化學工程應用關鍵問題，通過科技的方法和手段，形成完整的表述體系，善于分析和總結整個工藝過程和實際應用過程中的技術難點，并能提出合理的解決方案。

4.創新素質：在合理解決工程實際難點問題的基礎上，能從中提升出創新性的新思路、新方法。

5.管理和協調素質：培養較強的組織和管理能力、交流和溝通能力，具有團隊協作精神。

6.職業道德素質：熟悉行業政策法規；培養良好的職業素質、職業道德和社會責任感；具有責任關懷和敬業精神；具有國際化視野[5]。

二、實踐階段培養模式

為達成培養目標，本專業對實踐階段培養方案進行了探索，包括在不同企業進行金工實習、認識實習、課程設計、生產實習、仿真實習、化工設計實訓，以及本科畢業論文(或設計)等。其中畢業論文(或設計)選題直接來源于企業工程實際提煉的企業技術攻關難題或者企業運營中的實際問題，包括產品實際應用中的創新性課題，依托于與企業聯合共建的產學研合作基地和創新平臺，采用企業導師和校內導師雙導師機制，共同指導工程論文(或設計)的有效完成。

1.金工實習

由企業導師和學校導師帶教，按照機械制造的一般過程及常用的工藝方法去展開實踐教學。它主要包含零件的毛坯制造工藝、切削加工工藝及裝配工藝的實習，隨著實習條件的改善，增加加工新技術的實習項目。要求學生選擇一家合作企業實習學習工藝知識、培養工程意識、提高工程實踐能力。

2.化工課程設計

本環節主要是綜合應用流體力學與傳熱、傳質與分離工程、化工原理實驗和有關先修課程所學知識，完成以單元操作為主的一次設計實踐，主要內容包括：(1)設計方案的確定和論證；(2)工藝設計；(3)結構設計；(4)附屬設備的設計或選型；(5)將設計結果編寫成設計說明書。要求學生通過企業現場學習，培養學生化工單元操作設計的能力，掌握化工設計的基本程序和方法。

3.仿真實習

主要以現場實習過的典型工段(如合成氨的轉化工段，煉油廠的常減壓工段及聚丙烯工段等)進行仿真實習。要求學生能綜合利用現代計算機技術、化學工程、控制工程和系統工程的成果，逼真地實時模擬過程系統的動靜態行為和系統運行環境。本專業在華南地區率先集成先進的網絡技術、多媒體技術和仿真技術，建立了校內仿真實習基地，自行開發了化工仿真實習軟件。該軟件的響應與實際裝置基本一致，并人為地預置了突發事故，供操作人員判斷和解決，還可以自動記錄操作過程并給出成績，有效解決了學生難以現場實際操作的難題。

4.化工設計實訓

以具有實際背景的某一化工產品的工程設計為目標，完成完整的化工建設項目工程設計。設計報告主要內容應包括：(1)項目可行性研究報告；(2)工藝流程：包括工藝流程的組織、帶控制點的工藝流程圖和流程說明書；(3)物料衡算及物料衡算說明書；(4)能量衡算及能量衡算說明書；(5)設備設計：包括標準設備選型及說明書、非標準設備計算說明書和主要非標準設備施工圖；(6)廠區布置：廠區總平面布置圖及說明書；(7)車間設備布置：車間設備布置圖及說明書；(8)管路設計：包括管路設計和管路布置圖；(9)安全、電氣、自動控制和環保等非工藝方面設計(選)。

要求學生分組成立設計項目部，設項目經理一人，副經理若干人，按工程項目實施規范運作。通過設計實踐，使學生掌握化工設計的基本方法，使用各種標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料的基本技能，培養學生獨立解決問題能力、綜合運用知識能力和團結協作精神。

5.本科生產實習教學環節

由企業導師和學校導師帶教，跟班實習。熟悉生產流程，包括各設備的作用，工藝管線的流向，各生產控制點，操作條件及控制范圍。熟悉正常運轉時的生產調節和控制方法，了解開、停工原則步驟和各種非正常生產事故發生的原因和檢查處理的方法，了解主要設備的類型、規格、結構、特點及性能。學會記錄操作數據。撰寫實習報告，報告包括：(1)工廠和車間簡介；(2)工藝生產方法、流程、操作條件；(3)主要設備一覽表；(4)繪制實習裝置的平面布置圖、帶控制點的工藝流程圖、主要設備裝置圖；(5)各項消耗系數與技術經濟指標，并加以分析討論；6)實習心得，合理化建議及其他。設置畢業實習報告評分細則，雙導師評分。企業內做PPT報告交流。

