新工科背景下化工設計課程教學改革研究

王婷婷

（西北民族大學 化工學院，甘肅蘭州 730000）

在第四次科技浪潮的推動下，人工智能、大數據、互聯網等不斷地更新和發展。為主動應對新一輪科技革命與產業變革，國家為支撐服務創新驅動發展提出“中國制造2025”等一系列強國戰略。教育部自前幾年開始便積極推進新工科建設，傳統的課程教育已經不再適用于現階段的發展模式。科技的不斷發展和進步促使著精細化時代的到來，使得高校的工科專業需要不斷地更新改革，以保證其跟上時代的步伐，培養出更加適應新時代的優秀人才。化工專業的學生在具備深厚理論基礎的同時，更需要兼備優秀的實踐及操作能力。現階段化工專業的本科畢業生存在的較為突出的問題是化工實踐能力的欠缺，學生的課程培養體系亟須調整，畢業生就業也面臨著少許的市場結構問題，如供求不一致等。

為推動新工科背景下化工設計課程教學的改革與創新，不斷落實相應舉措，要秉著創新理念，形成自己的教學特色模式，踐行教育強國的基本要求。新產業的產生和發展，也促進了在新工科背景之下對于人才的需求和人才素質要求的不斷提高。在新工科背景之下，不僅需要提高化工學生的綜合水平和素質，也應該提高學生在化工設計課程學習中的應用能力，堅持將理論知識和實踐內容相結合，開展課內外的知識、競賽結合式教學，形成更加系統、完善的課程體系和模式，將培養學生的工程設計和基礎實踐能力作為重中之重。

1 新工科背景下化工設計傳統課程教學中存在的問題

傳統的化工設計課程以傳授理論知識為主導，課程的內容大多枯燥無聊，學生在學習的時候會感覺非常的乏味，難以投入到課堂之中去。由于教學過程與實際脫節，所以這一課程的傳統教學模式對學生而言不僅不利于他們學習，也會在一定程度上消磨學生的學習積極性，使得學生在學習該課程時感覺到力不從心，并且逐漸厭煩這一學習過程。這一教學模式在培養學生實踐和創新能力方面具有非常大的欠缺，課本的知識點較多且比較雜，無形之中為學生帶來了非常多的課業壓力，且部分內容的學習讓學生感覺到毫無意義，沒有辦法投入到學習之中。另外，在教學過程中，學生往往存在著缺乏自我認知、對于課堂的內容理解能力不夠、學習興趣不高等問題，所以教師也較難深入到教學之中，使得課堂投入成本較低。

2 新工科背景下化工設計課程教學改革策略

2.1 修訂教學大綱，更新課程內容

面對社會不斷發展，經濟不斷提高和進步，企業創新且轉型的情況下，社會對于畢業生的專業能力和水平的要求越來越高，高等院校的人才培養方案不斷修訂。化工設計是高等院校化學工程與工藝等專業的專業課，主要講述化工工藝過程設計與化工廠整體設計的基本原理、基本程序與基本方法，是化學工程技術人員必不可少的技術基礎知識之一，它兼具理論性和實踐性，是一門綜合性很強的課程。在新工科背景之下，教學團隊應根據學生培養方案要求上的變化及時修訂該課程的教學大綱，調整該課程理論和實踐環節的教學課時，從根本上保障實踐環節教學的實施。教學團隊應及時更新課程的內容，把化工設計的一些新知識在教學與教材中進行及時更新，讓學生接觸到最新的化工設計知識，繼而使他們的思維與視野變得開闊起來。

由于化工設計創新實踐課程具有強實踐的特點，課程建設要組建具有豐富工程實踐能力的教師團隊，囊括著多年從事設計院工作、工程項目經驗豐富的老教師，有從事化工原理等課程教學的理論知識扎實的專業課教師，有化工設備專業的方向課教師以及化工工程軟件課程指導教師等。另外，為了學生更好地學習，教學團隊需要在充分討論和研究的同時，結合本專業的課程資源，適當進行本課程的一些選修課程的調整和設置。教師在傳授理論知識的過程中，要重視強化化工生應用Aspen Plus 進行工藝流程模擬、應用Auto CAD 繪制工程圖樣等的訓練，在拓寬學生視野的同時提高他們的創新思維和動手能力。在實踐環節的教學過程中，設置以企業實踐為主導的相關訓練項目，也會使得學生在化工設計領域展開工作時會更加的投入，從而提升學生們在實際工作之中的理論和實踐能力。

