化工類專業集中實踐課程內容整合與創新的思考

徐靜莉,孫國富,程 妍,侯珂珂,司紅巖

(許昌學院化學化工學院，河南 許昌 461000)

實踐教學是化學工程與工藝專業教學中及其重要的環節，是人才培養方案中重要的組成部分。隨著工程教育專業認證的全面實施，實踐教學的重要性更加突出，其直接關系到學校人才培養的質量的好壞。許昌學院作為向應用技術大學轉型的地方高校，在轉型發展中取得了一定的成績，應用型人才培養質量不斷提高。培養行業一線應用型技術人才的辦學定位更加確立了實踐教學在人才培養中的重要地位。

集中實踐教學課程建設基本分為硬件與軟件兩個方面，目前國內各高校進行的硬件建設主要是實踐教學設備更新及補充、實踐環境改造；軟件建設方面主要是在集中實踐課程的數量增加、所占總學分的比例增大、補充實踐項目等方面進行的。而對于課程內容方面的研究基本都是停留在授課形式由簡單驗證轉向綜合訓練等較淺的層面上，對于課程之間內容關聯進行的深層次的探索研究相對較少[1-4]。

1 集中實踐教學內容存在的問題

對照工程教育認證要求學生的12條畢業能力及新工科發展趨勢，我們發現集中實踐教學內容存在以下問題。

1.1 實踐教學目標不合理，內容缺失

改革后的集中實踐課程基本將以驗證理論知識為主的訓練內容轉變成以掌握實驗實訓技能為主，但教學內容中對責任感、表達能力、創新能力和團隊協作精神沒有硬性要求，而這些能力是工程素養中較為重要且在理論課程及實驗課程教學中是不易得到培養的。缺乏這些能力的培養，容易導致學生在實際生產中懂技術卻不會溝通，對企業乃至對整個社會缺乏應有的責任意識，墨守成規缺乏創新，不會協作而導致發展受限。

另外生產實訓內容中主要為生產設備的操作運行，對于實際生產過程的組織運行沒有體現，即學生缺乏組織生產的基本能力。

1.2 課程間融合度不夠，內容單一

隨著新生領域的發展，現代工業生產更多地涉及到各學科的交叉與創新，例如航天與電子、汽車與人工智能，這也是新工科內涵中的一個重要部分。而現有的課程將“仿真技術”與“生產實訓”、“課程設計”與“生產實訓”、生產過程與自動控制等課程完全互相獨立，沒有很好地將內容整合以便滿足復合型人才培養的實踐訓練需要。

在實際教學過程中我們發現，一方面，受到集中實踐學分與學時對應的硬性要求影響(一般進行一周為1個學分)，《認識實習》設定為1個學分，教學目標僅為使學生對化工生產企業有初步的了解。從教學內容及效果看2-3天的時間足夠，一周時間就造成了教學內容不飽滿；另一方面，校內《化工生產實訓》的教學目標為培養學生從事生產操作的能力，但受環境條件限制不可能與實際工業生產完全一致，即訓練的真實性不夠。

1.3 集中實踐課程與理論課程教學脫節，缺乏創新

《化工原理課程設計》安排在第二個學期期末考試前2周內不停課集中進行，學生往往沒有投入足夠的經歷與時間，且設計中的很多知識是在上一個學期學習的內容，時間跨度大，因此學生感覺時間緊壓力大，最后草草應付了事，很難達到教學目標。

綜上所述，對化工類專業而言，對生產實訓、課程設計等集中實踐類課程進行改革，探索出培養具有較高工程素養的應用型化工類專業人才的工程教育實踐教學方式，對培養出具有國際競爭力的本專業及其相關專業工程科技人才，是十分必要的。

2 集中實踐課程內容的整合

經過專業任課教師的討論后，決定從以下幾個方面進行內容整合。

2.1 以工程教育認證要求為依據，融合課程知識，完善課程內容

(1).認真對照工程教育要求的12條能力要求，查找集中實踐教學課程可提供的支撐條款，完善培養目標，并確定增加的培訓項目。探討將理論課程與集中實踐課融合的可行性，從而彌補《化工生產實訓》課程缺乏“組織生產”這一重要環節。通過完善課程內容到達培養既有工程技術又具有人文素養、具有一定組織管理能力的現代工程技術人才。

因此，首先在校內生產實訓過程中加入培養學生表達、創新能力及團隊精神和社會責任感的訓練項目；將《化工生產管理》與生產實訓課程結合起來，即個別章節在實訓過程中進行；其次，在生產實訓中融入仿真訓練內容，虛實結合保證訓練的全面性。并將校內生產實訓與進入企業認識實習結合起來達到還原現實的訓練目的。再次，將課程設計內容對應于理論課程分步驟進行，保證時間從而保證質量。

(2)研究將認識實習進行合理拆分的比例，將拆分的一部分融合在化工生產實訓的訓練過程中。通過增加入廠實習環節，形成虛擬-實操-實際的完整連接，保證實訓最大程度上接近生產實際。