6.企業實際工程訓練及本科畢業設計實踐

在初步實踐的基礎上，結合學生學習興趣和企業具體要求，選擇設計實踐項目并組建項目團隊，在企業工程技術人員和大學教師的共同指導下，以企業生產實踐中的某一具體問題為目標，展開設計實踐活動。包括：(1)直接進入企業參于企業相關生產和技術攻關，培養工程實踐能力，掌握企業的先進裝備、生產工藝以及先進理念；(2)提煉工程實際中的技術難題；(3)由項目團隊定義項目方案，任務劃分及進度安排，由企業技術人員和教師輔導；(4)撰寫畢業論文(或設計)；(5)組織本科畢業答辯。

在實訓過程中，要求學生：(1)針對具體的項目任務和技術要求，熟練掌握項目任務所需要的材料領域內的具體幾項設計分析方法、制造工藝與技術等；(2)以項目問題解決實踐為基礎，學習和培養如何分析工程實際問題的能力。針對生產實踐中的具體制造技術相關的工程問題，能夠通過科學的方法手段，認識并陳述問題，并作出正確的判斷和分析，建立問題求解的模型，提出完整的解決思路；(3)在具體的實踐過程中學習并且提升通過集體的協作和組織解決問題的能力，并鍛煉協調能力、組織及管理能力。

三、實踐階段考核方式及評分標準

1.考核依據

實踐階段的考核依據卓越工程師培養教學大綱、實習、工程實踐、科研實踐指導書等進行，同時還聯系學生的出勤、工作表現、學生提交的實習日志及其他材料和成果。

2.考核方式和評價標準

我們視具體情況采取多種方式對學生進行考核，不搞“一刀切”。學生可以提交實習體會、調研報告、工程分析報告、技術革新建議、科研報告或論文，可以提出產品設計、工廠工藝布置設計、工程項目實施方案，也可以提供其他物化成果等[6]。學生的畢業論文(或設計)仍是重要的考核方式，選題要求與工程實際相結合，實現形式可以多樣化：論文、工藝、產品、方案、設計等。

評分采用等級分制和綜合評分辦法，分優、良、中、及格、不及格五個等級進行綜合評分。學生成績被評定為“不及格”的，允許參加重修，直至成績達到要求。

四、保障措施

實踐是卓越工程師教育的本質要求，實踐培養階段是“卓越工程師教育培養計劃”中的關鍵環節。要有效展開實踐培養，必須制訂強有力保障措施，本專業從以下幾方面進行了有效的探索：

1.加強校企合作

校企之間的良好合作是實施實踐階段培養方案的根本保證[7]。本專業與相關合作企業簽訂了長期協議，建立工程實踐基地并正式掛牌。明確各方的責、權、利及其應承擔的義務。簽訂協議的工程實踐基地，不僅為學生提供生活、工作上的便利，還配備指導教師共同指導學生。本專業主動承擔企業兼職教師培訓任務，提升企業工程人員的整體水平。本專業與合作企業之間還存在高層次產學研合作，充分發揮學院的科學研究與人才培養優勢，優先為合作企業科技攻關、合作研發產品、提供技術咨詢和技術服務等，促進產學研一體化；優先向合作企業推薦優秀畢業生就業，實現校企互利雙贏的局面。

2.經費支持

足夠的經費投入是實施企業學習階段培養方案的重要支撐和物質保障。本專業卓越工程師教育的經費來源除了國撥專項資金外，專業和合作企業還從多種渠道籌措各種配套資金。本專業還設立企業實習實踐獎勵金、卓越工程師教育培養計劃創新基金等專項經費，激勵學生積極參與實踐。另一方面，國家應建立相關激勵、約束機制，鼓勵和規范企業參與聯合培養卓越工程師。通過建立卓越工程師專項基金，優先扶持參與培養卓越工程師的優秀企業。對于卓越工程師培養的專項經費，學院實行預算、決算制度，?？顚Ｓ?。

3.師資隊伍建設

為了保證參與“卓越工程師培養計劃”的教師具有在企業工作的工程經歷，本專業聘請了一批有企業工作經歷的專兼職教師，如聘請了陶氏化學公司職業經理人開設職業規劃課程、聘請道達爾工程師擔任安全生產管理課程的講師等，努力提高專業課教師中具備工程經歷的教師比例。本專業還定期組織指導教師進入合作企業進行工程實踐培訓和聯合研發，提高教師的工程實踐教學能力。爭取在4年內達到每一屆學生有6門專業課由具備5年以上企業經歷的教師主講的目標。

企業指導教師由企業推薦，學校與學院聘任，根據合作協議，在企業期間企業指導教師由企業實行直接管理，并負責勞動報酬；企業教師定期進入學校進行理論學習和聯合研究，以進一步提高企業指導教師的理論水平和指導能力。

4.組織與管理

加強組織與管理是順利實施實踐階段培養方案的組織保證。學校與合作企業聯合成立了實踐領導小組，統一領導和指揮工程實踐活動。該領導小組由主管校長、相關職能部門負責人、學院負責人、企業人員組成，組織、協調實踐活動的實施。我們將參加實踐的學生也組成不同小組，由指導教師或輔導員領隊。此外，我們還要不斷完善規章制度，嚴格執行，確保學生安全和順利完成實踐教育。