2.2 更新教學模式，改進評價體系

新工科的建設和發展需要教師及時轉變自己的教學理念，更新教學模式，將學生作為課堂教學的主體，構建更加專業化的課程學習目標。例如，可以將虛擬仿真技術和手段加入化工設計的教學改革中來。教師和學生都在做中學，在學中做，從而實現理論和實踐的結合，提高學生的課堂參與積極性。教師針對學生在實際操作之中出現的問題進行充分的探討，提升他們的綜合素質和能力。將新型教學方式，例如微課、VR 等新式的教學模式加入課堂教學中來，點燃學生的學習熱情。以翻轉課堂為例，相比較傳統教學模式的工科課堂，新式的課堂教學模式更加注重學習的即時性、有效性，激發學生的主動探索意識，培養學生積極、主動學習的能力，同時利用現代科技帶來的便利為學生實踐提供相關教學，這也是傳統的課堂教學不能為學生所提供的。與此同時，教師要改變現有的評價體系，為學生創設出更符合他們發展的考核評價模式，以此讓每個學生都可以展現出自己的個性特點，提高學習興趣。化工設計創新實踐課程由于其課程任務和目的不同，其教學形式也有別于傳統課程。教師要從理論知識點講授變成課程內容項目化，從傳統的以教師講授變成課堂以學生自學為中心，從單一期末試卷考核形式變成考核項目多樣化，從考核達標變成課程目標成果化，從而培養學生的工程實踐能力、自主學習能力、團隊協作能力，讓學生建立專業成功的成就感。

2.3 融合賽課模式，培養團隊精神

化工設計教學不僅要注重培養學生的化工設計意識和創新能力，還要注重他們團隊意識的養成。教學中可以以某一項目為平臺，設定一定的形式進行比賽，每個團隊有數名成員，團隊的各個成員進行不同的分工，幫助項目充分優化且良好實施。團隊成員相互之間需要設計好工藝流程，核算需要消耗的材料，選取更加適合的設備，計算出最優化的方案，同時也要貫徹落實好保護環境的理念。團隊在實施具體項目的過程中可以熟練地應用Aspen Plus、Auto CAD 等相關軟件，對工藝設計過程進行模擬優化，完成考察組相關問題的提出。在此之后選擇出最優秀的設計項目，進行獎勵的頒發，提高學生參賽的積極性。通過比賽的模式，加強學生的實踐鍛煉并提高他們的化工設計水平，培養學生的團隊合作精神，樹立工藝設計理念，運用所學習的知識進行實際應用，也為他們以后的工作打好堅實的基礎。例如，在每年的全國大學生化工設計大賽中，會有很多院校的優秀學生團隊參與其中。教師可帶領學生積極參與此類大賽，不僅可提升學生將理論應用到實踐的能力，還能學到其他院校的設計理念，從而促使本校學生的綜合水平得到全面提升。

2.4 進行案例教學，提高實踐能力

黨的十九大報告指出，高等教育要深化校企合作模式，形成較為開放的辦學理念和模式，這也屬于化工設計課程教學改革的主要步驟之一，有利于學生化工實踐水平的提升。例如，倡導學生要將課堂之中學習到的化工設計知識運用到企業之中去，請企業的技術骨干在學生實習期間對學生進行化工設計知識的實地指導，還可將企業之中一些經典的化工設計案例放到課堂之中進行簡單的分析教學。化工設計教師還可以結合線上和線下的兩個空間作為主要的探索依據，注重市場所需，強化和更新校企的實驗基地，利用微學術來提供更加專業的化工實踐平臺，幫助學生盡快適應課堂和社會的鍛煉。

例如，學校可以定期、分次派遣化工設計教師進入到化工系統內部進行培訓，提高他們的實踐能力。對于一些能力較強的教師，還可以讓他們參與到實際項目的研發過程中，實現真正的理論實踐相結合，全面發展教師的各項能力。在教學過程之中，課程團隊需要不斷地挖掘實際的素材，開展企業實際案例和理論知識相結合的教學模式，并將企業實踐案例貫穿于整學期的教學之中，這一改革也是教學改革實施的重要措施之一。教學內容在相互銜接之后，便可以幫助學生和教師積累化工設計的實踐經驗，彌補教師在教學之中的不足之處，實現理論和實踐的有效結合。

2.5 注重雙創培養，提高綜合水平

在教學過程中，教師需要融合課堂的教學和實踐，堅持理論教學和實踐教學兩手抓，重視培養和提高學生的創新創業實踐能力，大力提高學生的專業技術水平和綜合素養。化工設計的課堂教學可以聯系當地的社會需要，把化工設計理論知識和當地社會發展緊密結合，為促進地方產業發展和進步貢獻一點力量。院校要將拔高學生和教師的整體素質作為首要預期目標，讓他們秉著腳踏實地的觀念，實地進行考察和研究，通過實際的鍛煉來提高學生的創新創業實踐能力，培養出符合社會需要的、新工科背景之下的高水平、高素質人才。

3 結語

在新工科背景之下，化工設計專業教師要以發展的眼光看待本課程的教學改革，探討課程的實際實施方法，完善現有的課程體系，加強學生參與并實踐的力度，重視學生的各項素質發展，增加教師的企業鍛煉，讓他們在實踐之中提高自身的教學水平，繼而使得學生可以真正地提高自己的實踐水平及操作能力，也讓化工設計知識的學習充實且富有意義。