企業協同應用化學專業“化工原理”課程教學體系的構建

郭文宇，李華蘭，唐 杰，陳 英

(綿陽師范學院化學與化學工程學院，四川綿陽 621000)

0 引言

為了適應我國經濟發展新常態，主動融入產業轉型升級和創新驅動發展，2015年10月教育部、國家發展改革委及財政部聯合發布《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》，指明高校應把辦學思路真正轉到服務地方經濟社會發展上來，轉到產教融合、校企合作上來，轉到培養應用型、技術技能型人才上來，轉到增強學生就業創業能力上來；為了進一步推動高校轉型發展，2017年12月，國務院辦公廳頒發了第95號文件《關于深化產教融合的若干意見》，指出深化產教融合的主要目標是逐步提高行業企業參與辦學程度，全面推行校企協同育人，形成教育和產業統籌融合、良性互動的發展格局.

在這種背景下，我院應用化學專業審時度勢的制定了轉型發展時期的培養方案，指明應用化學專業以立德樹人為根本任務，以區域經濟建設和社會進步發展需要為導向，面向四川，輻射西部，著力培養具有一定的人文社會科學素養、健康的身心素質、較強的社會責任感、良好的職業道德，具備一定的社會交往能力和組織管理能力，掌握化學及相關學科的基本理論、基礎知識和基本技能，具有良好的科學素養、較強的創新創業意識和實踐能力，能在化學與化工相關領域從事教育、科學研究、科學管理、生產技術、產品研發等方面工作的應用型人才.

“化工原理”是應用化學專業重要的專業基礎課程之一，它在高等數學、大學物理以及四大化學等基礎課程與專業課程之間起著非常重要的橋梁作用，是一門由自然科學領域向工程技術領域過渡的入門課程，該課程強調理論和實際相結合，為提高學生分析和解決工程實際問題，培養和分析工程技術實踐能力等方面起著重要的作用.

校企“協同”育人，其實質就是校企合作教育，將學校的理論學習同企業的實踐學習有機地結合在一起，使理論成為實踐的指導，實踐又是理論的發展及升華.在過去的課程培養體系中，學生只有在全部修完一門課程甚至幾門課程之后，才有機會到企業進行實踐或者實習.教學結果發現，學生在學習理論知識的時候非常茫然，甚至有些學生認為這些理論知識在后面的工作中根本沒有用處，導致學生不愿意用心學；而在進行實踐活動的時候，學生又早已將已經學過的理論知識遺忘得一干二凈，使企業實踐或者實習成為了一種“走秀”的過程.習總書記2018年在北大師生座談會上指出，學生在大學里學什么、能學到什么、學得怎么樣，同大學人才培養體系密切相關.同樣，想要學好一門課程，能學到什么，學得怎么樣，和這門課程的課程體系也有緊密的聯系.

1 校企協同構建“化工原理”課程體系

1913年麻省理工學院的幾位教授研究不同化工行業中通用的物理操作過程的共性，整理并出版了《PRINCIPLE OF CHEMICAL ENGINEERING》，使得“化工原理”課程成為了一門關于化學加工過程的技術基礎課.經過一百多年的發展，各個高校根據自己的培養目標結合自身實際對“化工原理”課程體系進行改革，以便培養有特色、高層次的各種人才.在高校轉型發展的新形勢和校企協同育人的背景下，對化工原理課程體系的構建進行探討有著重要的意義[1-3].

1.1 “化工原理”課程標準依據

從行業、企業的實際出發，通過知識、能力、素質三位一體培養應用型、復合型人才，化工原理課程應以成果導向教育為手段，以OBE工程教育為理念，以中國工程教育認證標準為要求，來設計、構建整個課程教學體系[4-5].

1.2 課程體系構建

以“工學結合”課程開發的基本理念為指導，依據由淺入深、由表及里、由易到難的認知心理順序，建立實踐—理論—再實踐—再理論的教學活動過程，運用工作過程系統化的課程設計方法，基于工作過程細化課程內容、組織教學過程.

