“721”模式下化工設計競賽對學生能力的提高

范明霞，袁頌東，胡 兵，江國棟，張運華

（湖北工業大學 材料與化學工程學院，湖北武漢 430068）

“721”模式下化工設計競賽對學生能力的提高

范明霞，袁頌東，胡 兵，江國棟，張運華

（湖北工業大學 材料與化學工程學院，湖北武漢 430068）

培養實踐能力強的高素質人才是當前國際和國內高等教育發展的趨勢，“721”人才培養模式正是適應時代發展需要而提出的。全國大學生化工設計競賽是課堂通往工程實際的一個重要平臺。結合競賽特點及近幾年我校在競賽中取得的成績，探討競賽對學生綜合能力培養的促進作用，重在提高學生的自主學習能力、提高創新能力、增強團隊協作精神、增強工程實踐能力，從而提升學生總體能力，踐行“721”人才培養模式。

化工設計競賽；“721”人才培養模式；綜合能力

Abstract：Cultivation of high-quality talents with strong practical ability is the trend of higher education development at home and abroad.“721” talents cultivation mode is just to meet the needs of the times.National chemical engineering design competition is the important platform for the way from classroom to engineering practice.Jointing Competition characteristics and achievements，improvement of competition on students' comprehensive ability was explored.The overall ability of students was enhanced including selflearning ability，innovation ability，group cooperation spirit and engineering practice ability.“721” talents cultivation mode has been practiced.

Key words：chemical engineering design competition；“721” talents cultivation mode；comprehensive ability

1 “721”人才培養模式

高等工程教育的目標是培養和造就工業界需求的、適應社會發展需要的工程師[1]。隨著我國高等教育的不斷普及，國家對高校人才培養越來越重視，而工程人才培養的問題卻越顯突出：拔尖創新人才的培養嚴重缺失，難以產生突出的頂尖人才；學生普遍動手能力差，無法直接適應社會崗位。其根本原因在于我國一直沿用傳統的重理論輕實踐、單一固化的人才培養模式和以灌輸式為主導的教學方式，嚴重阻礙了學生創新能力的培養與發展。教育部明確要求各高校人才培養應把實踐育人擺在重要位置，并從更新實踐教學培養方案、提高教學等方面向高校提出了要求[2-3]。湖北省委省政府也明確指出，大學要培養應用型、復合型和創新型三類人才。湖北工業大學正是積極響應這些要求提出了適合湖北省區域經濟發展特點的“721”人才培養模式。

“721”人才培養模式的基本內涵是針對同一學科專業，70%左右的學生定位為合格的工程師，能夠實現良好就業，在工作中能解決實際工程問題，實施以培養實踐動手能力的高素質應用型人才；20%左右的學生注重打牢基礎，擴寬知識面，提升思辨能力，鍛煉團隊領導能力，培養具有—定科技與工程創新能力的科技人員和工程師，具有一專多能、適合湖北工業經濟發展需求的復合型人才；10%左右的學生，推進卓越工程師、學術或工程精英人才培養計劃，培養高水平的拔尖創新型人才[4-7]。學校提出梯級、分類、多元“721”人才培養模式，既體現了“因材施教、分類指導”的教育理念，也考慮了湖北工業大學的辦學水平和生源質量特點，同時也貫徹了中央和湖北省的若干精神。

2 全國大學生化工設計競賽

2.1 化工設計競賽簡介

全國大學生化工設計競賽是由中國化工學會、中國化工教育協會、教育部高等學校化學工程與工藝專業教學指導分委員會主辦，面向全國高等院校化工專業學生的專業競賽，也是國內化工類學科級別最高、參賽隊伍最多、最具影響力的比賽。該項賽事對拓寬大學生專業知識、提高大學生專業素養、增強大學生工程實踐和創新能力、實現卓越工程師培養都具有積極的促進作用，是高等學校人才質量工程的重要內容[8]。

化工設計競賽的題目一般都以社會需求為背景，立足于學科前沿，內容涵蓋面廣、綜合性強，完成的競賽作品需要兼顧可行性和創造性。競賽內容涉及項目市場分析、設計可行性分析（工藝選擇、廠址選擇、投資估算、經濟評價環境保護）、設計說明書（廠區布置、工藝流程模擬優化、換熱網絡設計、設備設計與選型、車間布置、管道布置、自控系統、安全衛生）、創新性說明等。在短時間內要完成這些內容，對于沒有研發和工程經驗的學生來說難度較大[9]。因此，參賽學生需要進行背景資料收集及調研，提出技術上可行、經濟上合理的工藝方案，撰寫可行性報告和設計說明書，學會將所學理論知識轉化為解決實際問題，通過完成競賽作品，培養學生的工程實踐能力[10]。化工設計競賽給了參賽學生對所學知識的綜合應用機會，同時對他們的能力進行全方位的鍛煉。參賽學生不僅應具有化工專業知識，還應靈活掌握專業軟件的使用，更要考慮項目方案所涉及的政策、經濟、人文、地理等因素，化工設計競賽對提高學生的綜合能力具有非常重要的促進作用[11]。