其中的關鍵問題是入廠實習時間安排在生產實訓的哪個時間段比較合理，包含在實訓階段的入廠實習企業的合理選擇。

3 以新工科理念對集中實踐課程進行課程優化，強化課程功能

《化工生產實訓》課程是高校理工科學生在校學習中的一個重要環節，是學生對相關理論課程學習完畢后再認識、在提高的過程，對學生未來的發展具有重要意義。對于化工專業，由于其面對行業的具有易燃易爆、高溫高壓、有毒有害等特殊性，所以在生產實訓過程中除了要完成基本的學習任務外，還要具備“化工生產中突發事件與危機處理的初步能力”(培養方案中確定的專業核心能力)。這一能力的訓練如果采用真實過程訓練，很容易造成設備事故甚至人身事故。如何在安全的條件下培養學生這一核心能力是課程要解決的問題。

因此，我們探討將課程靈活劃分的可行性，即在化工生產實訓中增加仿真訓練，利用軟件制造的各類事件、危機，在保證整個實訓過程安全的前提下，培養學生具有應對生產突發事件的能力。

4 以CDIO理念為本，創新教學模式

以學生為中心，探討《化工原理課程設計》分步驟進行的可行性，解決設計內容模塊化的關鍵問題，并在此基礎上合理安排分步進行的時間段。最終形成課程設計內容貫穿整個理論課(2個學期)的新模式，既減輕學生的課程壓力，又時理論課知識得到及時應用，提高課程的有效性。

圖1 《化工原理課程設計》模塊圖

5 實施方案、實施方法、具體實施計劃及可行性分析

堅持以工程教育認證要求的12條畢業能力為核心，以學生為中心，將培養新工科倡導的復合型工程技術人才為目標進行課程的優化與創新。首先查找集中實踐課程中存在內容缺失的課程，補充相關內容。然后優化課程間的聯系，將課程內容進行整合。最后在課程內容比較完善的基礎上進行創新。以2016級化學工程與工藝本科為例，實施方案具體如下。

5.1 第一年度

(1)《化工生產實訓》:根據人才培養目標，結合工程教育專業認證要求重新確定課程教學大綱，增設社會責任感、表達能力、創新能力和團隊協作精神等教學目標，研究增設目標所對應的教學項目(或教學環節)，并在教學工程中進行實施。

在實訓教學中安排一定學時的仿真實訓課程，完成課程實操訓練中無法實現的突發事件應對處理能力訓練，保證培養方案中"化工生產中突發事件與危機處理的初步能力"的培養。利用我院現有的仿真實訓室及軟件可以進行。

在實訓過程中將《化工生產管理》課程中“生產管理”這一章節進行實操訓練，根據理論課內容安排訓練項目。將兩門課程安排在同一個學期即可實施。

(2)《認識實習》：將“認識實習”拆分為2個部分，比例為2/5與3/5。其中的3/5安排在實訓課程的后半程。前期曾進行過短期嘗試，我院已經具有許昌周邊的多家實踐教學基地，只有資金允許是完全可以實施的。

(3)《化工原理課程設計》：因本課程對應的理論課《化工原理1》本學期已經開設，所以將課程分步實施的內容只能從《化工原理2》開始，而《化工原理2》中只有“吸收”和“精餾”兩個獨立單元中的一個可作為最后的步驟，因此本年度的下半學期開始針對《化工原理1》的分步驟設計。根據課程內容將設計分為“流體輸送管路模塊”、“流體輸送機械設備模塊”、“傳熱系統模塊”。將這些設計內容的進度與理論課對應。結果將作為《化工原理2》對應設計內容的基礎。

5.2 第二年度

對第一年度所進行的探索嘗試進行總結，完善不合理的地方，并進行第二輪教學實施。

在《化工原理課程設計》第一部分的設計基礎上進行"吸收"或"精餾"綜合設計模塊的設計，并最終形成完整的設計報告。

總結研究成果，撰寫研究報告，并發表教研論文，整理教學大綱等相關材料為結項準備。

6 結語

工程教育實踐強調工程實踐與理論緊密結合，以全面推進學生知識、能力、素質協調發展，能力培養"寬專業、厚基礎、強能力、重綜合、求創新"的具有創新精神和實踐能力的應用型人才為目標。建設一個先進教學理念和教學方式是保證培養合格工程技術人才的根本。

本研究從集中實踐課程中能力培養著手，堅持以工程教育認證要求的12條畢業能力為核心，以學生為中心，將培養新工科倡導的復合型工程技術人才為目標進行課程的優化與創新，形成了具有以下特點的實踐教學體系：

(1)課程改革形成了虛擬-實操-現實的完整體系；

(2)虛實結合多樣化；

(3)靈活的教學安排設置；

(4)課程建設堅持以學生為中心，以提升能力為目標。