1.2.1體系設計 根據化工原理這一工作任務對知識和技能的需要，結合目前學院的實際情況，對《化工原理》課程教學體系進一步完善，如下圖所示：

圖1 化工原理教學設計體系Fig.1 Teaching Designing System of Chemical Engineering Principles

1.2.2 課程內容 為了進一步根據工作過程系統化，將“化工原理” 課程分為三大模塊：分動量傳遞、熱量傳遞和物料傳遞，各模塊可以采用連續教學或分段教學兩種方式實施.其中動量傳遞模塊中，又劃分流體流動、流體輸送及流體與固體顆粒間的相對運動3個課題；熱量傳遞又劃分為傳熱和干燥2個課題；物料傳遞劃分為精餾與吸收2個課題共7個課題進行.

教學過程中實驗項目采用理論實踐一體化分課題進行教學；同時以液體流動與輸送、沉降與過濾、傳熱、蒸餾、吸收、干燥、這6個化工操作單元為主，蒸發、冷凍、萃取、結晶、膜分離這5個化工操作單元為輔共11 個化工生產的操作單元為載體來設計教學情景，且每一主要載體均是一個相對完整的工作過程.

每一模塊教學完畢后，組織學生到企業進行見習，觀察并學習這些理論如何應用于工業實際.同時聘請有經驗的企業工程師到校，結合化工生產常用設備的相關知識，包含每個化工單元操作的簡介、技術應用、操作依據、設備構造、操作方法、常見故障分析處理等內容，同學生深入交流與探討，盡量在每一模塊教學中，均能以化工過程單元操作為主線從而培養學生單元操作的崗位技能和技術應用能力.

1.3 教學方法

目前，多媒體教學的普及已經接近100%，多媒體集圖文聲像于一身，以其多維化的表現形式，是很多教師上課的首選教學手段.但是這種教學方法仍然是以“講-聽”為主，沒有突出以“學生為本”的教學過程.這種教學方法容易使學生學完就忘，導致學生一旦接觸實際工作，必須要重新再學習，工作適應能力較弱.因此，針對校企協同辦學的特點，教學方法有必要做出一定形式的改進.

1.3.1 將工程觀點融入每個教學環節中 化工原理是一門典型的工科課程，因此要求教師在教學活動中，盡可能將工程方法、工程觀點融入在教學環節中.以不同單元操作為載體，將相關的工程概念、基本理論、工藝操作及評價合理地進行整合.本課程教學內容以“應用”為主線，強調理論結合實踐，著眼于學生的全面發展，扎實學生基礎知識，提高學生的應用技能，進一步提升學生的工程素質[6-7].

1.3.2 歸納演繹教學法的靈活應用 歸納和演繹反映了人們認識事物兩條方向相反的思維途徑，前者是從個別到一般的思維運動，后者是從一般到個別的思維運動.化工原理課程注重的是工程實際應用，通過各個單元操作的知識理論來歸納得出化工原理教學主線“三傳一反”；再引導學生通過“三傳一反”與速率定律及其他工程實踐，加強對各個單元操作基本理論及方法進行推導演繹，使得學生對化工原理甚至對化學工程有了宏觀上的認識，并將這種宏觀認識轉化為各個操作單元的知識點進行鞏固學習，這種教學方法將進一步扎實學生的單元基礎知識，強化學生的工程觀點，提高學生的學習效率.

1.3.3 理論與實踐的統一 目前在教學上，化工原理理論和實驗課程以及實踐課程都是獨立的課程，之間沒有相互的關聯.在實驗教學中，又因為實驗場所和實驗設備的限制，以及考核制度的不合理，使得很多學生重視理論教學，輕視實驗課程，操作隨意進行，導致實驗過程不規范，學生對設備的認識不充分，對數據的處理不認真.為了進一步鞏固和深化學生的理論知識，提高學生對化工原理課程實驗實踐教學的重視，特別增設了仿真課程，同時將仿真課程作為理論與實踐的過渡課程，形成理論、仿真、實驗的“教-學-做”一體式教學模式[8-11].

1.3.4 教學示例 以課題流體流動教學為例.這一課題中的基礎知識和基本概念都要求學生借助網絡教學平臺自行預習.在進行雷諾現象、柏努力方程這些知識點教學時，先是在實驗場地給學生演示這些實驗現象，要求學生認真觀察實驗現象，認真分析老師進行操作的每一步驟，然后要求學生結合教材、網絡視頻自我學習，梳理知識點，開展翻轉式課堂教學，最后再要求學生自己設計實驗，動手操作實驗，得出實驗結論.