2.2 我校在化工設計競賽中取得的成績

全國大學生化工設計競賽已成功舉辦十屆，我校于2013年第一次組隊參加，至今已參加了四屆比賽。由于對設計競賽的高度重視、精心組織部署和大力支持，指導教師認真負責，參賽學生積極努力，我校連續四年取得了可喜可賀的成績。表1是對競賽獲獎情況的反映。

表1 化工設計競賽參賽情況

從表1可以看出，我校參賽人數逐年增加，參賽成績不斷上升，不但有量的增加，還有質的提高。尤其是在第九屆化工設計競賽中我校的“星塵”團隊和“Chem-Five”團隊獲得了全國大學生化工設計競賽華中賽區一等獎，在前五名中占有兩個席位。取得的成績很好地踐行了“721”人才培養模式，展現了我校化工人才培養的特色和亮點。通過參加化工設計競賽的鍛煉，參賽同學夯實了化工設計基礎、提高了自身綜合能力，同時也提升了用人單位的歡迎度和學校的知名度。部分參賽學生畢業后到中石化等大型國企工作，很快成為企業技術骨干。取得這些成績，是我校堅持強調本科教學質量和貫徹“721”人才培養模式的結果。

3 化工設計競賽促進學生綜合能力的培養

利用化工設計競賽這個平臺，促進了學生綜合能力的培養。提高自主學習能力、提高創新能力、增強和鍛煉學生的組織能力和團隊協作精神、增強工程實踐能力、提升學生整體能力、培養學生堅韌的毅力和精益求精、勤奮敬業的優秀品質。

3.1 提高自主學習能力

參賽學生選拔采用自愿報名的方式，他們都是在學好基礎理論和專業知識的基礎上參加的。

同時，利用課余時間完成競賽作品，取得好成績的參賽目標激起學生學習的熱情和求知的欲望。競賽涉及的內容非常廣泛，具有較大的靈活性，需要綜合運用化工原理、化學反應工程、化工熱力學、化工分離工程、化工安全環保概論、化工制圖、化工技術經濟等方面的專業知識。由于參賽學生多為大二、大三的學生，有些專業課程尚未學到，這就需要他們具有較強的自學能力，彌補欠缺的知識。另外，在遇到問題時需要及時查閱各種資料，進而解決出現的難題[12]。在設計過程中，還要自學大量的化工軟件如Aspen plus、KGTower、Polymath、SW6-2011、3DMAX 和 PDMS 等。通過競賽，充分調動了學生學習的自主性，使他們有目的、系統的學習、掌握和運用新知識，也使學生學會了對知識的舉一反三、融會貫通，培養了他們發掘資源、自主學習的能力，也使同學們將平時的被動學習變為主動學習，同時激發了他們的求知欲。

3.2 提高創新能力

化工設計競賽一般以生產某一具體化工產品的工廠設計為競賽題目，例如第八屆化工設計競賽的題目為“為某一大型綜合化工企業設計一座采用清潔生產工藝制取對二甲苯（PX）的分廠”，第九屆的題目為“為某一大型綜合化工企業設計一座采用清潔生產工藝制取乙二醇的分廠”。這些題目都沒有明確規定原料和工藝路線，需要學生查閱大量的紙質或網絡相關文獻資料，通過分析與對比確定。創新思維尤為重要，作品中創新可以在工藝流程、設備設計、節能降耗、環境保護、控制系統等任一方面進行體現。作品評分標準中，創新分值占有相當比重。通過化工設計競賽，增強了學生的創新思維和意識，激發了學生洞察力和想象力[10]。

3.3 增強團隊協作精神

化工設計競賽作品要求全面，包括可行性報告、設計說明書、工藝流程模擬、CAD圖紙、環評報告、3D視頻動畫等，需要多名同學在規定時間內共同完成。競賽由6名同學組成競賽小組（1名候補），每人負責某一或幾個具體方面，共同完成競賽作品，這就需要學生具有良好的團隊協作精神。在完成競賽任務過程中，團隊全體成員集體討論、分工負責、共同確定、團結合作，這對參賽學生的團隊協作能力是很大的考驗，有利于培養學生的合作精神。

3.4 增強工程實踐能力

化工設計競賽的題目及任務來源于生產實際，與化工行業緊密結合，一般是行業的一些重要問題、熱點問題或前沿問題。競賽任務的完成需要學生理解生產實際、清楚設計標準、符合行業規定。大到廠址選擇、車間布置，小到設備設計與選型，每一點都需要學生結合實際思考和決策。這是對學生工程實際應用能力最有力的強化訓練，也是對目前學生理論與生產實踐脫節嚴重、缺乏工程實踐能力狀況的有效改善[12]。另外，目前國內高校普遍存在重科研輕教學的弊端，過分強調科學研究能力的提升，致使工科教學理科化，不利于學生工程意識和工程能力的培養，學生走入社會離崗位要求差距很大，難以適應激烈的社會競爭。通過參加化工設計競賽，幫助學生打好工程設計的基本功，加強學生工程觀念和工程素質的培養，提升其競爭力，擴大學生的就業渠道。