五、本專業實施實踐教學的現狀

目前，華南理工大學化學與化工學院已與道達爾、龍沙(中國)投資有限公司、陶氏化學等13家國際知名企業簽訂了建立專業見習基地的協議。

本專業整合了龍沙制藥等其他名企講座，拓展學生在工程實踐、行業標準、企業價值文化等方面的視野。與陶氏化學合作開辦了“安格斯”涂料配方課程，讓學生了解涂料的生產配方組成及其對涂刷效果的影響，了解國家針對涂料行業的相關法律法規；同時支持參與涂料配方比賽的學生項目立項，提供資金及實驗室設備支持學生進行研發，引導學生將學到的理論知識靈活運用到企業的生產環境。

此外，本專業聯合陶氏化學舉辦了陶氏化學職業生涯課程，組織學生參加化工行業的職業規劃與發展的相關課程，幫助學生學會應用職業測評方法對適合的職業和職業生涯目標做出合理的抉擇。該課程由陶氏公司資深職業經理人、招聘主管等講解。企業還提供了陶氏廣州公司的實習職位，讓學生充分接觸行業領先的化工公司。這些保障了學生在實踐培養階段學習的積極性和實效性。

在實踐教學推動下，近年來本專業畢業生一次就業率始終接近100%，許多畢業生進入依利安達、龍沙、通用、中石化、中石油、陶氏化學、羅門哈斯等世界500強企業工作。用人單位對他們的評價是“基礎扎實，知識面寬，自學能力和外語能力強，有創新精神和動手能力，在工作崗位上積極肯干”。我們開展了對本專業畢業生的社會評價調查，收到滿意和比較滿意的評價比例為97.2%，基本滿意的比例為2.8%，不滿意比例為零。

六、結束語

華南理工大學化學工程與工藝專業以卓越工程師培養為契機，對實踐階段培養機制進行了有益探索，對培養模式、考核方法、保障措施進行了完善，提高了畢業生的工程素質和實踐能力。

面對國際競爭的良好機遇和嚴峻挑戰，我們將繼續以積極進取的精神，推動卓越工程師的培養工作，不斷完善化工類卓越工程師培養方案，促進應用型創新人才培養質量的提高，為華南地區乃至全國的化工行業提供高素質的化工人才。

(責任編輯：夏璐)

參考文獻：

[1]馮亞青，張鳳寶.積極發揮教指委作用提高化工高等教育質量[J].中國大學教學，2014(12)：14-17.

[2]張宏烈，顧曉華.“三創”型人才培養模式的研究[J].黑龍江高教研究，2006(7)：129-130.

[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”學校工作方案研究[J].高等工程教育研究，2010(5)：47-56.

[4]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究，2010(6)：21-29.

[5]鄭秀英，姜廣峰，付志峰.開展專業認證提升工程教育質量[J].中國大學教學，2008(12)：29-31.

[6]劉繼青.清華大學早期工程教育的發展及其外來影響[J].高等工程教育研究，2011(1)：83-89.

[7]唐勇奇，黃紹平，劉國繁，等.校企合作培養“卓越工程師”——以湖南工程學院實施“卓越工程師教育培養計劃”為例[J].教育探索，2010(12)：71-74.

Exploration of the Undergraduate Practical Training Program Based on the Excellent Chemical Engineer Education

ZHENG Da-feng，CHEN li，DONG Xin-fa

(School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China)

Abstract：In order to improve the quality of chemical engineering talent，the practical training tasks and goals in the cultivation of excellent engineers have been established by the Department of Chemical Engineering，South China University of Technology.The teaching mode of the aspects in this phase was explored，and the assessment methods were established.Undergraduates could received the assessment by submitting an internship experience，research report，engineering analysis report，technical innovations recommendation，research paper and other forms of achievement.By cooperation with enterprises，financial support，training teacher，enforcing the management and other measures，the practical training tasks and goals could be effectively achieved.Based on the plan of excellent engineer training，we cooperated closely with famous enterprises in talent training，and the engineering quality and practical ability of the graduates increased significantly.In the evaluation of employers to the graduates，the satisfaction level accounted for 97.2%，basic satisfaction level accounted for 2.8%，with no dissatisfaction.

Key Words：excellent engineer；practice stage；training program；evaluation criteria；assurance

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9719(2016)6-0023-04

作者簡介：鄭大鋒(1976-)，男，海南海口人，副教授，博士，化工系副主任，碩士生導師，研究方向為工程教育教學。

收稿日期：2016-04-11修稿日期：2016-04-26

基金項目：華南理工大學重點教改項目“研究性教學模式在化工原理教學中的構建”。