進行管道阻力教學時，同樣要求學生先根據教材和網絡視頻預習，老師進行系統講解后，要求學生先在仿真實驗室進行管道阻力仿真單元練習，通過仿真練習，要求學生掌握管道阻力實驗的原理、步驟、數據處理等，最后再要求學生自己設計實驗，動手操作實驗，得出實驗結論.

在整個動量傳遞模塊教學內容完成后，到企業就管路布置、離心泵選型、安裝等進行課堂見習活動，要求學生就這一模塊的學習體會及見習感想完成一篇小論文.

在教學中發現，剛開始給學生演示實驗時，學生都只注意觀察各個玻璃管中的現象變化，不認真觀察設備管道布置，流體流動方式，更不注意進水口和出水口相對位置，管件、閥門的安裝，甚至忽略了這些實驗的前提條件：穩態流動；在進行仿真單元練習時，很多學生進入仿真都有很大的盲目性，雖然跟著軟件中的步驟一步一步操作，但操作結束都沒有反應過來自己通過仿真操作達到什么目的等等一系列的問題.隨著課程有序的進行，學生逐漸適應了這種教學方法，在每一次的教學活動中都能深刻體會到書本中的理論是如何應用于實踐操作的，極大鼓舞了同學的學習熱情，提高了自學能力，培養了學生的工程素質.

1.4 考核方式

目前大多數課程的考核方式強調結果考核，即以期末考試為主.但在“化工原理”課程教學中，為了培養學生的工程素養，將工程觀點融于每一個教學步驟中，這就要求更多的是考核學生的學習過程，對學生日常的學習狀態和效果進行評價.

結合“化工原理”課程內容，可以將期末的考試分為三大單元測試，得到的分數加權平均計入學生最后的總評成績中.同時，這三大單元測試成績也不是簡單的通過測試試卷來認定，而是采用多元化的評價方式，可以結合學生平時學習態度，小組論文成績，小論文，實驗設計，課堂參與度等進行綜合評定[12].

2 該課程體系對學校要求

校企協同背景下對課程進行建設，對學校的師資隊伍建設、教學活動開展、實踐平臺搭建等各方面提出了新的要求.

2.1 教師隊伍建設

目前，學院大部分老師都是理科或者是師范類專業出身，即便是工科出身的老師，基本上也是從學校畢業就進入高校任教，沒有任何在企業、行業里工作的經驗.由于老師本身缺乏實踐經驗，就很難指導工科性、實踐性較強的課程，大多數只能照本宣科.教學團隊的素質決定了教學效果，在學校轉型發展的關鍵時期，為了進一步適應企業、行業需求，必須加強對教師團隊的建設.

2.1.1 引進經驗豐富的技術人員 一般說來，新進老師往往是各高校畢業博士，雖然他們有扎實的理論知識，但是畢竟缺乏實踐經驗，在培養學生的工程意識上，無法高屋建瓴的引導學生.因此，為改進師資結構，應該著手引進一些經驗豐富的技術人員來進行補充.

2.1.2 派專業教師掛職鍛煉 為了提高中青年骨干教師的實踐教學水平，學校和學院應該鼓勵、要求中青年教師積極到地方企業、行業去掛職學習，鍛煉實踐能力，在實踐過程中提高教學經驗，尤其是實踐教學經驗.學校和企業聯合培養的中青年教師作為“雙師型”的典型教師，可以在教學團隊中發揮骨干作用.

2.2 加強對實踐平臺的建設

“化工原理”是以典型單元操作為基礎的，實驗教學中的每個項目都相當于化工生產的某個操作單元.這就決定了“化工原理”實驗平臺建設不能局限在基礎性實驗，綜合性實驗，設計性實驗等這些層次的項目之中，更多的需要結合化工過程的發展，對接企業行業的需求，建立化工工程訓練中心[13].該中心介于化工專業教學和到企業實習之間，學生有了專業的理論知識后，通過實訓中心各種實訓裝置，結合實訓仿真軟件，可以增強學生對化工設備選擇，設備布置與管路布置的了解，同時也進一步增加了學生的工程觀念，培養了學生的工程意識.

3 結束語

在應用化學示范專業建設中，“化工原理” 課程教學應該緊緊跟隨企業、行業的發展，在深化應用型人才培養模式改革的基礎上，在企業的協助下，對接行業企業的要求，促進學生知識，能力，素質協調發展，培養出合格的復合型人才.