3.5 提升學生整體能力

通過認真備戰化工設計競賽，所有參賽學生的整體能力都有很大的提升。5名隊員要在幾個月的時間里提交除了可行性報告、設計說明書、工藝流程模擬與優化、物料及能量衡算、設備選型一覽表等與化工專業相關的文檔外，還有環境評價報告、工廠的三維立體展示、廠區及車間布置圖和配管設計圖等。這就要求學生除了掌握化工專業知識與技能以外，還應具備軟件應用能力、分析決策能力、文字撰寫能力和經濟分析能力[13]。總決賽的答辯包括PPT展示及回答專家提問，鍛煉了學生的口頭表達能力、思維能力和應變能力[14]。對學生的專業綜合技能、整體能力是一次全面的檢驗和提升，他們在今后的就業和考研等重要環節顯示出明顯的優勢[15]。同時學生在競賽中樹立了實踐意識、創新意識和競爭意識，解答了同學們平時學習專業知識的困惑，營造了學以致用的良好氛圍，促進了學風建設。另外，競賽任務對于本科生而言難度很大，完成作品需要付出巨大的工作量和艱辛的努力，在此之中學生的抗挫折能力、拼搏精神、敬業意識和自信心得到了充分鍛煉和強化。

4 結束語

社會經濟發展不斷對人才培養提出新的更高要求，培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才是高等教育的重要任務，現有人才培養模式不能很好地滿足社會對人才培養的目標要求。“721”人才培養模式是湖北工業大學根據自身辦學水平和生源質量提出的人才培養模式，以實踐教育為核心，有利于推動實踐教育的發展。學科競賽是培養高質量工程人才的重要環節，化工設計競賽對人才培養思路提出了新的要求，并為學生實踐意識和創新能力培養提供了契機。通過參加全國大學生化工設計競賽，學生的綜合能力得到大大提升，專業技能大大增強，為實現我校“721”人才模式提供了保證。

[1] 黃紹平，李靖.創新實踐教學模式，培養高質量工程人才[J].實驗技術與管理，2012，29（1）：18-20.

[2] 于娜，張航.高等學校實踐教學全面質量管理模式的構建與實踐[J].高等農業教育，2012，（4）：57-59.

[3] 王改華，王云艷.“721”培養模式下工科專業教學方法的探索[J].中國電力教育，2014，（32）：24-25.

[4] 陳益，楊曉艷，童亞拉.“721”人才培養模式下c語言程序設計學習興趣的構建[J].教育教學論壇，2014，（46）：271-273.

[5] 張毅，周夢舟，穆楊，等.基于“721”模式的制藥工程專業人才培養改革的研究[J].大學教育，2015，（8）：15-16.

[6] 姚蘭，王磊，楊海濤，等.基于“721”人才培養模式輕化工程專業人才培養的研究與改革[J].大學教育，2014，（7）：92-93.

[7] 肖義平，張杰，余瑜.基于“721”模式的電氣工程專業人才培養改革探索[J].課程教育研究，2014，（6）：233.

[8] 靳治良，楊晉，朱桂華，等.“中國石化一三井化學杯”大學生化工設計競賽模式在我校化工設計課程教學改革中的借鑒與實踐[J].化工高等教育，20l3，（3）：28-31.

[9] 郭瑞麗，袁軍，張建樹.全國化工設計大賽對化學工程與工藝專業教學的啟發[J].高教論壇，2013，（11）：59-60，75.

[10] 李寧，傅敏，陳盞明，等.化工設計競賽對化工類課程教學改革的促進作用[J].高師理科學刊，2012，32（1）：94.

[11] 張宇萌，雷文武.大學生學科競賽水平提升模式探析[J].寧波大學學報（教育科學版），2011，33（5）：119-122.

[12] 付雪，朱蠡慶，王孝科.淺談“化工設計大賽”促進化工人才綜合能力培養[J].重慶科技學院學報（社會科學版），2013，（11）：193-195.

[13] 晉梅，王晉黃，李忠銘.化工設計競賽對化工專業教學的啟示[J].江漢大學學報（自然科學版），2013，41（3）：102-104，112.

[14] 梁克中，黃美英，賴慶柯，等.大學生化工設計競賽對化工設計課程教學改革的促進作用[J].職業時空，2014，（8）：76-77.

[15] 呂海霞，楊志杰，張勝建.圍繞化工設計競賽，提高獨立學院人才培養質量的探索與實踐[J].化工高等教育，2014，（1）：57-60.

Enhancement of the Students' Ability from Chemical Engineering Design Competition under “721” Mode

Fan Ming-xia，Yuan Song-dong，Hu Bing，Jiang Guo-dong，Zhang Yun-hua

G642

B

1003–6490（2017）09–0147–02

2017–07–07

范明霞（1979—），女，湖北武漢人，講師，主要從事化學工程與工藝教學與科研工作。